[發明專利]給水管網水力模型構建過程中拓撲結構連通性檢查與校正方法

有效

• 申請號: 201711229989.3
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108009942B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 吳珊;寇曉霞;侯本偉;宋凌碩
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q50/26;G06F30/18
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

給水管網水力模型構建過程中拓撲結構連通性檢查與校正方法，屬于市政工程管網信息技術領域。該方法是在利用給水管線GIS圖層自動創建管網拓撲結構、并刪除孤立管段和節點后，根據拓撲結構中鄰近節點對的連接關系、節點與管段的連接關系，對管網拓撲結構的連通性進行批量檢查與校正修改。首先，根據給水模型導出的節點信息計算節點對間的距離，并篩選出距離異常的鄰近節點對；接著，對距離異常的節點對之間的管段連接情況進行檢查；最后對無相連管段的距離異常節點對進行拓撲結構的校正。該發明提供的拓撲結構連通性檢查與校正的方法，快速準確且可批量式操作，對給水管網的構建有重要的意義。

技術領域

本發明涉及一種面向城市給水管網水力模型構建需求，對管線GIS圖層自動創建的管網拓撲結構連通性進行批量檢查與校正修改的方法，屬于市政工程管網信息技術領域。

背景技術

建立供水管網水力模型，是供水運行系統信息化的重要環節，為城市供水管網的規劃、運行管理和優化調度提供理論依據。為確保建立的水力模型的準確性，需要對供水管網水力模型的拓撲結構進行檢查與修改。

給水管網是一個拓撲結構復雜、規模龐大的網絡系統。管網拓撲結構的正確性將直接影響管網水力模型模擬的準確性，由于一些基礎信息的缺失或錯誤、信息錄入工作的疏忽和管線GIS圖層至管網拓撲結構的轉換過程出現問題，而導致模型的拓撲結構存在錯誤，所以要對管網模型進行連通性檢查與修改工作。

發明內容

本發明針對以上問題，設計了一種對給水管網水力模型構建過程中拓撲結構連通性進行批量檢查與校正修改的方法，該方法是在利用給水管線GIS圖層自動創建管網拓撲結構、并刪除孤立管段和節點后，根據拓撲結構中鄰近節點對的連接關系、節點與管段的連接關系，對管網拓撲結構的連通性進行批量檢查與校正修改。

技術方案：本發明給水管網水力模型拓撲結構連通性檢查與校正方法步驟為：

(1)計算給水管網水力模型中節點對之間的距離

首先導出給水管網模型中的節點和管段信息：節點標號ID_node，節點坐標(X,Y)，管段標號ID_pipe，管段上、下游節點標號；通過模型節點坐標(X,Y)，循環計算所有節點對之間的幾何距離d；

(2)查找距離異常的鄰近節點對

設定節點對距離異常的判別閾值f，檢查所有節點對之間距離d是否小于判別閾值f；若d≤f，將此節點對記為“距離異常節點對”；若存在距離異常節點對，則記錄距離異常節點對的節點號為ID_node_1、ID_node_2，并將此節點號記為“距離異常節點”，進行步驟(3)；否則，轉步驟(6)；

(3)判斷距離異常節點對間是否有直接相連管段

在管網模型的所有管段信息中，查找上、下游節點標號中含有節點號ID_node_1的管段，將此管段集合記為ID_pipe_1；在管段集合ID_pipe_1中，查找這些管段的另一個端點，其集合記為ID_node_1*；

判別ID_node_1*集合中是否含有節點號ID_node_2；若有，則距離異常節點對(ID_node_1，ID_node_2)間存在直接相連的管段，且拓撲連通性正常，轉步驟(6)；若無，則距離異常節點對(ID_node_1，ID_node_2)無直接相連的管段，進行步驟(4)；

(4)判斷距離異常節點對間是否有間接相連管段

4.1設置間接相連檢查的參數

在管網模型的所有管段信息中，查找上、下游節點標號中含有節點號ID_node_1的管段，將此管段集合記為ID_pipe_1；在管段集合ID_pipe_1中，查找這些管段的另一個端點，其集合記為ID_node_1*；