供水管网漏损测压点的优化布设方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种供水管网漏损测压点的优化布设方法、装置及存储介质，涉及资源管控技术领域，主要包括步骤：构建区域供水管网水力模型；获取水流通路有效性限制、水压相关性约束条件和水压变化灵敏度约束条件；根据各约束条件进行目标优化目标下的供水管网漏损监测点优化选址模型目标函数的确认；通过设置分布均匀的初始解对供水管网漏损测压点优化选址模型进行局部收敛规避下的模型优化；根据优化后的供水管网漏损测压点优化选址模型，对目标供水管网系统进行基于已有测压点下新增测压点的多优化布设方案界面展示。本发明专利技术在全面监测管网漏损的同时避免人力、物力和其它相关资源的浪费以及由管网漏水导致的次生灾害。资源的浪费以及由管网漏水导致的次生灾害。资源的浪费以及由管网漏水导致的次生灾害。

【技术实现步骤摘要】
供水管网漏损测压点的优化布设方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及资源管控
，具体涉及一种供水管网漏损测压点的优化布设方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]城市供水管网系统是城市的命脉，是保障社会生产建设、人民生活娱乐的重要基础设施。根据《中国城乡建设统计年鉴》(2021)数据统计显示，2021年全国城市公共供水总量为630.76亿立方米，漏损水量为80.44亿立方米，综合漏损率高达12.75％，对社会的可持续发展造成了不利影响，因供水管网漏损产生的水质污染、地面下沉等次生灾害也对供水系统的平稳运行及人民群众的公共安全产生了巨大负面影响。
[0003]目前用于管网漏损检测的主要方法包括：流量监测法、压力监测法、气体示踪法、管道内窥法等。其中压力监测法因为能够实现自动化监测且成本较低，从而成为了主流的管网漏损监测方法。针对压力监测点的布设主要采用的方法多为经验法或模糊聚类、灵敏度分析等数学方法：经验法是相关行业人员根据管网的特点、水流流向、水利特性、管道材质和年限等因素的了解对压力监测节点进行布设的一种方法，其优点是简单易行，但缺点是缺乏科学的数据支撑，其布设的效果和精度可能受到限制；模糊聚类方法是一种基于模糊理论的聚类分析方法，可以将管网中的不同区域根据水压变化的特点划分为若干个类别，然后针对每个类别选择合适的监测点进行布设。这种方法可以综合考虑多个因素，适用于管网较为复杂的情况，但是对数据的质量和算法的选择十分敏感；灵敏度分析方法通过建立供水管网模型、压力监测模型以进行数值计算，得到每个监测节点水压、流量等参数的变化情况，通过对各个监测节点的水压变化进行统计和分析，从而确定最优的监测点布设方案，此方法可以考虑管网结构、水力特性、管道材料对管网水压的影响，但计算结果易受到模型精度和参数设置的影响。

