[發明專利]一種城市供水管網結構與功能的可視化方法、系統、設備

有效

• 申請號: 202110360766.0
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113076617B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 姚更清;方彥;高韓
• 申請（專利權）人: 長沙九洲鴻云網絡科技有限公司;聯橋網云信息科技（長沙）有限公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F16/29
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 熊開蘭

本發明公開了一種城市供水管網結構與功能的可視化方法、系統、設備、信息化管網系統及介質，其中方法為：獲取城市供水管網的各組成管道的長度、直徑和經緯度數據，將所有管道按照管道經緯度數據進行拼接構成管網結構圖；將管網結構圖與城市數字地圖進行對準處理，得到管網結構地圖；采集管道起點和終點的水流壓力、流量、標高，基于管道任意點相對于管道起點的壓力降函數關系，計算生成管道任意點的壓力變化，將管道任意點的壓力變化值通過顏色映射到管網結構地圖中，得到管網結構功能圖；根據用戶選擇，顯示管網結構圖、管網結構地圖或者管網結構功能圖。本發明可對多種有關于管網結構的圖像進行可視化顯示，方便監管人員了解管網運行狀態。

技術領域

本發明屬于城市供水管網技術領域，具體涉及一種城市供水管網結構與功能的可視化方法、系統、設備、信息化管網系統及介質。

背景技術

目前，城市供水管網地理信息系統(Geographic Information System–GIS)吻合地圖的可視化主要體現在供水管網系統結合城區分布顯示，其具有宏觀布局意義。通過采集管網監測點的瞬時壓力和標高，并上傳至云服務器，以點的形式在管網系統中顯示。由于分布和距離的原因，檢測點之間沒有關系可循。而整個管網系統嵌入在城市大街小巷及樓宇小區之間，除了地理位置信息以外，沒有管網的壓力變化、水力坡降線、管網始端和管網末端(二次供水泵站入口)壓力和流量的變化和分布信息。因此極不利于對管網運行監測、調節管理、故障診斷、運行優化等工作開展。

按照現有的GIS系統，由于其管網數據之間沒有建立關聯性，要實現供水管網結構與功能的集成(通過檢測管網內任一位置管道內壓力、瞬間流量、位置標高等參數來表示管網狀態的變化)，則需要巨額資金投入和人力成本，以布置更高密度的監測點。而管網監測點分布密度直接取決于成本，因此這種方案的安裝可實施性有限。

而且，目前管網結構和城市地理信息吻合地圖的可視化，主要突出了管網在城市的分布狀態，但沒有從管網結構和功能可視化角度來考慮。

發明內容

現有的城市供水管網可視化技術，需要依賴高密度布置的眾多監測點數據，導致成本高、可實施性低，因此本發明提供一種城市供水管網結構與功能的可視化方法、系統、設備、信息化管網系統及介質，可視化顯示多種有關于管網結構的圖像，方便監管人員了解管網運行狀態。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種城市供水管網結構與功能的可視化方法，包括：

獲取城市供水管網的各組成管道的長度、直徑和經緯度數據，將所有管道按照管道經緯度數據進行拼接構成管網結構圖；

將管網結構圖與城市數字地圖進行對準處理，得到管網結構地圖；

建立管道任意點相對于管道起點的壓力降函數關系：Δp＝f(L,D,H,Q₀,l)，Δp為管道任意點相對于起點的壓力降，L為管道的長度，D為管道的直徑，Q₀為管道起點的流量，H為管道終點相對于起點的標高差，l為管道任意點至起點的距離；

獲取管道起點和終點的水流壓力、流量、標高，基于管道任意點相對于管道起點的壓力降函數關系，計算生成管道任意點的壓力變化，將管道任意點的壓力變化值通過顏色映射到管網結構地圖中，得到管網結構功能圖；

根據用戶選擇，顯示管網結構圖、管網結構地圖或者管網結構功能圖。

在更優的可視化方法技術方案中，采用非線性幾何變換或非線性三維差分法將初始的管網結構圖與城市數字地圖進行對準處理。

在更優的可視化方法技術方案中，還包括：將管網結構圖影射縮略為抽象管網結構圖，以供用戶選擇顯示；所述抽象管網結構圖包括管網的起點、部分預設的管網終點及其至管網起點的管道和閥門井。