[發明專利]基于圖劃分的供水管網DMA自動分區方法

有效

• 申請號: 201911300313.8
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN111080483B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 馬斌;薛驍;楊磊;黃慰忠;沈國紅;信昆侖;周立典
• 申請（專利權）人: 上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司;上海隧道工程股份有限公司;同濟大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06F30/18
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 宋小光

1.一種基于圖劃分的供水管網DMA自動分區方法，其特征在于，包括如下步驟：

獲取供水管網水力模型和日供水總量；

設置分區參數；

依據所設置的分區參數使用多級遞歸二分法算法對供水管網水力模型進行分區，獲得分區結果和分區邊界管段；以及

以分區改造的工程造價為目標函數，以管網壓力和節點水齡的波動范圍為約束條件，利用遺傳算法進行分區邊界管段的閥門開閉選擇與流量計的安裝布置，從而獲得分區邊界管段的閥門開閉選擇與流量計的安裝布置方案；

依據所設置的分區參數使用多級遞歸二分法算法對供水管網水力模型進行分區，獲得分區結果和分區邊界管段的步驟，包括：

設無向圖G₀＝(V₀,E₀)表示供水管網水力模型，其中V₀表示管網節點集合，E₀表示管段集合，設管網節點權重為W_i，管段權重為W_j，

對無向圖G₀＝(V₀,E₀)中的管網節點V₀進行匹配及合并，從而得到粗化圖；

對粗化圖依據設置的分區參數進行劃分；

將經劃分的粗化圖還原成無向圖G₀＝(V₀,E₀)，從而獲得分區結果；

對粗化圖進行劃分時，以各分區間的連接邊的管段數量最小或權重之和最小為目標函數，以各分區的管網節點總數相等或管網節點權重之和相等為約束條件。

2.如權利要求1所述的基于圖劃分的供水管網DMA自動分區方法，其特征在于，對供水管網水力模型進行分區時，使各分區的規模相一致，并令各分區間的連接邊的權值之和最小。

3.如權利要求1所述的基于圖劃分的供水管網DMA自動分區方法，其特征在于，在將經劃分的粗化圖還原成無向圖G₀＝(V₀,E₀)時，利用局部求精啟發式算法對各分區進行局部優化。

4.如權利要求1所述的基于圖劃分的供水管網DMA自動分區方法，其特征在于，以各分區的管網節點總數相等或管網節點權重之和相等為約束條件的步驟，包括：

在對粗化圖進行劃分時，通過最小化平衡因子實現各分區的管網節點總數相等或管網節點權重之和相等；

最小化平衡因子通過如下公式計算：

式一中，I_B表示平衡因子，k表示分區參數中的分區數量，d_p表示經劃分的粗化圖中最大分區的規模或者最大分區的管網節點權重之和，n表示管網節點總數。

5.如權利要求1所述的基于圖劃分的供水管網DMA自動分區方法，其特征在于，進行分區邊界管段的閥門開閉選擇與流量計的安裝布置時，

若某一分區邊界管段選擇關閉閥門，則對應的省去流量計的安裝；

若某一分區邊界管段選擇打開閥門，則對應的布置安裝流量計。