[发明专利]一种城市供水管网流量监测点的优化布置方法

说明书

本发明公开了一种城市供水管网流量监测点的优化布置方法，包括以下步骤：构建供水管网水力模型；构建供水管网流量监测点优化布置模型，其约束条件为管网节点流量连续性方程，管网节点水压约束条件和管网能量守恒方程，列出管网节点流量对管网节点压力的灵敏度方程；将计算给水管网流量监测点优化布置优化模型中的灵敏度方程采用Pearson相关性分析，解出简单归一化方程，解出压力监测点布置的位置以及其强相关性点，确定最优流量监测点方案。本发明方法所布置的压力监测点能很好地反映节点压力的变化情况，并提高了监测点的可靠性，同时能确定每一压力监测装置所能监测到的节点范围，且符合布点的代表性、可比性以及可行性要求，减少了目前压力监测点选择的盲目性。

技术领域

本发明属于市政给水管网流量监测点布置领域，涉及给水管网流量监测点优化布置方法。

背景技术

城市市政管网是现代化城市最重要的基础设施之一，是城市文明、发展和现代化水平的重要标志。给水管网不仅是城市的生命线，更是提高市民生活质量以及城市生态环境的重要保障。

为了对市政给水管网进行有效监控，需设置压力监测点进行流量数据采集，这样不仅直观地了解整个给水管网流量分布，同时对控制给水管网漏损、爆管等问题具有现实意义，所以监测点的布置与选择必须具有准确性以及代表性。

目前，有关供水管网监测点优化布置的研究大多基于灵敏度分析和聚类分析,对于一个庞大复杂的供水管网系统进行布置压力监测点时，基于搜索空间十分巨大，寻找最优的布设方案是一件十分困难的事情。对于一个典型的供水管网很难保证可以寻找到比随机布设优良的布设方案。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种城市供水管网流量监测点的优化布置方法，解决现有技术中城市市政管网压力监测点布置困难的问题。

本发明的技术方案为：

一种城市供水管网流量监测点的优化布置方法，包括以下步骤：

(1)构建供水管网水力模型，获取城市供水管网的基础数据；

(2)构建供水管网流量监测点优化布置模型，其约束条件为管网节点流量连续性方程，管网节点水压约束条件和管网能量守恒方程，列出管网节点流量对管网节点压力的灵敏度方程；

(3)基于步骤(1)构建的供水管网水力模型，将计算给水管网流量监测点优化布置优化模型中的灵敏度方程采用Pearson相关性分析，解出简单归一化方程，解出压力监测点布置的位置以及其强相关性点，确定最优流量监测点方案。

所述监测点数量与监测范围可以通过调整相关度阈值p0的值来调整；p0越大，监测点数量越多，监测点的监测域越小，诊断越明确；p0越小，监测点数量越少，监测点的监测域越大。

所述步骤(1)供水管网水力模型的构建是利用EPANET软件对一定工况下的给水管网进行水力模拟，建立在实际工况条件下的管网水力模型，软件读取给定的给水管网水文、流量数据，并代入给水管网水力模型，实现在实际工况条件下进行水力模拟，进行供水管网的水力平差计算,评估给水管网的节点流量变化对管网每一节点压力变化的影响。

本发明有益效果：本发明由于采用了以上的技术方案，实现了在MATLAB软件中用Pearson相关性法来求解给水管网压力监测点优化布置数学模型，根据上述方法所布置的压力监测点能很好地反映节点压力的变化情况，并提高了监测点的可靠性，同时能确定每一压力监测装置所能监测到的节点范围，且符合布点的代表性、可比性以及可行性要求，减少了目前压力监测点选择的盲目性，为城市供水系统正确调度和对供水事故的监控提供有效的依据,该发明实现了给水管网压力监测点优化布置的创新。

附图说明

图1是本发明给水管网压力监测点优化布置方法的运行流程图。

具体实施方式