[發明專利]一種基于最短路徑的船舶典型管網自主重構方法

在審

• 申請號: 202110775222.0
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113591255A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 楊東梅;賴初榮;張振東;李昊垚;李萬超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學;哈爾濱工程大學船舶裝備科技有限公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/27;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張宏威

1.一種基于最短路徑的船舶典型管網自主重構方法，其特征在于：所述方法包括數據采集、數據處理和數據監測；

所述數據采集通過監測樁采集管網管路數據，用于給數據處理自主重構機制提供數據；給數據監測提供監測數據，判斷管網管路的運行狀態；

所述數據處理將數據采集獲得的數據進行格式轉換和統一處理，在數據監控處顯示；結合數據采集獲得的數據與自主重構處理，實現管網正常運行；

所述數據監測通過監測視圖完成數據監測，所述監測視圖由管網示意圖、數據顯示區和操作區三部分組成；數據顯示區顯示經過數據處理轉化后的數據；管網示意圖為管網運行狀態模型圖；操作區包括泄露定位和管網自主重構兩部分。

2.根據權利要求1所述方法，其特征在于：在數據采集中：

所述監測樁包括壓力監測樁和流量監測樁；

在管網管路中相同間距的不同位置設置壓力監測樁，在管路的入口和出口處設置流量監測樁；

所述壓力監測樁用于監測管網管路中液體的壓力；所述流量監測樁用于監測管網管路中液體的流量；

所述壓力監測樁使用壓力變送器，所述流量監測樁使用電磁流量計；

在管路的上游和下游兩端布置流量監測樁，能夠獲得管路泄漏前后的流量，輔助壓力監測樁監控管網的正常運行，檢測與識別管道泄漏。

3.根據權利要求2所述方法，其特征在于：所述數據處理包括格式轉換和統一處理以及自主重構處理：

所述格式轉換和統一處理是提供數據監測服務機制與數據網關接口，將數據采集獲得到的源自不同通信標準協議的數據，進行格式轉換和統一處理；并為用戶提供統一定義的數據源訪問接口，執行用戶對數據源的訪問請求，以利于數據傳輸，在數據監測進行顯示；

所述自主重構處理包括自主重構方法和配置文件兩部分；所述自主重構方法結合數據采集獲得的數據實現對管路閥門控制，切斷泄漏管路，啟用備用管路，使管網正常運行；所述配置文件在數據監測啟動前完成配置。

4.根據權利要求3所述方法，其特征在于：

根據數據監測服務機制將數據分為模擬量監測數據和數字量監測數據；

所述模擬量監測數據包括管網的壓力值，流量值和溫度值；所述數字量監測數據包括閥門狀態值和泵起停狀態值；

將數據采集獲得的數據分為三段：分別是管網信息種類標識ID，數據長度和數據段位；

管網信息種類標識ID采用16進制數，用于指明在傳輸過程中的該段報文的報文類型；

對管網信息種類標識ID統一定義后，再對數據長度進行統一定義；

數據長度的數值表示管網信息種類標識ID占用的長度、自身數據長度段占用的長度和數據段位占用的長度；采用兩個字節大小的16進制數值表示；

數據段位的大小無限制，只對其格式進行統一定義。

5.根據權利要求3所述方法，其特征在于：

所述自主重構處理基于最短路徑算法，分為以下六個步驟：

S1：基于管路實際畫出有向圖；

S2：構建管路正常工況權值矩陣；

S3：采集管網的運行狀態數據；

S4：獲取管網部件故障信息后更新權值矩陣；

S5：基于更新的權值矩陣計算出新的最短流通路徑；

S6：通過操作區對相關管網部件進行啟動或關閉，實現自動重構；對故障連邊上的泵或閥執行自動關閉，同時對新開連邊上的泵或閥執行打開。

6.根據權利要求3所述方法，其特征在于：

所述配置文件基于有向圖設計，包括每條管路兩端的組件名稱，管路長度，每條管路包含的控制組件名稱，控制組件對應的測點標識，以及每條管路實際有向圖中的頂點和管路長度以及每條管路中所包含的壓力監測樁、流量監測樁和關鍵閥門的編號。

7.根據權利要求3所述方法，其特征在于：在數據監測中：

所述管網示意圖區為顯示管網運行狀態的示意圖，用來顯示管網運行狀態，泄露狀態，以及自主重構后啟用備用管路的運行狀態。