技术实现思路

[0004]为了更好的对供水管网的漏损进行监控，避免因为管网漏水导致的次生灾害，本专利技术提出了一种供水管网漏损测压点的优化布设方法，包括步骤：
[0005]S1：基于供水管网的构件组成基础信息、各类型用户历史用水量数据，通过对监测节点流量进行分配构建区域供水管网水力模型；
[0006]S2：根据测压点监测距离限制获取水流通路有效性限制，并根据两两节点间水压相似度和漏损下的水压变化灵敏度分别获取水压相关性约束条件和水压变化灵敏度约束条件；
[0007]S3：根据各约束条件，以区域供水管网水力模型为数据源，以测压点布设方案所能监测到节点数量占比为优化目标，进行供水管网漏损监测点优化选址模型目标函数的确认；
[0008]S4：通过设置分布均匀的初始解对供水管网漏损测压点优化选址模型进行局部收
敛规避下的模型优化；
[0009]S5：根据优化后的供水管网漏损测压点优化选址模型，对目标供水管网系统进行基于已有测压点下新增测压点的多优化布设方案界面展示。
[0010]进一步地，所述S1步骤中，区域供水管网水力模型的构建具体包括如下步骤：
[0011]S11：基于供水管网组成构件的基础信息建立供水管网拓扑结构；
[0012]S12：根据各场所分类下用户的历史用水量数据进行用水模式模拟，并获取用水变化曲线；
[0013]S13：根据用户变化曲线以及相应的场所分类对已知节点进行流量分配，并对未知节点采用沿线流量分配方式进行流量分配。
[0014]进一步地，所述S2步骤中，水流通路有效性限制表示为如下公式：
[0015]D
ij
<d
[0016]式中，D
ij
为节点i至节点j之间通过SPFA算法获取的最短距离，d为监测节点的最大监测范围。
[0017]进一步地，所述S2步骤中，水压相关性约束条件表示为如下公式：
[0018]P
ij
＝|P
i
‑
P
j
|<p
[0019]式中，P
i
为节点i处的压力值，P
j
为节点j处的压力值，p为压力差绝对值。
[0020]进一步地，所述S2步骤中，所述水压变化灵敏度约束条件表示为如下公式：
[0021][0022]式中，S(i,j)为节点i和节点j之间水压变化的灵敏度，H
′
i
为节点i出现漏损后的节点水压，H
i
为节点i正常工况下的节点水压，H
′
j
为节点j出现漏损后的节点水压，H
j
为节点j正常工况下的节点水压，λ为灵敏度阈值。
[0023]进一步地，所述S3步骤中，供水管网漏损测压点优化选址模型目标函数表示为如下公式：
[0024][0025]式中，X为所要布设总量为m的测压点集合，；为测压点i所能监测到节点的集合，{j|D(X
i
,j)<d,P(X
i
,j)<p,S(X
i
,j)>λ}为任意节点j中，与给定测压点i之间最小距离小于测压点的最大监测范围d，且与给定测压点i之间水压相关性小于灵敏度阈值λ，且与给定测压点i之间水压灵敏度大于灵敏度阈值λ的节点，T为最优化目标，n为供水管网节点总数。
[0026]还包括一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述一种供水管网漏损测压点的优化布设方法的步骤。
[0027]还包括一种处理数据的装置，其特征在于，包括：
[0028]储存器，其上存储有计算机程序；
[0029]处理器，用于执行所述存储器中的计算机程序，以实现所述一种供水管网漏损测
压点的优化布设方法的步骤。
[0030]与现有技术相比，本专利技术至少含有以下有益效果：
[0031]本专利技术所述的一种供水管网漏损测压点的优化布设方法、装置及存储介质，通过对水循环智能算法的改进，并与供水管网水里模型相结合，不仅在方案计算效率上得到了提升，同时，由于充分考虑了监测节点的有效监测范围，在保证监测效果的同时，大大降低了监测节点的布设数量。同时，考虑到已有监测节点并将其规划至模型训练中，从而降低了城市发展后期对供水管网监测节点进行改进时的改造成本，在全面监测管网漏损的同时避免人力、物力和其它相关资源的浪费，并避免由管网漏水导致的次生灾害。
附图说明
[0032]图1为一种供水管网漏损测压点的优化布设方法的步骤图。
具体实施方式
[0033]以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0034]实施例一
[0035]为使城市在扩张建设以及管网更新升级过程中，既能够对新扩张管网区域供水管网的管网水压检测点(也即是测压点，设置于某一个所需监测节点处)进行优化，又能够针对已布置有的测压点，在尽量保持原有测压点的基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种供水管网漏损测压点的优化布设方法，其特征在于，包括步骤：S1：基于供水管网的构件组成基础信息、各类型用户历史用水量数据，通过对监测节点流量进行分配构建区域供水管网水力模型；S2：根据测压点监测距离限制获取水流通路有效性限制，并根据两两节点间水压相似度和漏损下的水压变化灵敏度分别获取水压相关性约束条件和水压变化灵敏度约束条件；S3：根据各约束条件，以区域供水管网水力模型为数据源，以测压点布设方案所能监测到节点数量占比为优化目标，进行供水管网漏损监测点优化选址模型目标函数的确认；S4：通过设置分布均匀的初始解对供水管网漏损测压点优化选址模型进行局部收敛规避下的模型优化；S5：根据优化后的供水管网漏损测压点优化选址模型，对目标供水管网系统进行基于已有测压点下新增测压点的多优化布设方案界面展示。2.如权利要求1所述的一种供水管网漏损测压点的优化布设方法，其特征在于，所述S1步骤中，区域供水管网水力模型的构建具体包括如下步骤：S11：基于供水管网组成构件的基础信息建立供水管网拓扑结构；S12：根据各场所分类下用户的历史用水量数据进行用水模式模拟，并获取用水变化曲线；S13：根据用户变化曲线以及相应的场所分类对已知节点进行流量分配，并对未知节点采用沿线流量分配方式进行流量分配。3.如权利要求1所述的一种供水管网漏损测压点的优化布设方法，其特征在于，所述S2步骤中，水流通路有效性限制表示为如下公式：D
ij
<d式中，D
ij
为节点i至节点j之间通过SPFA算法获取的最短距离，d为监测节点的最大监测范围。4.如权利要求1所述的一种供水管网漏损测压点的优化布设方法，其特征在于，所述S2步骤中，水压相关性约束条件表示为如下公式：P
ij
＝|P
i
‑
P...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘亮亮，仇传桢，刘源天玮，陈凯琦，夏泽伟，尤维平，俞振昱，
申请(专利权)人：宁波弘泰水利信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：