用于C-Town型给水管网的分区域顺序校核方法技术

本发明专利技术提出了一种专门用于C-Town型给水管网的分区域顺序校核方法，属于市政工程技术领域。本方法基于C-Town型管网系统的特性：即处于一种特定的分区域管理模式下，每个分区在合理控制规则的控制下都具有稳定的周期行为，本质上不会受到其它分区状态变化的影响，采用首先确定该系统各分区间的层级关系；之后选取包含重要控制组件状态变化的场景；再用这些场景结合相应的实测数据对各个分区按其层级结构依次进行管道粗糙度校核，层级越低的越先校核，同层级的可用并行计算同时进行；最后，按照同样的排序原则，完成记录时段内各分区用水量的校核的方法流程。本方法最大程度的简化了校核方法的复杂度，大幅度提高了效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于市政工程

技术介绍
近年来，所有关于给水管网模型校核方法的研究都致力于能够开发出一套可以通用于任何类型管网的方法体系，然后在应用于不同类型的系统时，再根据系统的特性进行适当的调整，如算法预设参数的调整等。但是，由于给水管网构造本身的复杂性，在分析系统特性时往往需要大量的工作，而这些工作的复杂程度和耗时通常要远远超过模型校核过程其本身。因此，通用方法的优势其实并没有得到发挥，不能够增加实际校核工作的效率。 据此，可以从另一角度出发，对管网的各种构造进行细致研究，总结出不同类型管网构造的特点，并依据这些特点为其量身订造最适宜的模型校核方法，然后将其记录下来。如上所述，由于算法本身的效率更大程度上取决于前期系统分析结果的准确与否，所以这种方式实际上真正提高了校核的效率。因为再遇到类似的管网构造时，就能够直接从已记录的方法中选择相匹配的模型校核方法，再做少量的分析调整便可使用。C-Town型给水管网实际上是依据一个实际工程案例中的给水管网来定义的。该给水管网服务于一个化名为C-Town的地区，目前已被作为行业内一个典型案例供专业人士进行分析研究。该管网处于一种特定的分区域管理模式下，系统构造的特点是每个分区的入口处都设置有加压泵站，同时分区内部设置有水塔，泵站的运行状态依据水塔水位的变化进行控制；各分区相互连接，且分区具有层级结构，这里的层级结构是按照分区间的上下游关系划分，即水流必须首先通过一个分区才可到达另一个分区时，这两个分区就处于不同的层级结果，上游分区为下游分区供水的基础。C-Town型系统的这些构造特点，确保了只要对控制组件设置合理的控制规则，就能使该系统中每个分区都具有稳定的周期行为，如水池水位变化成周期规律，泵站运行呈周期规律；且本质上不会受到其它同级分区状态变化的影响，例如，一个分区发生了故障，不会导致其它同级分区的周期行为被打破而造成供水不利。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种专门。本专利技术基于C-Town型系统的这一特性，采用首先确定该系统各分区间的层级关系；之后选取包含重要控制组件状态变化的场景；再用这些场景结合相应的实测数据对各个分区按其层级结构依次进行管道粗糙度校核，层级越低的越先校核，同层级的可用并行计算同时进行；最后，按照同样的排序原则，完成记录时段内各分区用水量的校核。由于本方法完全是建立在对管网构造和行为的充分分析与理解的基础上，因此最大程度的简化了校核方法的复杂度，其大幅度提高了效率。随着分区管理模式的不断推广，本方法的应用会更加得到推广。本专利技术的技术方案如下一种用于C-Town型给水管网模型的分区域顺序校核方法，其特征在于所述方法具体步骤如下(I)收集各分区的消防流量测试记录，一段时期内各分区的加压泵站流量记录、水塔水位变化记录以及所有控制组件的控制规则、泵站特性曲线；(2)确定所研究的C-Town型系统中各分区间的层级关系；(3)选取具有重要控制组件状态变化的场景，其中，这些重要控制组件指的是其状态变化会对各分区校核结果产生重要影响的管网设备；选取的所有场景应包含不同控制组件所能出现的所有状态组合；以实例说明，假设一管网的重要控制组件为节流控制阀A和节流控制阀B，则选取的场景应包括A开启，B开启；A关闭，B开启；A开启，B关闭；A关闭， B关闭；(4)用步骤(3)中选取的动态