[发明专利]一种基于图回溯法的矿井排水网络流向解算方法

权利要求书

1.一种基于图回溯法的矿井排水网络流向解算方法，其特征在于：首先将矿井排水网络转化为图拓扑结构，然后利用基于图结构的迷宫回溯法，探寻图结构中流体的所有路径；所述将矿井排水网络转化为图拓扑结构的具体方法为：将矿井排水网络中正在运转的水泵转化为流向图的驱动节点vd、将停止运转的水泵转化为闭节点vs、开启的闸阀转化为通节点vo、关闭的闸阀转化为闭节点vs，同时，将排水网络中的最终出口转化为出口节点ve、将管道转化为流向边ef，最终得到流体的流向图；

利用基于图结构的迷宫回溯法，探寻图结构中流体的所有路径的具体步骤如下：

第一步，设定所述流向图中所有驱动节点vd有唯一的相邻通节点，所有流向边的流源和流目标初始状态为空集，同时对该流向图中的每个节点进行编号；

第二步，找出未被流向解算过的驱动节点vd_x∈vd，其唯一的相邻节点v_a∈vo，将该节点v_a入栈；

第三步，检查栈内是否存在节点，如果没有则探寻完毕，得出该驱动节点所驱动流体的所有可行路径，该驱动节点vd_x的解算周期结束，转第二步继续执行；若存在，设栈顶节点为v_b，则进行下一步；

第四步，将栈顶节点v_b取出，判断节点v_b的节点类型，确定各流向边流源和流目标；

第五步，若所有驱动节点的解算周期完毕，则表示，找寻到所有的路径，从而得出各流向边的流源和流目标，算法结束；

其中，第四步中，当栈顶节点v_b为闭节点vs时，表示该路径不可行，则将该节点v_b出栈，节点v_a为新的栈顶节点，并将节点v_b到节点v_a所形成的流向边标记为已访问，转第三步继续检查栈内节点；

当栈顶节点v_b为通节点vo时，且该栈顶节点v_b除栈内的相邻节点和标记过的流向边外，有其他相邻节点，则从其他相邻节点中找出任一节点v_c，并将节点v_c入栈，节点v_c为新的栈顶节点，同时，转到第三步继续执行；

当栈顶节点v_b为通节点vo时，且该栈顶节点v_b除栈内的相邻节点和标记过的流向边外，无其他相邻节点，则进行回溯，即该节点v_b出栈，将该节点v_b的所有邻边标记为未访问，同时，转到第三步继续执行；

当栈顶节点v_b为出口节点ve时，则表示已到达出口，此时从栈底到栈顶节点序列所形成的路径为一条可行通路，将其记录，并在路径上的所有流向边的流源集合中加入该路径上的驱动节点vd编号，所有流向边的流目标集合中加入该路径上的出口节点ve编号，将节点v_b出栈，节点v_a为新的栈顶节点，并将节点v_b与节点v_a所形成的流向边记为已标记，同时，转到第三步继续执行。

2.根据权利要求1所述的一种基于图回溯法的矿井排水网络流向解算方法，其特征在于：所得到流体的流向图为有向图G，所述有向图G的所有节点的集合V和所有流向边的集合E，应满足以下条件：

G＝(V,E)

V＝{v|v∈{vd,vo,vs,ve}}

E＝{＜v_i,v_j＞|P(v_i,v_j)∧＜v_i,v_j＞∈{ef}∧v_i,v_j∈V}

其中，P(v_i,v_j)表示存在流向边；{ef}表示流向边集合。