[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

技術領域

本發明涉及供水管網優化設計技術領域，特別涉及一種村鎮供水管網的可視化設計系統和方法。

背景技術

近年來隨著鄉鎮經濟的發展、農村生活條件的改善以及鄉鎮企業規模擴大，生產用水及生活用水需求量不斷增加，并且用戶對水量水質的要求都有了一定的提高，飲水安全這項民生工程也越來越受到社會各界的廣泛關注。同時，隨著水資源日益緊缺和水資源開發利用率的提高，老舊供水系統的修復、改建和擴建等所需的投入也逐漸增大。利用科學的方法有效建設供水管網工程，在保障人民生活和農村發展中有著舉足輕重的作用。

傳統的供水管網設計完全依靠人工計算和手動繪圖，成果以紙質資料保存。隨著CAD即計算機輔助設計技術的發展，設計人員開始利用AutoCAD等輔助設計軟件進行管網繪制，并借助于Excel的計算功能進行水力計算，基本實現管網設計的半自動化。近年來，市場上也出現了一些管網設計的軟件，但是這些軟件在管網建模和出圖方面存在不同程度的缺陷，諸如計算過程無法可視化表達、管網查詢不夠靈活，成果格式的不可變性、無法導入AutoCAD中，并且在與相關設計圖的匹配上存在很大問題。

現有的供水管網設計軟件存在如下缺點：

（1）圖形和屬性的松散耦合導致關聯關系的維護比較復雜。計算結果與設計圖紙分離管理，資料分散在計算機技術高度發達的今天顯得十分低效；

（2）設計修改工作量大。無論是設計圖紙的修改還是水力計算參數的改變，都會引起另一方面的修改，工作量大、效率低；

（3）計算結果不夠直觀。管網水力計算的結果不能直觀的反映在圖紙上，根據計算結果才能為設計圖紙添加標注信息；

（4）管網成果圖繪制工作量大。管網設計的最終結果需要輸出多種設計圖紙，每種圖紙都需要添加不同的標注信息，手工添加這些標注信息需要耗費很大的工作量。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于，提供一種村鎮供水管網的可視化系統和設計方法，可以快速地構建水力模型，將水力計算過程可視化，實現了設計流程的統一化與規范化，提高了設計效率，保證了供水工程管網設計的準確性、可靠性和科學性。

本發明的目的是以下述方式實現的：

一種村鎮供水管網的可視化設計系統，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數據訪問接口，與AutoCAD、ArcGIS、Surfer、CASS或EPANET等軟件實現數據交換；

所述管網模型構建模塊提供管道、節點、閥門等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或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。

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、水頭損失等的計算。

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。

所述自動化成果輸出模塊在圖紙輸出過程中，系統根據水利計算結果及圖紙類型，自動添加標注信息。

一種村鎮供水管網的可視化設計方法，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，利用捕捉功能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流入流出屬性；