[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

本發(fā)明公開了一種基于大數(shù)據(jù)的給水排水模型優(yōu)化方法及裝置，屬于智慧水利領(lǐng)域，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為如何能夠使城市給水排水管網(wǎng)模擬的準(zhǔn)確性與廣泛應(yīng)用性不受限于現(xiàn)有技術(shù)中的原始數(shù)據(jù)量、集成模塊的數(shù)量和種類以及空間分布和模型參數(shù)空間變化，提高模擬的真實(shí)性，采用的技術(shù)方案為：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。本發(fā)明還公開了一種基于大數(shù)據(jù)的給水排水模型優(yōu)化裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智慧水利領(lǐng)域，具體地說是一種基于大數(shù)據(jù)的給水排水模型優(yōu)化方法及裝置。

背景技術(shù)

城市給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著城市供水、收集城市生活污水和工業(yè)廢水以及及時(shí)排出城區(qū)內(nèi)雨水和流經(jīng)市區(qū)雨水的任務(wù)。我國傳統(tǒng)的城市給水排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)和管理均采用恒定流水力學(xué)理論計(jì)算管網(wǎng)的運(yùn)行狀況，自主開發(fā)的模型往往圍繞某一特定問題展開，主要用于水量模擬，大多功能較為單一。在計(jì)算中，一般只憑經(jīng)驗(yàn)對管段的管徑和坡度等進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以求達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的，但其合理程度極大地受到了設(shè)計(jì)人員個(gè)人能力的限制，此外，大多數(shù)的計(jì)算采用反復(fù)查閱圖和表的方式進(jìn)行，工作效率低，時(shí)間長，不利于設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。實(shí)際上，城市給水排水管網(wǎng)中的水流是非恒定流，并具有瞬時(shí)變化的特點(diǎn)。而且排水過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)很多流向沖突的情況，這是由于沉積物長年累月的積累在管道中，導(dǎo)致水流不通暢，管道過水能力下降，尤其是在雨季，雨污不分流，管內(nèi)水流方向紊亂。所以傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法難以精確計(jì)算并實(shí)時(shí)分析給水排水管網(wǎng)中的真實(shí)運(yùn)行狀況。因此，科學(xué)管理城市管網(wǎng)給水排水過程，建立管網(wǎng)給水排水優(yōu)化模型，對于供排水管網(wǎng)的安全高效運(yùn)行，促進(jìn)城市的穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。

目前應(yīng)用廣泛的城市管網(wǎng)供水排水模型有：

(1)SWMM模型：其具有的水文、水動(dòng)力模擬功能，對雨水管、合流制管道、自然排放系統(tǒng)都可以進(jìn)行水量、水質(zhì)的模擬，包括地表產(chǎn)流、地表匯流、排水管網(wǎng)輸送、貯水處理及收納水體的影響等過程。SWMM模型基本計(jì)算單元的尺度為排水區(qū)尺度，一般每個(gè)排水區(qū)面積僅為幾公頃到幾十公頃不等。盡管這為SWMM模型通向分布式水文模型提供了條件，但是目前的SWMM模型因無法考慮輸入空間分布和模型參數(shù)空間變化對雨洪形成的影響，所以不能被稱之為分布式雨洪模型。此外，SWMM模型并沒有包含對于泥沙沉積的模擬模塊。隨著城市排水、防澇標(biāo)準(zhǔn)的提高，以及對城市化和低影響開發(fā)的水文效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行評價(jià)的日益迫切的要求，目前的SWMM模型已無法完全滿足要求。

(2)Wallingford模型：該模型主要由四大模塊構(gòu)成，分別為降雨徑流模塊、簡單管道演算模塊、動(dòng)力波管道演算模塊和水質(zhì)模擬模塊。雖然Wallingford模型使用范圍很廣，不僅可以用于城市市政系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，還可以對城市雨洪過程、排污過程及雨污匯合過程進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行管理模擬，但是該模型的構(gòu)建對原始數(shù)據(jù)量要求比較高，并且沒有集成地下水模塊。

可見，現(xiàn)有技術(shù)中對城市給水排水管網(wǎng)模擬的準(zhǔn)確性與廣泛應(yīng)用性受限于可用數(shù)據(jù)量、集成模塊的數(shù)量和種類以及給水排水模型模擬真實(shí)性和其計(jì)算性能。故如何能夠使城市給水排水管網(wǎng)模擬的準(zhǔn)確性與廣泛應(yīng)用性不受限于現(xiàn)有技術(shù)中的原始數(shù)據(jù)量、集成模塊的數(shù)量和種類以及空間分布和模型參數(shù)空間變化，提高模擬的真實(shí)性是目前現(xiàn)有技術(shù)中急需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是提供一種基于大數(shù)據(jù)的給水排水模型優(yōu)化方法及裝置，來解決如何能夠使城市給水排水管網(wǎng)模擬的準(zhǔn)確性與廣泛應(yīng)用性不受限于現(xiàn)有技術(shù)中的原始數(shù)據(jù)量、集成模塊的數(shù)量和種類以及空間分布和模型參數(shù)空間變化，提高模擬的真實(shí)性的問題。