一种基于三维地下管道的爆管搜索方法技术

本发明专利技术公开了一种基于三维地下管道的爆管搜索方法，本发明专利技术以流向为依据，采用图论对两者进行优化，对有流向的管线，采用有向图进行抽象，针对没有流向的管段，则采用无向图进行抽象，最后利用广度优先算法查找应该关闭的阀门进行关闭。本发明专利技术根据城市地下管段的数据特点及爆管分析的需要，基于图论与拓扑分析模型，优化了广度优先算法模型。本发明专利技术不仅找出应关闭阀门点，还找出了所有受影响管段，而且能适应管段有无固定流向，针对不同情况采用不同模型。

A search method of tube burst based on 3D underground pipeline

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维地下管道的爆管搜索方法
本专利技术属于管道分析领域，具体涉及一种基于三维地下管道的爆管搜索方法。
技术介绍
城市地下管线(排水、供水、燃气)爆管事故较为普遍，爆管后的抢修工作不容忽视。实现完善的爆管关阀分析功能将减少抢修时间，减少受影响范围，将因爆管而造成的损失降为最小，提高管网的现代化管理水平。怎样快速、准确地分析出爆管位置最近的阀门及受影响的管线范围，为抢修人员提供快速、准确的辅助，一直是业界研究的热点问题。目前一些管网系统已经不同程度的实现了爆管分析功能，但还存在着一些不足。现有的爆管分析算法一般有两种，一种是不基于流向的爆管分析方法，一种是基于流向的爆管分析方法。这两种方法都各有各的好处，但是由于城市地下管网数据各自的特性，只有有些管道，比如供水管道具有实际意义，有些管道没有流向，或流向不具有实际意义。采用图论的分析方法可以忽略流向进行分析，但仅能找出可能需要关闭的阀门，由于没有用到流向，所以对于有流向的数据本身而言就丢失了“流向”这一重要数据。基于流向的分析方法能够精确地找到应关闭阀门，要分析没有流向的管线只能另想办法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种基于三维地下管道的爆管搜索方法，能适应管段有无固定流向，针对不同情况采用不同模型。为了达到上述目的，本专利技术包括以下步骤：S101，确定爆管点所在的管段，并确定爆管点所在管段的流向，进入S103；若爆管点所在管段无流向信息，则进入S102；S102，指定该管段的流向信息，进入S103；S103，根据管段的流向，获取上游连接节点信息，进入S104；S104，根据上游连接节点信息判断该连接节点是否为阀门；若为阀门，则完成搜索流程；若不为阀门，进入S105；S105，根据流向利用广度优先搜索上游连接节点，直至找到所有上游阀门为止；若管段无流向信息则进入S106；S106，查找受影响管段的下游，直至查找到所有没有访问过的管段，完成搜索流程。根据流向利用广度优先搜索上游连接节点的具体方法如下：S1051，搜索所有离爆管所在管段最近的上游方向且没有访问过的管段，进入S1052；S1052，判断管段上的连接节点是否为阀门，若为阀门，则进入S1053，若不为阀门，进入S1055；S1053，查找以阀门为起点或终点，且没有访问过的管段，进入1054；S1054，判断没有访问过的管段中的连接节点是否为阀门，如果是阀门，停止搜索，否则进入S1055；S1055，查找该连接节点上游方向且没有访问过的管段，进入S1052。步骤S106的具体方法如下：S1061，查找管段的下游，找到连接节点，进入S107；S1062，查找所有连接节点下游方向没有访问过的管段，并在管段中找到没有访问过的连接节点，进入S1063；S1063，查找以没有访问过的连接节点为起点或终点的，且没有访问过的管段，并确定没有访问过的管段的连接节点，进入S1064；S1064，查找所有连接节点为起点或终点，且没有访问过的管段，完成搜索流程。当管段的流向为正流向时，则上游为管段的起始节点；当管段的流向为负流向时，则上游为管段的连接节点。查找上游阀门的优化结构流程如下：步骤一，建立阀门数组V_array、节点队列N_queue和有效边集合E_set；步骤二，判断爆裂点所在管段的两端连接节点，如果两端连接节点都是阀门则停止搜索，将这两个阀门加入到阀门数组V_array中；反之，将非阀门端的连接节点加入到节点队列N_queue；步骤三，从连接节点队列中取出一个点，把所有与该点相交的有效边加入到有效边集合E_set；步骤四，从有效边集合E_set中取出一条边，判断其流向，将该边的上游连接节点N加入到节点队列N_queue，并判断，若上游连接节点N为阀门点则将上游连接节点N加入阀门数组V_array，否则将所有与上游连接节点N相交的有效边加入到有效边集合E_set中；步骤五，重复步骤四，直到有效边集合E_set为空为止。查找受影响的管段的具体方法如下：S201，输入一条管段信息，进入S202；S202，获取该管段的上游连接节点P0，进入S203；S203，判断上游连接节点P0是否为阀门，若是，则将此阀门加入到需要关闭阀门数组内；若否，则进入S204；S205，获取上游连接节点P0上游相连接的所有管段，并循环遍历每条管段，进入S206；S206，判断是否遍历完所有上游相连接的管段，若是，则进入S207；若否，则进入S201；S207，输入一条管段信息，获取该管段下游连接的所有管段，并循环遍历每条管段，进入S208；S208，筛选出受影响的管段，进入S209；若没有遍历完所有管段，则逐一输入管段信息，排查出受影响的管段，进入S209；S209，将受影响的管段加入受影响的管段集合，返回S207。