一种城市供水管网压力监测点的优化布置方法技术

本发明专利技术公开了一种城市供水管网压力监测点的优化布置方法，包括以下步骤：S1、获取城市供水管网基础数据，利用EPANETH软件进行供水管网的水力平差计算，构建城市供水管网水力模型；S2、根据城市供水管网水力模型，求解压差矩阵、最短距离矩阵、水量影响模糊相似矩阵，确定城市供水管网压力监测点优化布置模型的约束条件；S3、确定模型目标函数，构建城市供水管网压力监测点优化布置模型；S4、利用粒子群算法求解城市供水管网压力监测点优化布置模型，确定最优压力监测点及各压力监测点的监测区域。该方法具有原理简单、易于实现和效率高的特点，且符合布点的代表性、可比性以及可行性要求。

Method for optimizing arrangement of pressure monitoring points of urban water supply network

The invention discloses a method of optimal layout for pressure monitoring points of city water supply network, which comprises the following steps: S1, get the basic data of city water supply network, hydraulic calculation of water supply system by using EPANETH software. The construction of city water supply network hydraulic model; S2, according to the city water supply network hydraulic model, solve difference matrix, the shortest distance matrix and content. The fuzzy similarity matrix, to determine the city water supply pipe network layout optimization model of pressure monitoring points constraints; S3, determine the objective function model, construction of city water supply pipe network pressure monitoring points layout model; S4, using particle swarm optimization algorithm for the city water supply pipe network pressure monitoring points layout model, determine the optimal monitoring area pressure monitoring points and pressure monitoring points. The method has the characteristics of simple principle, easy realization and high efficiency, and conforms to the representativeness, comparability and feasibility requirements of the layout.

【技术实现步骤摘要】
一种城市供水管网压力监测点的优化布置方法
本专利技术涉及城市供水管网压力监测点的优化布置
，具体涉及一种结合压力相关性及水量影响模糊相似矩阵的监测点优化布置方法。
技术介绍
随着城市用水规模的不断扩大和管网使用年限的增长，水资源的浪费越来越严重。依靠原来传统的方式对供水管网进行监测和控制已经远远不能满足现在的需要。在科学技术发展日新月异的今天，全面、有效、实时、准确地对城市供水管网进行全方位的监控，已经成为管理部门当前的主要问题。城市供水管网的水压，作为管网运行质量的重要参数，不仅可以直接反映城市供水管网的服务质量，也是全面掌握供水管网的运行状态以及对整个供水管网系统实施正确调度的重要参数。其监测结果的好坏直接关系到是否可以有效地代表管网的整个运行状况，直接关系到能否满足供水企业的调度需求。迅速全面地获得管网的水压信息，有利于利用计算机进行实时优化调度，以保证供水质量、运行安全、节水节能和运行效率。同时，积累管网实测水压资料可以校验管网微观分析的计算结果，为管网水力模拟计算的参数值提供校核数据，合理进行管网的改造和扩建，永久性测压点正是根据这些要求而设置的。由于测压点必须采用测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市供水管网压力监测点的优化布置方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、获取城市供水管网的基础数据，利用EPANETH软件进行供水管网的水力平差计算，构建城市供水管网水力模型；S2、根据城市供水管网水力模型，求解压差矩阵、最短距离矩阵、水量影响模糊相似矩阵，确定城市供水管网压力监测点优化布置模型的约束条件；S3、确定模型目标函数，构建城市供水管网压力监测点优化布置模型；S4、利用粒子群算法求解城市供水管网压力监测点优化布置模型，确定最优压力监测点及各压力监测点的监测区域。

【技术特征摘要】
1.一种城市供水管网压力监测点的优化布置方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、获取城市供水管网的基础数据，利用EPANETH软件进行供水管网的水力平差计算，构建城市供水管网水力模型；S2、根据城市供水管网水力模型，求解压差矩阵、最短距离矩阵、水量影响模糊相似矩阵，确定城市供水管网压力监测点优化布置模型的约束条件；S3、确定模型目标函数，构建城市供水管网压力监测点优化布置模型；S4、利用粒子群算法求解城市供水管网压力监测点优化布置模型，确定最优压力监测点及各压力监测点的监测区域。2.根据权利要求1所述的一种城市供水管网压力监测点的优化布置方法，其特征在于：所述步骤S1中，城市供水管网的基础数据包括节点基本需水量、高程、管段长度、管网拓扑结构，利用EPANETH软件进行供水管网的水力平差计算，得到城市供水管网的压力、流量运行数据。3.根据权利要求1所述的一种城市供水管网压力监测点的优化布置方法，其特征在于，所述步骤S2的具体过程为：S21、根据步骤S1构建的城市供水管网水力模型，求解任意两节点间的压力差：P(i,j)＝|Hi-Hj|其中，Hi、Hj分别表示基准工况下节点i、j的水压，i＝1、2、3……n，j＝1、2、3……n，得到压差矩阵[P]n×n，其中n为城市供水管网水力模型的n个节点；S22、利用迪杰斯特拉算法求解任意两节点间的最短距离，得到最短距离矩阵[D]n×n；S23、利用欧氏距离法求解水量影响模糊相似矩阵[R]n×n，公式如下：其中，X(i,j)表示j节点流量变化对i节点的压力影响系数，得到影响系数矩阵[X]n×n，Hi、Hj分别表示基准工况下节点i、j的水压，H′i、H'j分别表示j节点流量改变后节点i、j的水压，X'(i,j)表示对影响系数矩阵[X]n×n进行标准化计算后得到的水量影响标准矩阵[X']n×n，表示水量影响标准矩阵[X']n×n中第j列元素的平均值，示水量影响标准矩阵[X']n×n中第j列元素的标准差，X”(i,j)表示对水量影响标准矩阵[X']n×n进行处理得到的水量影响极值标准矩阵[X”]n×n，和分别表示水量影响标准矩阵[X']n×n中第j列元素中最小和最大的元素，r(i,j)表示节点i、j的欧式距离，得到水量影响模糊相似矩阵[R]n×n，反映节点i、j水压波动相似程度，i＝1、2、3……n，j＝1、2、3……n；S24、确定城市供水管网压力监测点优化布置模型的约束条件，公式如下：P(i,j)<h，D(i,j)<d，R(i,j)>λ其中，P(i,j)表示节点i、j的压力差，D(i,j)表示节点i、j的最短距离，R(i,j)表示节点i、j的欧式距离，h、d、λ表示根据城市供水管网水力模型给出的设定值。4.根据权利要求1所述的一种城市供水管网压力监测点的优化布置方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兵，张梦，林雨阳，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44