[发明专利]供水管网可靠性模型的建模方法

说明书

本发明公开了一种供水管网可靠性模型的建模方法，模拟供水管网的水量可靠性、水压可靠性及水质可靠性，其中水质可靠性采用余氯指标衡量，通过调用计算引擎EPANET软件实现供水管网的水力及水质模型，编制MATLAB程序代码调用EPANET工具箱实现可靠性模拟计算过程。定义节点可靠性为水压力可靠性、水量可靠性和水质可靠性的最小值，通过集成不同时刻t不同节点j的可靠性定义供水管网的系统可靠性。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明可以模拟在供水管网的系统可靠性。

技术领域

本发明涉及供水管网可靠性模型，尤其涉及一种供水管网可靠性模型的建模方法。

背景技术

城市供水管网系统是一个复杂的系统。供水管网可靠性涉及机械可靠性、水力可靠性和水质可靠性。其中机械可靠度用于评估整个管网的连通情况，确定组件在任何时候均保持有效状态的概率；水力可靠度是指在特定情况下的指定时间段内，供水系统可以提供满足用户所需水量水压的概率；水质可靠性衡量供水管网水质满足饮用水水质标准的概率，大多采用余氯指标代替管网水质。

目前对于机械可靠性、水力可靠性研究的较多，而水质可靠性由于比较复杂，研究相对较少。而供水管网水质的可靠性是人民群众及管理部门密切关注的焦点，是人民生命安全和生活质量的重要保证，因此综合水质可靠性研究供水管网的系统可靠性至关重要。

发明内容

发明目的：为考察供水管网的可靠性，通过水力模拟和水质模拟确定管网节点水压、节点水量及节点余氯浓度的变化，综合考虑各时段各节点的输出参数确定管网可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

1.供水管网可靠性由水压可靠性、水量可靠性和水质可靠性组成，其中水压可靠性采用公式(1)定义：

其中，R_j(P)为节点j时刻t的压力可靠性，P_j为正常状态下节点j时刻t的压力，为最小可接受压力水平，为最小期待压力水平。

水量可靠性采用公式(2)来定义

其中，R_j(Q)为节点j时刻t的水量可靠性，为节点j时刻t期待的节点流量，为节点j时刻t期待的可获得的流量，n为流量与压力的关系指数，一般在1.5到2之间。

水质可靠性采用公式(3)定义

其中R_j(C)为节点j时刻t的水质可靠性，C_j为正常状态下节点j时刻t的水质，采用余氯浓度作为代表。

节点j时刻t的综合可靠性R_j(com)采用公式(4)定义：

R_j(com)＝min[R_j(P),R_j(Q),R_j(C)] (4)

管网系统可靠性采用式(5)——(6)定义

其中，RT(S)为时刻t管网系统可靠性，RS为管网可靠性。

本发明通过EPANET水力及水质计算引擎，动态模拟管网的输出参数的动态变化，分别定义管网的水压可靠性、水量可靠性及水质可靠性，采取其中的最小值作为某节点某时段的可靠性，集成各时段及各节点的可靠性定义管网的系统可靠性。