与现有技术相比，本专利技术以流向为依据，采用图论对两者进行优化，对有流向的管线，采用有向图进行抽象，针对没有流向的管段，则采用无向图进行抽象，最后利用广度优先算法查找应该关闭的阀门进行关闭。本专利技术根据城市地下管段的数据特点及爆管分析的需要，基于图论与拓扑分析模型，优化了广度优先算法模型。本专利技术不仅找出应关闭阀门点，还找出了所有受影响管段，而且能适应管段有无固定流向，针对不同情况采用不同模型。附图说明图1为本专利技术中查找到受到影响管段的流程图；图2为本专利技术中查找上游阀门的结构流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术包括以下步骤：S101，确定爆管点所在的管段，并确定爆管点所在管段的流向，进入S103；若爆管点所在管段无流向信息，则进入S102；S102，指定该管段的流向信息，进入S103；S103，根据管段的流向，获取上游连接节点信息，进入S104；S104，根据上游连接节点信息判断该连接节点是否为阀门；若为阀门，则完成搜索流程；若不为阀门，进入S105；S105，根据流向利用广度优先搜索上游连接节点，直至找到所有上游阀门为止；若管段无流向信息则进入S106；S106，查找受影响管段的下游，具体方法如下：S1061，查找管段的下游，找到连接节点，进入S107；S1062，查找所有连接节点下游方向没有访问过的管段，并在管段中找到没有访问过的连接节点，进入S1063；S1063，查找以没有访问过的连接节点为起点或终点的，且没有访问过的管段，并确定没有访问过的管段的连接节点，进入S1064；S1064，查找所有连接节点为起点或终点，且没有访问过的管段，完成搜索流程。根据流向利用广度优先搜索上游连接节点的具体方法如下：S1051，搜索所有离爆管所在管段最近的上游方向且没有访问过的管段，进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三维地下管道的爆管搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS101，确定爆管点所在的管段，并确定爆管点所在管段的流向，进入S103；若爆管点所在管段无流向信息，则进入S102；/nS102，指定该管段的流向信息，进入S103；/nS103，根据管段的流向，获取上游连接节点信息，进入S104；/nS104，根据上游连接节点信息判断该连接节点是否为阀门；若为阀门，则完成搜索流程；若不为阀门，进入S105；/nS105，根据流向利用广度优先搜索上游连接节点，直至找到所有上游阀门为止；若管段无流向信息则进入S106；/nS106，查找受影响管段的下游，直至查找到所有没有访问过的管段，完成搜索流程。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于三维地下管道的爆管搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101，确定爆管点所在的管段，并确定爆管点所在管段的流向，进入S103；若爆管点所在管段无流向信息，则进入S102；
S102，指定该管段的流向信息，进入S103；
S103，根据管段的流向，获取上游连接节点信息，进入S104；
S104，根据上游连接节点信息判断该连接节点是否为阀门；若为阀门，则完成搜索流程；若不为阀门，进入S105；
S105，根据流向利用广度优先搜索上游连接节点，直至找到所有上游阀门为止；若管段无流向信息则进入S106；
S106，查找受影响管段的下游，直至查找到所有没有访问过的管段，完成搜索流程。


2.根据权利要求1所述的一种基于三维地下管道的爆管搜索方法，其特征在于，根据流向利用广度优先搜索上游连接节点的具体方法如下：
S1051，搜索所有离爆管所在管段最近的上游方向且没有访问过的管段，进入S1052；
S1052，判断管段上的连接节点是否为阀门，若为阀门，则进入S1053，若不为阀门，进入S1055；
S1053，查找以阀门为起点或终点，且没有访问过的管段，进入1054；
S1054，判断没有访问过的管段中的连接节点是否为阀门，如果是阀门，停止搜索，否则进入S1055；
S1055，查找该连接节点上游方向且没有访问过的管段，进入S1052。


3.根据权利要求1所述的一种基于三维地下管道的爆管搜索方法，其特征在于，步骤S106的具体方法如下：
S1061，查找管段的下游，找到连接节点，进入S107；
S1062，查找所有连接节点下游方向没有访问过的管段，并在管段中找到没有访问过的连接节点，进入S1063；
S1063，查找以没有访问过的连接节点为起点或终点的，且没有访问过的管段，并确定没有访问过的管段的连接节点，进入S1064；
S1064，查找所有连接节点为起点或终点，且没有访问过的管段，完成搜索流程。


4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：边根庆，荆瀛，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61