[发明专利]污水处理厂的系统复杂性度量方法和装置

说明书

提供一种污水处理厂的系统复杂性度量方法和装置，所述系统复杂性度量方法包括：构建污水处理厂的组合系统的第一拓扑图，所述组合系统包括多个独立的子系统，每个子系统分别用于完成污水处理厂的一个预定功能；获取第一拓扑图的组成要素；基于获取的第一拓扑图的组成要素，确定用于衡量所述组合系统的结构复杂程度的复杂性度量指标。采用本发明示例性实施例的污水处理厂的系统复杂性度量方法和装置，能够根据不同子系统之间的独立性和耦合性，提出了基于组合系统拓扑结构的复杂性的评价指标。

技术领域

本发明总体说来涉及污水处理技术领域，更具体地讲，涉及一种污水处理厂的系统复杂性度量方法和装置。

背景技术

污水处理是一个在物理、化学和生物的复杂作用下，通过过滤、吸附、沉淀、氧化和还原等过程，实现多种有机污染物和无机污染物的转化和去除，从而达到净化废水的目的。

为了保证污水处理过程的顺利进行，污水处理厂不仅要设置多阶段密切关联的工艺流程，还要配置多种辅助系统与配套设施。大中型污水处理厂的占地规模庞大，厂区内运行的系统除工艺流程系统以外，还包括供配电系统、鼓风曝气系统、监测控制系统、暖通空调系统和消防报警系统等。这些系统又可以进一步划分为范围更小的子系统，例如，工艺流程系统可分解为污水处理子系统和污泥处理子系统。由于污水处理过程的复杂性，污水处理厂的多个系统和同一系统内部的多个子系统之间都表现出紧密耦合的特点。例如，污泥处理子系统并不是简单地位于污水处理子系统之后运行，而是污泥处理子系统在污水处理子系统的初沉池和终沉池处都会接收排出的污泥，且一部分污泥又作为回流污泥返回到污水处理子系统的曝气池中，以维持污水生化反应过程的连续运行。

目前，存在从社会、经济、环境和技术等方面来对污水处理厂的工程建设方案进行较为全面和客观的描述和评价的各种方法，但在各污水处理厂加强信息化能力建设、依托智慧水务系统提高自身运营与维护水平的大背景下，所用处理单元越来越多，系统日益复杂，关于污水处理厂原有的描述和评价方法无法满足新的需求，因此，针对污水处理厂需要一些新的度量指标和评价方法。

发明内容

本发明的示例性实施例的目的在于提供一种污水处理厂的系统复杂性度量方法和装置，以克服上述至少一个缺陷。

根据本发明示例性实施例的一方面，提供一种污水处理厂的系统复杂性度量方法，包括：构建污水处理厂的组合系统的第一拓扑图，所述组合系统包括多个独立的子系统，每个子系统分别用于完成污水处理厂的一个预定功能；获取第一拓扑图的组成要素；基于获取的第一拓扑图的组成要素，确定用于衡量所述组合系统的结构复杂程度的复杂性度量指标。

可选地，构建污水处理厂的组合系统的第一拓扑图的步骤可包括：针对每个子系统，将该子系统用于完成该子系统的预定功能所使用的所有处理单元作为节点，按照完成该子系统的预定功能的执行处理顺序，生成子系统拓扑图；根据所有子系统拓扑图，构建组合系统的第一拓扑图。

可选地，所述组成要素可包括第一拓扑结构图中的节点和边，其中，每个节点为组合系统中包含的所有处理单元，通过边将存在先后执行处理顺序的两个节点进行连接，以表示通过边连接的两个处理单元之间存在联系。

可选地，所述复杂性度量指标可包括以下项中的至少一项：共用节点数、共用节点占比、共用节点比例度、共用边数、共用边占比、共用边比例度、共用通路的个数、共用通路的长度、复合环的个数、复合环的长度。

可选地，针对每个子系统可分别构建对应的子系统节点集，每个子系统节点集中包括节点的名称，其中，可通过以下方式确定共用节点数：确定所有子系统节点集中具有相同名称的节点的数量，将所述数量确定为共用节点数。