[發明專利]一種市政消火栓取水組合優化方法

在審

• 申請號: 202211267403.3
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115795997A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 龐愉文;朱偉峰;楊坤;趙欣;趙家曉;裴磊;聶軍
• 申請（專利權）人: 上海城市水資源開發利用國家工程中心有限公司;上海市消防救援總隊
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F30/28;G06Q10/04;G06Q50/26;G06N3/126;G06F111/04;G06F113/08;G06F119/02;G06F119/14
• 代理公司: 上海海鈞知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31330
• 代理人: 許蘭;姜波

本發明公開了一種市政消火栓取水組合優化方法，包括以供水可靠性和取水便捷性為目標，尋找發生火災時，保證供水可靠性的同時，距離火點最近的消火栓組合。以消防工況下，消火栓出水壓力大于單個消火栓需水流量所需的壓力H(q)；著火點距離消火栓的距離大于為保障消防車有效取水的距離火場最大距離d_max；消火栓組合中單個消火栓不能重復出現；滿足給水管網水力計算連續性方程，即管網節點流入/流出流量qi與從其他管道流入/流出該節點的流量qij之和為0；滿足管網水力計算能量方程，即各環中水頭損失閉合差∑h_ij為0，為約束條件；基于上述目標函數和約束條件尋找滿足消火栓組合的最優解，即可得到最優消火栓取水組合方案。

技術領域

本發明涉及市政消防供水領域，特別是涉及一種市政消火栓取水組合優化方法。

背景技術

市政消火栓是城市滅火救援的主要取水設施關系城市居民生命和財產安全的基礎保障設施。由于我國許多地區市政給水管網建成年代已久，且給水設施管理部門和消防實戰應用單位之間存在“信息斷層”，導致火災發生時消防實戰應用單位無法迅速尋找到可靠的消火栓，消防供水的可靠性較差。同時，在大型火災撲救現場，存在多部消防車同時接在同一市政供水路線的現象，造成消火栓“搶水”問題，導致消防車供水中斷，大大影響火場救援效率。

為保障消防救援時消火栓供水可靠性，提高消防救援效率，需發明一種市政消火栓取水組合優化方法?；诮o水管網水力模型及市政消火栓數據庫，通過優化算法，得出在不同火災條件下，最優消火栓取水組合方案，科學取水，充分發揮城市消防給水設施效能，保障消防供水可靠性，提高救援效率，保障人民生命和財產安全。

發明內容

為克服上述現有技術存在的不足，本發明之目的在于提供一種市政消火栓取水組合優化方法，以取水消火栓組合壓力最大、距離火場最短為目標，建立消火栓取水組合優化模型，基于給水管網水力模型及消防栓數據庫，利用線性規劃或遺傳算法，求解火災發生時的最優消火栓取水組合方案。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明公開了一種市政消火栓取水組合優化方法，包括：建立一個消火栓取水組合優化模型，包括以下內容：

S1、建立目標函數，所述消火栓取水組合優化模型的目標函數為

其中，x_i為被選取的消火栓；n為消火栓個數，通過著火點火災規模和單個消火栓需水流量q確定；P(x_i)為模型中計算消火栓x_i工作時對應的節點壓力；Q(X)為可靠性，Q(X)越大供水可靠性越好；D(x_i)為計算消火栓與著火點的距離；M(X)為消火栓與火點的距離之和，M(X)越小，取水越便捷；

以供水可靠性和取水便捷性為目標，尋找發生火災時，保證供水可靠性的同時，距離火點最近的消火栓組合；

S2、確定約束條件，所述消火栓取水組合優化模型的約束條件為

P(x_i)＞H(q)

D(x_i)＜d_max

x_i≠x_j

滿足給水管網水力計算連續性方程及能量守恒方程

q_i+∑q_ij＝0

∑h_ij＝0