[發(fā)明專利]一種城市供水管網壓力監(jiān)測點的優(yōu)化布置方法

在審

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• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN107122519A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 陳兵;張夢;林雨陽
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 李斌

1.一種城市供水管網壓力監(jiān)測點的優(yōu)化布置方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、獲取城市供水管網的基礎數(shù)據(jù)，利用EPANETH軟件進行供水管網的水力平差計算，構建城市供水管網水力模型；

S2、根據(jù)城市供水管網水力模型，求解壓差矩陣、最短距離矩陣、水量影響模糊相似矩陣，確定城市供水管網壓力監(jiān)測點優(yōu)化布置模型的約束條件；

S3、確定模型目標函數(shù)，構建城市供水管網壓力監(jiān)測點優(yōu)化布置模型；

S4、利用粒子群算法求解城市供水管網壓力監(jiān)測點優(yōu)化布置模型，確定最優(yōu)壓力監(jiān)測點及各壓力監(jiān)測點的監(jiān)測區(qū)域。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種城市供水管網壓力監(jiān)測點的優(yōu)化布置方法，其特征在于：所述步驟S1中，城市供水管網的基礎數(shù)據(jù)包括節(jié)點基本需水量、高程、管段長度、管網拓撲結構，利用EPANETH軟件進行供水管網的水力平差計算，得到城市供水管網的壓力、流量運行數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種城市供水管網壓力監(jiān)測點的優(yōu)化布置方法，其特征在于，所述步驟S2的具體過程為：

S21、根據(jù)步驟S1構建的城市供水管網水力模型，求解任意兩節(jié)點間的壓力差：

P(i,j)＝|H_i-H_j|

其中，H_i、H_j分別表示基準工況下節(jié)點i、j的水壓，i＝1、2、3……n，j＝1、2、3……n，得到壓差矩陣[P]_n×n，其中n為城市供水管網水力模型的n個節(jié)點；

S22、利用迪杰斯特拉算法求解任意兩節(jié)點間的最短距離，得到最短距離矩陣[D]_n×n；

S23、利用歐氏距離法求解水量影響模糊相似矩陣[R]_n×n，公式如下：

X(i,j)=Hi-Hi′Hj-Hj′]]>

X′(i,j)=X(i,j)-XjaXjs]]>

X′′(i,j)=X′(i,j)-Xjmin′Xjmax′-Xjmin′]]>

r(i,j)=1-1nΣk=1n(X′′(i,k)-X′′(j,k))2]]>

其中，X(i,j)表示j節(jié)點流量變化對i節(jié)點的壓力影響系數(shù)，得到影響系數(shù)矩陣[X]_n×n，H_i、H_j分別表示基準工況下節(jié)點i、j的水壓，H′_i、H'_j分別表示j節(jié)點流量改變后節(jié)點i、j的水壓，X'(i,j)表示對影響系數(shù)矩陣[X]_n×n進行標準化計算后得到的水量影響標準矩陣[X']_n×n，表示水量影響標準矩陣[X']_n×n中第j列元素的平均值，示水量影響標準矩陣[X']_n×n中第j列元素的標準差，X”(i,j)表示對水量影響標準矩陣[X']_n×n進行處理得到的水量影響極值標準矩陣[X”]_n×n，和分別表示水量影響標準矩陣[X']_n×n中第j列元素中最小和最大的元素，r(i,j)表示節(jié)點i、j的歐式距離，得到水量影響模糊相似矩陣[R]_n×n，反映節(jié)點i、j水壓波動相似程度，i＝1、2、3……n，j＝1、2、3……n；

S24、確定城市供水管網壓力監(jiān)測點優(yōu)化布置模型的約束條件，公式如下：

P(i,j)<h，D(i,j)<d，R(i,j)>λ

其中，P(i,j)表示節(jié)點i、j的壓力差，D(i,j)表示節(jié)點i、j的最短距離，R(i,j)表示節(jié)點i、j的歐式距離，h、d、λ表示根據(jù)城市供水管網水力模型給出的設定值。