给水管网流量监测点优化布置方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110056781A(43)申请公布日2019.07.26(21)申请号201910182600.7(22)申请日2019.03.12(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人彭森李国志吴卿梁建文(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人琪琛(51)Int.Cl.F17D5/00(2006.01)G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称给水管网流量监测点优化布置方法(57)摘要本发明公开了一种给水管网流量监测点优化布置方法，采用改进的城市供水管网流量监测点优化布置模型，采用NSGA-Ⅱ算法求解该优化模型，最后得到给水管网流量监测点布置的最优方案。本发明方法实现了在MATLAB软件中用NSGA-Ⅱ算法来求解给水管网流量监测点优化布置数学模型，根据上述方法所布置的流量监测点能很好地反映节点流量的变化情况，并提高了监测点的可靠性，同时能确定每一流量监测装置所能监测到的节点范围，且符合布点的代表性、可比性以及可行性要求，减少了目前流量监测点选择的盲目性，为城市供水系统正确调度和对供水事故的监控提供有效的依据,该发明实现了给水管网流量监测点优化布置的创新。CN110056781ACN110056781A权利要求书1/1页1.给水管网流量监测点优化布置方法,其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)构建供水管网水力模型，获取城市供水管网的基础数据,利用EPANET软件对一定工况下的给水管网进行水力模拟，建立在实际工况条件下的管网水力模型，软件读取给定的给水管网水文、流量数据，并代入给水管网水力模型，实现在实际工况条件下进行水力模拟，进行供水管网的水力平差计算,评估给水管网的节点流量变化对管网每一管段的流量变化的影响；(2)构建供水管网流量监测点优化布置模型，其目标函数为监测点集合覆盖管网节点的个数，监测点集合覆盖管网节点水量，监测点集合对管网节点的重合度，约束条件为管网节点流量连续性方程，管网节点水压约束条件和管网能量守恒方程；(3)基于步骤(1)构建的供水管网水力模型，计算给水管网流量监测点优化布置优化模型中的约束条件与目标函数，供水管网流量监测点优化数学模型采用NSGA-Ⅱ算法求解，确定最优流量监测点方案。2.根据权利要求1所述给水管网流量监测点优化布置方法,其特征在于，所述步骤(2)中监测点集合覆盖管网节点的个数为监测点所能监测到节点个数的总和；监测点集合覆盖管网节点水量为监测点所能监测到节点水量的总和；监测点集合对管网节点的重合度为某一节点能够同时被多个流量监测点监测到的个数；目标函数的目的是求得流量监测点布置方案，能够使监测点集合覆盖管网节点的个数，监测点集合覆盖管网节点水量，监测点集合对管网节点的重合度三者取得尽可能大。2CN110056781A说明书1/5页给水管网流量监测点优化布置方法技术领域[0001]本发明属于市政给水管网流量监测点布置领域，涉及给水管网流量监测点优化布置方法，具体涉及给水管网流量监测点优化布置技术。背景技术[0002]城市市政管网是现代化城市最重要的基础设施之一，是城市文明、发展和现代化水平的重要标志。给水管网不仅是城市的生命线，更是提高市民生活质量以及城市生态环境的重要保障。给水管网流量不仅是直接反映给水服务质量指标之一，也是全面掌握给水管网运行状态以及对整个给水系统实施正确调度的重要参数。[0003]为了对市政给水管网进行有效监控，需设置流量监测点进行流量数据采集，这样不仅直观地了解整个给水管网流量分布，同时对控制给水管网漏损、爆管等问题具有现实意义，所以监测点的布置与选择必须具有准确性以及代表性。[0004]目前,有关供水管网监测点优化布置的研究大多基于灵敏敏度分析和聚类分析,主要对管网压力监测的研究较多，对流量监测优化布置方面的成果少之又少。发明内容[0005]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种给水管网流量监测点优化布置方法，解决现有技术中给水管网流量监测方法少的问题。[0006]本发明的技术方案概述如下：[0007]城市供水管网流量监测点的优化布置方法,所述方法包括以下步骤：[0008]1、构建供水管网水力模型，获取城市供水管网的基础数据,利用EPANET软件对一定工况下的给水管网进行水力模拟，建立在实际工况条件下的管网水力模型，软件读取给定的给水管网水文、流量数据，并代入给水管网水力模型，实现在实际工况条件下进行水力模拟，进行供水管网的水力平差计算,评估给水管网的节点流量变化对管网每一管段的流量变化的影响；[0009]2、构建供水管网流量监测点优化布置模型，其目标函数为监测点集合覆盖管网节点的个数，监测点