[發(fā)明專利]一種污水處理仿真軟件連線繪圖優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310752389.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN103778277B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何琦楓;張偉;汪月林;張伯立;曹輝;孫福林;俞林斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江浙大中控信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏,劉正君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種污水處理模擬技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種交叉碰撞少、界面清晰的污水處理仿真軟件連線繪圖優(yōu)化方法。?

背景技術(shù)

在城市處理污水的過程中，由于污水廠的進(jìn)水水質(zhì)各不相同，甚至相差巨大，進(jìn)水的負(fù)荷也隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化，污水廠的規(guī)模、設(shè)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)也千差萬別等原因。不少污水廠運(yùn)行效果不佳、出水水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)，因此污水廠有對(duì)污水處理進(jìn)行工藝改造的強(qiáng)烈需求。而為了改造工藝，需要深入研究進(jìn)水水質(zhì)、工藝流程控制、出水水質(zhì)三者自己的關(guān)系，通過改進(jìn)工藝、調(diào)整控制參數(shù)，從而改善水質(zhì)，減少曝氣能耗。

污水處理工藝涉及多個(gè)過程,工藝非常復(fù)雜。調(diào)整工藝隨需的周期長(zhǎng),并且存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。因此通過軟件的方式來模擬污水廠的運(yùn)行過程，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

在各種污水廠模擬軟件中，BioWin模擬軟件于20世紀(jì)90年代由加拿Envirosim聯(lián)合公司研制。在北美和澳大利亞等地得到了廣泛的應(yīng)用。該軟件的連線采用一次簡(jiǎn)單連接的方法。基本的策略就是求解兩個(gè)連接點(diǎn)之間的最短路徑，算法非常簡(jiǎn)單，兩個(gè)連接點(diǎn)之間增加一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。這種方法的實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單，但這種方法并沒有考慮求解連線路徑時(shí)周圍模擬單元和已有連線的影響，因此當(dāng)功能塊比較多時(shí)，連線與連線之間有較多的交叉或重疊，連線對(duì)周圍模擬單元的穿越也比較多，連線與連線之間會(huì)產(chǎn)生重疊，造成無法清晰的判斷模擬單元之間的聯(lián)系。雖然BioWin支持手動(dòng)調(diào)節(jié)連線，但存在3個(gè)缺點(diǎn)：1.?連線的可調(diào)節(jié)度不高。基本上連線只有其中的一段允許水平或上線調(diào)節(jié)。2.當(dāng)曝氣模擬單元較多，連線較復(fù)雜的情況下，手動(dòng)調(diào)節(jié)的工作量較大，影響配置的效率。3.因?yàn)樵撥浖B線一般只有一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即一條連線可分為3段折線。因此允許手動(dòng)調(diào)整連線段只有其中一段，有一定局限性。當(dāng)連線非常復(fù)雜的情況下，該軟件提供的手動(dòng)調(diào)節(jié)也無能為力。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中模擬連線在復(fù)雜情況下容易交叉碰撞的問題，提供了一種交叉碰撞少、界面清晰的污水處理仿真軟件連線繪圖優(yōu)化方法。

本發(fā)明還解決了現(xiàn)有技術(shù)中模擬連線調(diào)整困難受限制的問題，提供了一種方便動(dòng)態(tài)調(diào)整的污水處理仿真軟件連線繪圖優(yōu)化方法。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：一種污水處理仿真軟件連線繪圖優(yōu)化方法，用于功能模塊之間的連線，包括以下步驟：

步驟一，在確定出發(fā)點(diǎn)和目的點(diǎn)后，連線由出發(fā)點(diǎn)出發(fā)沿X軸方向前進(jìn)，若未與功能模塊碰撞，直至到達(dá)與目的點(diǎn)位于同一垂線上的點(diǎn)時(shí)，設(shè)定該點(diǎn)為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，并由該轉(zhuǎn)折點(diǎn)出發(fā)沿Y軸方向前進(jìn)至目的點(diǎn)；

若連線在前進(jìn)過程中遇到功能模塊，則連線采用XY軸動(dòng)態(tài)規(guī)避策略進(jìn)行處理，朝一個(gè)方向探索出一條初始路線，并對(duì)初始路線因素進(jìn)行記錄，計(jì)算出優(yōu)先級(jí)系數(shù)，XY軸動(dòng)態(tài)規(guī)避策略包括X軸規(guī)避策略和Y軸規(guī)避策略，

X軸規(guī)避策略：在X軸方向前進(jìn)時(shí)，若發(fā)生和功能模塊的碰撞，則生成轉(zhuǎn)折點(diǎn)然后向Y軸方向進(jìn)行前進(jìn)；

Y軸規(guī)避策略：沿Y軸方向前進(jìn)，直到連線超過功能模塊上端或下端，則生成轉(zhuǎn)折點(diǎn)然后沿X軸方向前進(jìn)；

步驟二，進(jìn)行路徑回溯仲裁計(jì)算，然后對(duì)該初始路線進(jìn)行回溯搜索，根據(jù)XY軸動(dòng)態(tài)規(guī)避策略探索出其他的路線，記錄這些路線的因素，并計(jì)算出優(yōu)先級(jí)系數(shù)，同時(shí)通過比較，找出最小優(yōu)先級(jí)系數(shù)的路線，確定該路線為最優(yōu)化路線，并在軟件界面上繪制。本發(fā)明首先通過XY軸動(dòng)態(tài)規(guī)避策略朝某一方向探索出一條路線，并對(duì)該路線的優(yōu)先級(jí)系數(shù)進(jìn)行記錄，然后通過回溯搜索得到其他路線，同時(shí)將回溯搜索得到的路線同記錄的路線進(jìn)行優(yōu)先級(jí)系數(shù)比較，不斷將記錄的路線替換為優(yōu)先級(jí)系數(shù)最小的路線，最終得到最優(yōu)化的路線。本發(fā)明相比現(xiàn)有軟件連線使得功能模塊之間的連線與連線盡量減少交叉重疊，連線與功能模塊之間盡量減少穿越碰撞，使得圖形化界面更加清晰明了。

作為一種優(yōu)選方案，所述回溯搜索的過程為：

A．由初始連線的目的點(diǎn)回溯到上一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，

B．判斷該轉(zhuǎn)折點(diǎn)是否與目的點(diǎn)位于同一垂線上，若是則繼續(xù)回溯當(dāng)前轉(zhuǎn)折點(diǎn)的前一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，進(jìn)入步驟C，若否則進(jìn)入步驟C；

C．判斷該轉(zhuǎn)折點(diǎn)是否為出發(fā)點(diǎn)，若是則搜索結(jié)束，若否則進(jìn)入步驟D；

D．判斷通過該轉(zhuǎn)折點(diǎn)后連線是否在Y軸上前進(jìn)，若否則繼續(xù)回溯當(dāng)前轉(zhuǎn)折點(diǎn)的前一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，重復(fù)步驟C，若是則進(jìn)入步驟E；

E．朝著通過當(dāng)前轉(zhuǎn)折點(diǎn)后連線前進(jìn)方向的相反的方向前進(jìn)，根據(jù)XY軸動(dòng)態(tài)規(guī)避策略，朝一個(gè)方向探索出一條路線；