[發明專利]一種村鎮供水管網的可視化設計系統和方法

在審

• 申請號: 201610918649.0
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN106649968A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 楊成杰;許德合;李孟奇;黎慧;楊小濤
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司41109
• 代理人: 王曉麗

1.一種村鎮供水管網的可視化設計系統，其特征在于：包括數據交互模塊、管網模型構建模塊、可視化水力計算模塊、方案檢測模塊、自動化成果輸出模塊、工程預算模塊和圖文一體化管理模塊；

所述數據交互模塊提供通用CAD、GIS數據格式訪問接口，與AutoCAD、ArcGIS、Surfer、CASS及EPANET軟件實現數據交換；

所述管網模型構建模塊提供管道、節點、閥門專業模型的快速構建與編輯；所述管網模型構建模塊使用箭頭對于管段的水流方向進行可視化；

所述可視化水力計算模塊通過圖、表、動畫、UI互動方式對構建的管網模型進行可視化水力計算；

所述方案檢測模塊根據可視化水力計算模塊的計算結果，通過生成最不利管道檢驗方案是否滿足實際設計需要；用戶在管網上選擇一個控制點，系統自動的由該控制點到水源生成一條主管道，然后判斷該主管道上的節點處的水壓是否滿足與該節點相連的支管道所需的水壓，如果全部滿足說明該方案設計合理，如果未滿足需要自行調整管道的管徑，進行水力計算后再次檢測；

所述自動化成果輸出模塊基于ActiveX技術實現與AutoCAD、Word及Excel軟件的無縫集成，提供圖紙、文檔、水力計算表格的自動化輸出；

所述工程預算模塊通過集成的工程預算子系統，計算工程項目中人工、材料、機械各項費用，并輸出預算報表；

所述圖文一體化管理模塊實現空間數據與屬性數據的一體化管理，采用圖層管理對象，每個圖層都有自己的屬性表，圖層中的每個對象都有自己的屬性信息。

2.根據權利要求1所述的村鎮供水管網的可視化設計系統，其特征在于：所述可視化管網水力計算包括沿線流量、節點流量、設計管徑、水頭損失的計算。

3.根據權利要求1所述的村鎮供水管網的可視化設計系統，其特征在于：所述管網模型構建模塊在管段的連接處用節點進行表示，在插入節點的時候自動顯示節點處管段的水流方向，并用不同的顏色表示節點處的流入與流出。

4.根據權利要求1所述的村鎮供水管網的可視化設計系統，其特征在于：所述自動化成果輸出模塊在圖紙輸出過程中，系統根據水力計算結果及圖紙類型，在AutoCAD中繪制圖件，并自動添加標注信息。

5.一種村鎮供水管網的可視化設計方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

（1）管網模型構建

步驟101：外部數據導入；

步驟102：管線繪制：根據導入的基礎數據，利用捕捉及圖形編輯功能繪制管段；

步驟103：節點繪制：在管段銜接處繪制節點，自動的對每個節點進行編碼，以不同的顏色顯示節點連接的每根管段的水流方向屬性；

步驟104：管網拓撲構建：

步驟105：拓撲檢查：搜索出管網中孤立的管段和節點，并以高亮度顏色顯示，提示該處拓撲錯誤；

（2）管網水力計算

步驟201：計算參數輸入：每根管段和節點都有自己的屬性信息，所述屬性信息在水力計算時作為計算參數使用；

步驟202：水力計算：所述水力計算包括沿線流量、節點流量、設計管徑、水頭損失的計算；

步驟203：結果復核：通過結果復核判斷設計是否滿足需求；

（3）管網水力計算結果顯示：水力計算結果作為管段或者節點的屬性信息，標注在管段或者節點附近顯示；

（4）管網成果圖表繪制：根據水力計算結果和管網模型，通過AutoCAD數據接口自動繪制成果圖紙。

6.根據權利要求5所述的村鎮供水管網的可視化設計方法，其特征在于：所述步驟104中，管網拓撲構建采用逐級搜索的方法構建管網拓撲，第一級搜索管網中的源節點，找出與該節點相連的管段，搜索該管段下游節點，并將管段的上游節點編號及下游節點編號保存到管段屬性信息中；然后以第一級搜索節點為基礎，繼續向下進行遍歷，直到匯節點結束。

7.根據權利要求5所述的村鎮供水管網的可視化設計方法，其特征在于：所述步驟203中，結果復核包括水壓復核法和水量復核法。

8.根據權利要求7所述的村鎮供水管網的可視化設計方法，其特征在于：所述水壓復核法在管網上選擇一個匯節點，搜索出該節點到水源的一條主管道，然后判斷主管道上的節點處的水壓是否滿足與該節點相連的支管道所需的水壓，如果全部滿足說明該方案設計合理，如果未滿足需要自行調整管道的管徑，進行水力計算后再次檢測。

9.根據權利要求7所述的村鎮供水管網的可視化設計方法，其特征在于：所述水量復核法根據管網中各管段的水頭損失和節點的高程值搜索一條最不利的管道，通過查看最不利點的水量值可以檢驗該方案是否滿足實際設計需要。