一种燃气管网节点划分和仿真方法技术

本发明专利技术涉及一种燃气管网节点划分和仿真方法，所述方法包括:步骤S1:获取燃气输气管网的监测数据和管网节点属性信息；步骤S2:将管网节点属性拆分为多个子属性集合；基于所述子属性集合和监测数据将管网节点划分为多个集合。本发明专利技术在燃气管网节点的划分过程中，充分利用了属性维度信息和监测数据维度等多维度信息，将多维度信息融合到集合的优化确定过程中，最终形成具有实际分析意义的燃气节点集合用于建模和仿真。用于建模和仿真。用于建模和仿真。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气管网节点划分和仿真方法


[0001]本专利技术属于燃气管网仿真
，尤其涉及一种燃气管网节点划分和仿真方法和系统。

技术介绍

[0002]天然气的利用使居民的生活条件得到改善，缩减固体燃料以及废渣的堆方和运输，不仅可以保护生态环境，还能够节约能源，具有一定的经济效益。而为了更加方便地输送液体、气体或松散固体等物质，诸多类型的地下管道被铺设于地下，形成了错综复杂的地下管网。作为一种重要的基础设施，相关部门需要统计并掌握地下管网的一些基本信息，例如，铺设于道路下方的地下管网的相关信息对于道路维护等起到至关重要作用。也就是说，在天然气管网的架设前，架设中和使用过程中都需要了解燃气管网的运作情况，例如：在进行管道改扩建的施工中，也需要根据开管施工位置制定合理的关阀方案来停气，设置相应的关阀方案，由最少数量的阀门构成的、满足以下条件的集合。这些不能够直接采集到的信息都需要基于燃气管网结构和实时采集数据构建的仿真软件进行仿真来获取。
[0003]但是现实情况是，一方面管网架设的物理环境很复杂，另一方面管网自身结构也很复杂，采集到的信息类型也非常的多样，此时，在进行仿真过程中，对于大规模管网，或者涉及复杂数据的管网结构，其搜索、仿真、分析操作等会非常耗时，甚至不仅仅耗时，最终还无法得到想要的结果。为此，对天然气输气管网的监测、采集节点作分类，创建和划分形成相似节点集合后进行仿真是一种解决问题的方式。但是现有技术中，往往是根据一个维度节点属性作监测节点的划分，例如：节点的归属，将一个小区的节点均归入一个集合。这样的划分方式显然是不利于进行区域联合仿真以及大规模仿真的，而且这样的划分方式对于其他类型数据的充分利用也是相当的不利的。当仿真模型所针对仿真对象涉及大面积区域时，传统的仿真模型的构建方式就会暴露出很多问题；如何在节点划分过程中，提高节点内部的同质化和划分范围之间的异质化是必须要解决的问题，也是问题的关键；
[0004]本专利技术在燃气管网节点的划分过程中，充分利用了多个不同的属性维度信息和监测数据维度等多维度信息，将多维度数据交叉融合到节点划分的优化确定过程中，最终形成具有实际分析意义的燃气节点集合用于建模和仿真。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出了一种燃气管网节点划分和仿真方法，所述燃气管网节点划分方法包含：
[0006]步骤S1:获取燃气输气管网的监测数据和管网节点属性信息；
[0007]步骤S2:将管网节点属性拆分为多个子属性集合；基于所述子属性集合和监测数据将管网节点划分为多个集合；
[0008]所述基于所述子属性集合和监测数据将管网节点划分为多个集合；具体包括如下步骤：
[0009]步骤SubA1:选择子属性聚类中的一个属性作为该子属性聚类的代表子属性；多个子属性聚类对应多个代表子属性；基于每个代表子属性从全部管网节点中分别选择I个管网节点作为初始节点；
[0010]步骤SubA2：基于监测数据从全部管网节点中选择I个管网节点作为初始节点；
[0011]步骤SubA3：合并所有初始节点，对合并后的初始节点进行去重复、去相似以构成种子节点集合；
[0012]步骤SubA4：从种子节点集合出发作节点的聚类并得到和种子节点对应的多个集合；
[0013]步骤SubA5：对于任意两个集合确定第一条件，合并满足第一条件的集合；
[0014]步骤SubA6：基于第一条件重新确定集合属性标签；
[0015]步骤SubA7：计算集合的监测数据标签；
[0016]步骤SubA8:基于集合的属性标签做节点的重新划分；
[0017]步骤SubA9:计算集合的划分评估值；判断划分评估值是否低于优化阈值，如果是，则步骤S2结束，否则，返回步骤SubA5。
[0018]进一步的，所述监测数据包括压力、流量、温度、声音、阀门状态。
[0019]进一步的，所述监测数据为历史监测数据。
[0020]进一步的，所述燃气输气管网为天然气输气管网。
[0021]基于相同的专利技术构思，本专利技术提供一种燃气管网节点仿真方法，包括：
[0022]步骤S1:获取燃气输气管网的监测数据和管网节点属性信息；
[0023]步骤S2:将管网节点属性拆分为多个子属性集合；基于所述子属性集合和监测数据将管网节点划分为多个集合；
[0024]所述基于所述子属性集合和监测数据将管网节点划分为多个集合；具体包括如下步骤：