场景结合这些场景所对应的真实管网状态的实测数据，与消防流量测试场景一起对各个分区按其层级结构依次进行管道粗糙度校核，即将管网按分区边界分解，各个分区分别校核；层级越低的越先校核，同层级的可用并行计算同时进行；对任一分区，实测数据应至少包含至该区域的加压泵站的流量，区域内水塔的水位变化记录，以及消防流量测试；(5)依据各分区的水塔水位变化记录和加压泵站流量记录，估算该区域在该时期内每个时间间隔的用水量平均值，其中，对于水泵状态发生开闭变化的时段，该用水量平均值无法估算，这些时段必须标识出来，称之为“用水量待定时段”;(6)对各分区用水量分别校核，对于用水量平均值已经由步骤(5)确定的时段，用水量无需进行校核，而直接采用该平均值；而对于“用水量待定时段”，则需对用水量进行校核，同时确定水泵状态变化发生的时间；由于C-Town型系统中，每个分区的总用水量，即所有该分区内节点流量的总和，对该分区的状态起决定作用，因此假设一个分区内所有节点的流量变化都遵从一个模式，分配一个统一的流量系数，并通过校核此流量系数的值完成用水量校核；(7)如需进一步校核各分区内各个节点的流量，则进行此步骤，即将一个分区的总用水量按照该区域内人口分布、用地类型、用水类别和规模进一步分配至各个节点，但是， 需再次用消防流量测试场景和步骤(3)所选定的动态场景对节点流量更新后的管网模型进行检验，以确定模型精度是否受到不利影响；如果模型精度降低至不能达到要求，则需重复步骤(4)-步骤(7)。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点(I)对于C-Town型系统，在所需数据完备的前提下，此方法可直接使用，省去了大量的前期系统分析；(2)同层级分区系统的校核可同时进行，极大的提高了效率；(3)由于分区系统的规模和复杂度都要低于整个管网，因此这种将每个分区系统单独校核的方式在整体上进一步提高了计算效率；(4)用水量的校核只针对“用水量待定时段”，从而大幅度缩减了所需校核的时段总数，提高了校核算法的效率；此外，由于各分区用水量分别校核，因此，每个“用水量待定时段”的用水量校核也是按分区层级依次进行，极大降低了算法的时间复杂度。附图说明图I是本专利技术的流程图。具体实施例方式如图I所示，本专利技术的一种用于C-Town型给水管网模型的分区域顺序校核方法， 具体步骤如下(I)收集各分区的消防流量测试记录；一段时期内(如一周、一个月)各分区的加压泵站流量记录、水塔水位变化记录；以及所有控制组件的控制规则、泵站特性曲线；(2)确定所研究的C-Town型系统中各分区间的层级关系，如一级分区、二级分区等；一级分区为最高等级，二级分区为一级分区进一步划分后的子分区，以此类推；(3)选取具有重要控制组件状态变化的场景，选取的所有场景应包含不同控制组件所能出现的所有状态组合；以实例说明，假设一管网的重要控制组件为节流控制阀A和节流控制阀B，则选取的场景应包括A开启，B开启；A关闭，B开启；A开启，B关闭；A关闭， B关闭。这些重要控制组件指的是其状态变化会对各分区校核结果产生重要影响的管网设备，如控制阀，加压泵等；(4)用步骤(3)中选取的动态场景结合这些场景所对应的真实管网状态的实测数据，与消防流量测试场景一起对各个分区按其层级结构依次进行管道粗糙度校核。即将管网按分区边界分解，各个分区分别校核；层级越低的越先校核，同层级的可用并行计算同时进行。对任一分区，实测数据应至少包含至该区域的加压泵站的流量，区域内水塔的水位变化记录，以及消防流量测试(包含水塔流量，泵站流量，测点静压力，残余压力)；(5)依据各分区的水塔水位变化记录和加压泵站流量记录，估算该区域在该时期内每个时间间隔的用水量平均值；其中，对于水泵状态发生开闭变化的时段，该用水量平均值无法估算，这些时段必须标识出来，可称之为“用水量待定时段”;(6)对各分区用水量分别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周玉文，刁克功，刘子龙，付亚平，常胜昆，杨小艳，翁窈瑶，刘姗姗，王正吉，王昊，曾玉蛟，叶婉露，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：