[发明专利]一种针对供水管网水质监测系统的全局韧性高效评估方法

权利要求书

1.一种针对供水管网水质监测系统的全局韧性高效评估方法，其特征在于，步骤如下：

S1：建立全局韧性评估指标函数，具体公式如下：

式中，R_max(L),R_min(L),R_mean(L)分别为监测点失效等级为L时，水质监测系统全局韧性最大、最小、平均值；所述监测点失效等级为L表示失效监测点数量为L；为监测点失效等级为L时，失效监测点组合方案集合，其中K为组合方案总数量；为监测点失效等级为L时，第k种组合方案的性能指标函数，k＝1,2,…K，定义如下：

式中，M为污染入侵事件数量；N为管网系统中需水量节点数量；为监测点失效等级为L且组合方案为时，污染入侵事件E_i在t时刻使管网系统受污染的总水量，i＝1,2,…,M；为t时刻管网系统总供水量；为监测点失效组合方案时，污染入侵事件E_i在至T_i时段内对供水管网的性能累计损失；为污染入侵事件E_i开始入侵的时间，为污染入侵事件E_i被水质监测系统首次监测到的时间，为污染入侵事件E_i未被水质监测系统监测到的情况下，全部被用户饮用的时间；为监测点失效组合方案时，污染入侵事件E_i在t时刻对供水管网的影响水平，定义为受污染水量占总供水量的比值；水质监测系统的全局韧性评估指标通过计算所有的监测点失效组合方案得出，其值越大，表明污染事件入侵后，用户饮用的污染水量越少，水质监测系统对污染入侵事件的监测性能越强；

S2：定义监测点失效方案：对于每一个监测点失效等级L，确定该监测点失效等级下所有的种失效监测点组合方案，其中TL为管网系统中水质监测点总数量；

S3：按照步骤S31～S33建立污染入侵事件数据库：

S31：基于供水管网模型，建立所有可能的污染源集合Φ＝{C₁,C₂,...,C_N}，其中C_q表示选择节点q作为污染源，q＝1,2,...,N；N为管网系统中需水量节点总数量；

S32：针对污染源C_q，模拟P个污染入侵事件，其中P为节点需水量模式长度，每个时刻作为一个污染入侵事件，则总共M＝N×P个污染入侵事件；

S33：针对每一个污染入侵事件E_i，记录污染入侵事件的开始注入时间运行管网水力和水质模型，分别计算和其中j＝1,2,...,TL；若事件E_i未被监测点j监测到，则由此形成污染入侵事件数据库；

S4：求解全局韧性评估指标函数：针对每一个监测点失效等级L，L＝1,2，...,TL，基于所述污染入侵事件数据库，使用遗传算法从该等级对应的种失效监测点组合方案中选取R_min(L)和R_max(L)分别对应的监测点失效组合方案，并保留遗传算法计算过程中该监测点失效等级的所有监测点失效组合方案计算结果，然后根据公式1-3计算R_mean(L)；

S5：量化监测点重要程度：考虑每个监测点失效等级L中的最不利情况，将R_min(L)对应的监测点失效组合方案中含有的全部监测点作为被选中点；再针对全部监测点失效等级，统计每个监测点被选中作为失效监测点的概率；根据监测点被选中作为失效监测点的概率高低，量化该监测点重要程度。

2.如权利要求1所述的针对供水管网水质监测系统的全局韧性高效评估方法，其特征在于，所述的公式1-4中，每一次计算时，和计算截止时间T_i均通过管网水力和水质模型针对当前的失效监测点组合方案模拟得到，k＝1,2,…K。

3.如权利要求1所述的针对供水管网水质监测系统的全局韧性高效评估方法，其特征在于，所述的P＝24，即分别在0:00,1:00,…,23:00注入污染物质模拟污染入侵事件。