[0025]步骤SubA1:选择子属性聚类中的一个属性作为该子属性聚类的代表子属性；多个子属性聚类对应多个代表子属性；基于每个代表子属性从全部管网节点中分别选择I个管网节点作为初始节点；
[0026]步骤SubA2：基于监测数据从全部管网节点中选择I个管网节点作为初始节点；
[0027]步骤SubA3：合并所有初始节点，对合并后的初始节点进行去重复、去相似以构成种子节点集合；
[0028]步骤SubA4：从种子节点集合出发作节点的聚类并得到和种子节点对应的多个集合；
[0029]步骤SubA5：对于任意两个集合确定第一条件，合并满足第一条件的集合；
[0030]步骤SubA6：基于第一条件重新确定集合属性标签；
[0031]步骤SubA7：计算集合的监测数据标签；
[0032]步骤SubA8:基于集合的属性标签做节点的重新划分；
[0033]步骤SubA9:计算集合的划分评估值；判断划分评估值是否低于优化阈值，如果是，则步骤S2结束，否则，返回步骤SubA5；
[0034]步骤S3：从每个集合中选取代表节点，确定所述代表节点的属性值，基于所述代表节点的属性值及其连接关系设置仿真模型；将代表节点以及现场采集的监测数据输入仿真
模型中以获取仿真结果。
[0035]进一步的，所述燃气输气管网为天然气输气管网。
[0036]基于相同的专利技术构思，本专利技术提供一种大数据计算节点，所述大数据计算节点用于执行上述燃气管网节点划分方法和上述燃气管网节点仿真方法。
[0037]基于相同的专利技术构思，本专利技术提供一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述的燃气管网节点划分方法和所述的燃气管网节点仿真方法。
[0038]基于相同的专利技术构思，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，包括程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的燃气管网节点划分方法和所述的燃气管网节点仿真方法。
[0039]基于相同的专利技术构思，本专利技术提供一种执行设备，包括处理器，所述处理器和存储器耦合，所述存储器存储有程序指令，当所述存储器存储的程序指令被所述处理器执行时实现所述的燃气管网节点划分方法和所述的燃气管网节点仿真方法。
[0040]本专利技术的有益效果包括：
[0041](1)考虑到燃气管网和其他类型网络结构不同，在进行监测节点的分析集合划分时，通过“属性的放松设置目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气管网节点划分方法，其特征在于，包括：步骤S1:获取燃气输气管网的监测数据和管网节点属性信息；步骤S2:将管网节点属性拆分为多个子属性集合；基于所述子属性集合和监测数据将管网节点划分为多个集合；所述基于所述子属性集合和监测数据将管网节点划分为多个集合；具体包括如下步骤：步骤SubA1:选择子属性聚类中的一个属性作为该子属性聚类的代表子属性；多个子属性聚类对应多个代表子属性；基于每个代表子属性从全部管网节点中分别选择I个管网节点作为初始节点；步骤SubA2：基于监测数据从全部管网节点中选择I个管网节点作为初始节点；步骤SubA3：合并所有初始节点，对合并后的初始节点进行去重复、去相似以构成种子节点集合；步骤SubA4：从种子节点集合出发作节点的聚类并得到和种子节点对应的多个集合；步骤SubA5：对于任意两个集合确定第一条件，合并满足第一条件的集合；步骤SubA6：基于第一条件重新确定集合属性标签；步骤SubA7：计算集合的监测数据标签；步骤SubA8:基于集合的属性标签做节点的重新划分；步骤SubA9:计算集合的划分评估值；判断划分评估值是否低于优化阈值，如果是，则步骤S2结束，否则，返回步骤SubA5。2.根据权利要求1所述的燃气管网节点划分方法，其特征在于，所述监测数据包括压力、流量、温度、声音、阀门状态。3.根据权利要求2所述的燃气管网节点划分方法，其特征在于，所述监测数据为历史监测数据。4.根据权利要求3所述的燃气管网节点划分方法，其特征在于，所述燃气输气管网为天然气输气管网。5.一种燃气管网节点仿真方法，其特征在于，包括：步骤S1:获取燃气输气管网的监测数据和管网节点属性信息；步骤S2:将管网节点属性拆分为多个子属性集合；基于所述子属性集合和监测数据将管网节点划分为多个集合；所述基于所述子属性集合和监测数据将管网节点划分为多个集合；具体包括如下步骤：步骤SubA1:选择子属性聚类中的一个属性作为该子属性聚类的代表子属性；多个子属性聚类对应多个代表子属性；基于每个代表子属性从全部管网节点中分别选择I个管网节点作为初始节点；步骤SubA2：基于监测数据从全部管网节点中选择I个管网...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超群，邹全，邰兴雨，朱麟，陈小辉，高广，王珂，
申请(专利权)人：上海航天能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：