[發(fā)明專利]利用在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)輔助構(gòu)建管網(wǎng)模型的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010909734.7
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112016178A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭瓊;王海;羅睿;趙冬泉;李磊;唐蘭貴;李萌;裘建
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江清環(huán)智慧科技有限公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F113/08;G06F113/14
• 代理公司: 北京青松知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本發(fā)明涉及SWMM模型的優(yōu)化方法。所述方法包括如下步驟：建立SWMM管網(wǎng)模型；生成在線監(jiān)測點圖層；SWMM管網(wǎng)模型與在線監(jiān)測點圖層關(guān)聯(lián)，得到關(guān)聯(lián)監(jiān)測點；管網(wǎng)模型與在線監(jiān)測點圖層自動地圖配準(zhǔn)；選定監(jiān)測參數(shù)及率定設(shè)施，率定SWMM管網(wǎng)模型參數(shù)；用不同場次的監(jiān)測數(shù)據(jù)驗證率定后的SWMM管網(wǎng)模型。采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明帶來如下有益效果：(1)根據(jù)監(jiān)測點與模型節(jié)點自動配對，提升了配準(zhǔn)精度；(2)監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動輸入，減少了人工選擇的誤差，提升了率定效率；(3)使用不同場次的監(jiān)測數(shù)據(jù)驗證率定，提升模型魯棒性，增加模型的可靠性；(4)選取多個觀測點，設(shè)置不同權(quán)重，進(jìn)行模型率定和驗證，提升了模型的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及城市雨洪過程模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種SWMM模型的優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

如今，隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，極端天氣頻發(fā)，國內(nèi)城市內(nèi)澇屢次發(fā)生，嚴(yán)重影響城市交通和居民生活。因此，排水管網(wǎng)模型正逐漸成為提高城市雨水管理水平的重要手段，其中SWMM(storm water management model，暴雨洪水管理模型)管網(wǎng)模型被廣泛地應(yīng)用于分析降雨過程對城市徑流的影響，從而幫助規(guī)劃城市的排水系統(tǒng)的優(yōu)化，以降低如城市內(nèi)澇帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

SWMM管網(wǎng)模型可模擬：水文過程，包括地表蒸發(fā)，雪的積累和融化，降雨下滲，降雨對地下水的補給，地下水和地表徑流的相互作用，徑流過程中各種用地類型設(shè)施造成的水量損失等；水力過程，包括多種形態(tài)的河道和水渠，蓄水和排水設(shè)施，水泵，堰及其他水力設(shè)施的模擬和對應(yīng)的管理措施的模擬；水質(zhì)過程，包括水文過程相關(guān)的污染物質(zhì)遷移如降雨攜帶的污染物、降雨沖刷等。因此，SWMM管網(wǎng)建設(shè)復(fù)雜，涉及的參數(shù)眾多且呈分布式。

目前，有大量研究用于優(yōu)化SWMM管網(wǎng)模型的構(gòu)建，如模型參數(shù)的率定、敏感性分析等，但存在以下問題：

(1)實際應(yīng)用中模型管網(wǎng)一般會結(jié)合在線地圖或者底圖進(jìn)行疊加展示，那就需要進(jìn)行地圖配準(zhǔn)，現(xiàn)有的地圖配準(zhǔn)是人工選擇控制點，而人工選擇控制點，既費時又存在精度問題；

(2)進(jìn)行模型參數(shù)率定時，監(jiān)測數(shù)據(jù)需要手動輸入，每次重新率定時，都需要重新選擇監(jiān)測數(shù)據(jù)；并且人工判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)作用于哪些管網(wǎng)節(jié)點會存在一定的誤差；

(3)在實際情況中，由于監(jiān)測資料難獲取，通常只能用少量的監(jiān)測數(shù)據(jù)來對模型進(jìn)行率定和驗證，對于研究區(qū)域較大且降雨和入流分布不均的管網(wǎng)模型來說，會很大程度上降低模型的全局有效性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的提供一種利用在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)輔助構(gòu)建管網(wǎng)模型的方法，針對SWMM模型，采用真實的監(jiān)測點與管網(wǎng)節(jié)點關(guān)聯(lián)，可實現(xiàn)管網(wǎng)模型的自動配準(zhǔn)，以及管網(wǎng)模型多周期的自動率定和驗證，提升模型的可靠性。

一種利用在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)輔助構(gòu)建管網(wǎng)模型的方法，包括如下步驟：

S1：建立SWMM管網(wǎng)模型，所述SWMM管網(wǎng)模型包括管網(wǎng)節(jié)點、匯水區(qū)、管段以及排水口；

S2：根據(jù)在線監(jiān)測系統(tǒng)提供的監(jiān)測點位信息，生成在線監(jiān)測點圖層；

S3：關(guān)聯(lián)步驟S1建立的SWMM管網(wǎng)模型與步驟S2生成的在線監(jiān)測點圖層，得到關(guān)聯(lián)監(jiān)測點；

S4：根據(jù)關(guān)聯(lián)監(jiān)測點，自動地圖配準(zhǔn)SWMM管網(wǎng)模型與在線監(jiān)測點圖層；

S5：選定監(jiān)測參數(shù)及率定設(shè)施，率定SWMM管網(wǎng)模型參數(shù)，得到率定后的SWMM管網(wǎng)模型；

S6：用不同場次的監(jiān)測數(shù)據(jù)驗證率定后的SWMM管網(wǎng)模型。

進(jìn)一步的，步驟S2中，所述監(jiān)測點位信息包括經(jīng)度、緯度、監(jiān)測點設(shè)備類型與名稱和監(jiān)測數(shù)據(jù)項；

所述監(jiān)測點設(shè)備類型包括：雨量計、流量儀、液位計、水質(zhì)儀和溶解氧流量儀。

所述監(jiān)測數(shù)據(jù)項包括：