[發明專利]一種多階段多目標給水管網優化分區方法

有效

• 申請號: 201810537071.3
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108876016B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 劉俊
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;E03B7/00
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 崔鳳英

1.一種多階段多目標給水管網優化分區方法，其特征在于：根據靈敏度分析確定管道重要性指標，反映管網整體水力特性；根據該管道指標，采用最小生成樹算法確定環狀管網的主要供水路徑，以枝狀管網表示；在主要供水路徑基礎上，首先采用多目標算法確定分區主要進水管道，得到分區節點聚類和分區邊界管道；然后采用多目標算法優化邊界管道，確定環狀管網分區次進水管道和閥門位置；最終完成分區規劃；所述方法的具體步驟如下：

步驟1，采用擾動法確定管道流量與節點需水量的靈敏度矩陣，計算每個管道的重要性指標，反映管網的整體水力特性；

步驟2，以管道重要性指標為權重，采用最小生成樹算法計算給水管網枝狀結構，代表了主要供水路徑；

步驟3，根據分區結構特點，降低主進水管道決策變量范圍；采用多目標優化確定分區主進水管道；

步驟4，將枝狀供水管網中主進水管道斷開，采用圖論算法中連通子圖方法確定節點聚類；

步驟5，根據分區節點聚類，通過比較環狀管道兩節點是否在不同聚類中確定環狀管網中分區邊界管道；

步驟6，在分區邊界確定的基礎上，以次進水管網數量和水質為目標，水壓為約束，優化次進水管道和閥門位置；

步驟7，根據生成的帕累托解的集合，選擇合理的分區方案，最終完成分區規劃。

2.根據權利要求1所述的一種多階段多目標給水管網優化分區方法，其特征在于：所述步驟3中，考慮分區特點，分區主進水管道在枝狀供水路徑中，且枝狀結構中與葉節點相連的管道不作為主進水管道；通過優化模塊度、分區水壓非相似性、分區割集管道數量和分區規模均勻性確定分區主進水管道。

3.根據權利要求1所述的一種多階段多目標給水管網優化分區方法，其特征在于：所述步驟5中，枝狀管網管道均不是邊界管道，邊界管道搜索時僅分析枝狀管網以外的管道，可提高尋找邊界管道的搜索速度。