【技术实现步骤摘要】
一种用于城市供水管网监测点的布置优化方法
[0001]本专利技术涉及城市供水管网监测点
，尤其涉及一种用于城市供水管网监测点的步骤优化方法。
技术介绍
[0002]供水管网作为城市最重要的公共基础设施之一，其可靠地运行关系到居民饮用水安全，工业生产的正常运转，然而供水管网系统管段连接结构复杂、腐蚀、地面不均匀降、施工作业等爆管时有发生，同时管网中有大量的需水节点，在每个节点上安装监测点一方面不经济，另一方面数据存在大量冗余信息且需要更多的设备存储、计算设备保存并处理相应的数据。因此，合理选取部分节点布置监测点以达到较好的监测及定位效果即为供水管网压力监测点优化布置问题。
[0003]供水管网压力监测点优化布置主要分为经验法和理论法两类。利用经验法进行监测点布置一般布置在最不利点、重要用户等节点，但难以水务企业的发展需求，一般仅作为辅助方法。理论法则是运用数学知识，通过计算分析确定监测点安装节点，分为聚类法、灵敏度矩阵分析及多目标优化法等。聚类法可能存在聚类后节点无法构成联通的问题，目前多作为监测点辅助步骤，以提...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于城市供水管网监测点的布置优化方法，其特征在于，包括：步骤1、获取待布置优化区域中的管网数据，所述管网数据包括管段数据与可布置监测点的节点编号；步骤2、根据模拟爆管测试中压力小于阈值压力的监测点合集以及对应的节点编号与管段数据，构建最小响应流量表，所述最小响应流量表用于检索获取待优化区域内任意监测点布置方案中所有管段的最小监测流量；步骤3、分别从管段监测覆盖率，管段空间分区不均匀性以及管段间平均相似度出发设定三个管网监测网的效能评价函数，对于给定管网的监测点布置方案，根据步骤1获取的管网数据与步骤2构建的最小响应流量表计算获得对应的三个效能评价函数值；步骤4、设定新增监测点的数量范围，对监测点布置方案进行迭代计算，根据步骤3中的三个能效评价函数对迭代计算结果进行多目标优化，获得用于确定优化后监测点数量与布置位置的Pareto最优解集。2.根据权利要求1所述的用于城市供水管网监测点的布置优化方法，其特征在于，所述步骤2中的阈值压力，是通过对历史监测数据统计分析后设定，所述阈值压力为管段常态流量下的压力值与任一时间段监测数据的2倍标准差之差。3.根据权利要求1所述的用于城市供水管网监测点的布置优化方法，其特征在于，所述步骤2中的构建最小响应流量表，具体步骤如下：步骤2.1、对管段进行爆管模拟测试，获取管段所在区域内发出报警的监测点合集；步骤2.2、根据步骤2.1获得的监测点合集，选取压力小于阈值压力的所有监测点，计算获得所述所有监测点对应的最小监测流量合集；步骤2.3、将爆管模拟测试中，为所有未发出报警的监测点统一设置不报警流量值，所述不报警流量值为所述管段的最大爆管流量值与常数之和；步骤2.4、根据所有监测点对应的节点编号大小，依次将每个监测点对应的最小流量值或不报警流量值填入表格中，获得所述管段的最小响应流量序列；步骤2.5、重复步骤2.1
‑
2.4，获取所有管段的最小响应流量序列，并按照管段索引号大小，将所有管段的最小响应流量序列进行排序获得最小响应流量表，所述最小响应流量表的行列标题分别为节点编号与管段索引号。4.根据权利要求1所述的用于城市供水管网监测点的布置优化方法，其特征在于，所述步骤3中的效能评价函数，具体表达式为：以管段监测覆盖率最大化为目标函数，求解监测点布置方案X，设布置方案中共有K个传感器，其目标函数的表达式为：传感器，其目标函数的表达式为：
其中，F1
X
表示管网的监测覆盖率，j表示爆管管段编号，L表示管段总数，Q
j
表示管段流量，l
j
表示管段长度，S
j
(t,X)表示t时刻管段j是否可以被给定监测点布置X中K个监测点中任意一个监测点k监测到的函数，当被监测到是为1，反之为0，p
j
(t,k)表示t时刻管段j发生最大流量爆管时监测点k处的水压，p
a
(t,k)为传感器k设定的阈值压力，当p
j
(t,k)<p
a
(t,k)时，监测点报警，反之则不报警，α和β为权重系数；以管段空间分区不均匀性最小化为目标函数，其目标函数的表达式为：以管段空间分区不均匀性最小化为目标函数，其目标函数的表达式为：其中，F2
X
表...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙志宏，蔡艳伟，俞亭超，邵煜，郑飞飞，楚士鹏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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