[發明專利]一種供水管網多目標分區方法

有效

• 申請號: 201810448525.X
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108717584B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 陶濤;曾翰;顏合想;信昆侖;李樹平
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F30/18;G06F30/27;G06N3/12;G06F111/04;G06F111/10
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 丁云

本發明涉及一種供水管網多目標分區方法，該方法包括如下步驟：(1)輸入供水管網數據，包括供水管網的鄰接矩陣、分區的允許規模范圍以及節點服務壓力；(2)選取干管，確定候選分區入口；(3)設定多個目標函數，采用非支配排序遺傳算法求解供水管網的分區方案集，所述的目標函數包括：最小化管網平均壓力、最小化管網平均水齡以及最小化分區改造費用。與現有技術相比，本發明考慮的因素更加全面，分區更加合理。

技術領域

本發明涉及一種供水管網分區方法，尤其是涉及一種供水管網多目標分區方法。

背景技術

近年來，我國供水管網漏損問題日益嚴重。據2016年城市供水統計年鑒報道，全國平均產銷差為20.72％、漏損率為14.32％，漏損占據了產銷差中的七成。根據2015年發布的“水十條”，2017年城鎮供水管網的漏損率須控制在12％以內，2020年控制在10％以內。探索能有效地降低供水管網漏損的技術，是國內外水行業工作者長期普遍關注的焦點。國外的實踐經驗表明，供水管網分區管理是降低漏損的有效手段，然而國內對這方面的研究尚不深入，分區方案的制定大多依賴經驗，沒有經過最優化設計，迫切須要相關技術理論的指導。因此，從降低供水管網漏損的實際需求出發，開發與之配套的供水管網優化分區方法，具有重要的現實意義。

國內外對這方面的研究取得了一定的成果，以下為一些有代表性的研究：

1)基于聚類分析的分區方法

如文獻：

[1]:Sela Perelman L,Allen M,Preis A,et al.Automated sub-zoning ofwater distribution systems.Environmental ModellingSoftware,2015；65:1-14.

該類方法的主要技術措施：考慮供水管網節點的某些屬性，根據節點的相似性應用聚類算法將供水管網劃分為若干個區域。

優缺點：這類方法的特點在于能夠把管網劃分成若干個區域內部某些屬性比較相近的分區，可以利用這種特點，在分區過程中對某些目標(如使分區內部壓力相近等)進行有針對性的優化。缺點在于這類方法通常面向單目標優化，而管網分區須要考慮諸多因素。

2)基于社區發現的分區方法

如文獻：

[2]:Zhou Y,Diao K,Rauch W.Automated Creation of District Metered AreaBoundaries in Water Distribution Systems.Journal of Water Resources PlanningManagement,2013；139(2):184–190

該類方法的主要技術措施：應用社區發現算法對供水管網的拓撲結構進行分析，從而根據管網的社區結構進行分區。

優缺點：這類方法的優點在于能夠識別出供水管網中的河流、道路等邊界，獲得的分區方案與傳統的根據經驗分區的方案相近。缺點在于這類方法本質上也是一種單目標優化方法，考慮的因素不夠全面。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種供水管網多目標分區方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種供水管網多目標分區方法，該方法包括如下步驟：

(1)輸入供水管網數據，包括供水管網的鄰接矩陣、分區的允許規模范圍以及節點服務壓力；

(2)選取干管，確定候選分區入口；