[發(fā)明專利]一種基于大數(shù)據(jù)的給水排水模型優(yōu)化方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910385116.4
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110135046B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐陽彤;宋海濤;趙維波;郅曉林;趙勝亞
• 申請（專利權(quán)）人: 浪潮軟件集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F16/29;G06Q50/26
• 代理公司: 濟(jì)南信達(dá)專利事務(wù)所有限公司 37100
• 代理人: 孫園園

1.一種基于大數(shù)據(jù)的給水排水模型優(yōu)化方法，其特征在于，該方法是基于大數(shù)據(jù)、GIS的分布式并行計(jì)算及多種模型的調(diào)用與服務(wù)，將給排水模型與GIS進(jìn)行對接，利用DEM高程信息對空間分布及變化進(jìn)行詳細(xì)描述及模擬，包括地形因素造成的分流以及匯流，擴(kuò)大給排水模型應(yīng)用的區(qū)域范圍，提高對外部環(huán)境因素模擬的真實(shí)性；同時，集成多類模塊并對接實(shí)時數(shù)據(jù)，實(shí)時數(shù)據(jù)包括用水量、排水量、降雨量以及管壓監(jiān)測的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)給排水模型的自我調(diào)整優(yōu)化；具體步驟如下：

S1、GIS的分布式并行計(jì)算；具體步驟如下：

S101、在外部環(huán)境模塊中，水文流域的劃分對于匯水區(qū)域的判定有著極大的影響，利用GIS的DEM數(shù)據(jù)對水文流向進(jìn)行分析從而獲取流域的劃分規(guī)則，將不同流域分塊在分布式并行計(jì)算中分開模擬，并計(jì)算得出模擬區(qū)域內(nèi)地表水流及地下水各流向的分析結(jié)果，提高計(jì)算精度和效率；

S102、在MapReduce的計(jì)算過程中，首先對計(jì)算任務(wù)-管網(wǎng)內(nèi)部城市排水量的模擬進(jìn)行分解，結(jié)合外部環(huán)境模塊，根據(jù)所排放的分支管網(wǎng)位置被劃分成多個小區(qū)域分開進(jìn)行計(jì)算，將各子區(qū)域作為一個Map操作分配到一個獨(dú)立的計(jì)算單元并從對應(yīng)的分區(qū)文件中提取相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；

S103、將模型的計(jì)算結(jié)果在Reduce操作中進(jìn)行合并計(jì)算分析整個區(qū)域的排水過程；

S2、大數(shù)據(jù)預(yù)處理及存儲；具體步驟如下：

S201、上傳的大量各類供排水相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)過分布式儲存系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)處理，將供排水相關(guān)數(shù)據(jù)根據(jù)其對應(yīng)的地理信息及屬性進(jìn)行分類劃區(qū)并對異常值進(jìn)行刪減改查；

S202、將經(jīng)過預(yù)處理后的供排水相關(guān)數(shù)據(jù)儲存到數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)過查詢搜索，供排水相關(guān)數(shù)據(jù)能夠迅速精準(zhǔn)地被提取出來進(jìn)行計(jì)算分析；

S3、模型調(diào)用與服務(wù)；具體步驟如下：

S301、每次調(diào)用都會在服務(wù)器系統(tǒng)中啟動一個新的計(jì)算任務(wù)，并采用異步調(diào)用方式，避免長時間計(jì)算堵塞模型客戶端；

S302、執(zhí)行異步調(diào)用操作在啟動任務(wù)后即返回，并輸出任務(wù)的唯一標(biāo)識號，模型客戶端依據(jù)該標(biāo)識號查詢?nèi)蝿?wù)狀態(tài)或執(zhí)行出異步調(diào)用操作之外的操作；

S303、用戶通過多維分析和儀表盤，直接實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的靈活分析及可視化圖表展現(xiàn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的給水排水模型優(yōu)化方法，其特征在于，所述給排水模型主要是由管網(wǎng)內(nèi)部模塊和外部環(huán)境模塊構(gòu)成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的給水排水模型優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S101中模擬區(qū)域內(nèi)地表水流及地下水各流向的分析結(jié)果包括流向路徑、流量和匯水區(qū)位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)的給水排水模型優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S201中供排水相關(guān)數(shù)據(jù)包括氣候數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、供需水?dāng)?shù)據(jù)及管網(wǎng)數(shù)據(jù)。

5.一種基于大數(shù)據(jù)的給水排水模型優(yōu)化裝置，其特征在于，該裝置是采用權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的基于大數(shù)據(jù)的給水排水模型優(yōu)化方法，該裝置包括分布式文件系統(tǒng)、面向大數(shù)據(jù)并行處理的計(jì)算平臺、給排水模型、模型調(diào)用與服務(wù)模塊、數(shù)據(jù)計(jì)算分析模塊以及管網(wǎng)供排水能力評估及內(nèi)澇風(fēng)險分析模塊，分布式文件系統(tǒng)分別傳輸數(shù)據(jù)給面向大數(shù)據(jù)并行處理的計(jì)算平臺和數(shù)據(jù)計(jì)算分析模塊，面向大數(shù)據(jù)并行處理的計(jì)算平臺傳輸數(shù)據(jù)到分布式文件系統(tǒng)且面向大數(shù)據(jù)并行處理的計(jì)算平臺傳輸創(chuàng)建任務(wù)到模型調(diào)用與服務(wù)模塊，模型調(diào)用與服務(wù)模塊實(shí)時監(jiān)控面向大數(shù)據(jù)并行處理的計(jì)算平臺任務(wù)完成度，給排水模型調(diào)用面向大數(shù)據(jù)并行處理的計(jì)算平臺的數(shù)據(jù)并輸出數(shù)據(jù)到管網(wǎng)供排水能力評估及內(nèi)澇風(fēng)險分析模塊；

其中，數(shù)據(jù)計(jì)算分析模塊用于給排水模型的快速運(yùn)算及結(jié)果分析；數(shù)據(jù)計(jì)算分析模塊具有對海量數(shù)據(jù)的分布式計(jì)算功能以及自動引用大數(shù)據(jù)庫內(nèi)實(shí)測數(shù)據(jù)計(jì)算優(yōu)化模型參數(shù)的功能；對海量數(shù)據(jù)的分布式計(jì)算功能采用Hadoop?MapReduce分布式計(jì)算引擎以及計(jì)算任務(wù)的定義和調(diào)度功能。