[发明专利]一种基于动态运行综合状态评价的供水管网优化方法

说明书

本发明公开了一种基于动态运行综合状态评价的供水管网优化方法，在得到模拟管网基本数据的基础上，对管网的各状态变量进行模拟仿真，通过对结构可靠性指标、水力可靠性指标及水质可靠性三项指标分别进行评价，通过模糊层次分析法计算指标权重，最终得出管网动态运行综合状态评价得分，根据所得分数，判断管网运行安全状态，并依据分数结果，对供水管网评分较弱方面进行优化。本发明方法对于指导我国市政管网的设计建设运行以及管理具有重要意义，对提高市政设施服务水平有着积极的促进作用。

技术领域

本发明涉及一种基于动态运行综合状态评价的供水管网优化方法。

背景技术

在水资源日益短缺、经济发展和人民生活对水质和水量需求日益增多的今天，保证城市给水管网稳定、安全、可靠的运行，保障用户用水安全已成为一项亟待解决的问题。因此，在深入研究管网运行状态、掌握管网运行模式的基础上，采用科学方法，提出一种基于动态运行综合状态评价的供水管网优化方法。对管网运行安全进行评价，判断管网运行是否存在不安全问题，根据综合状态评价方法所得结果，对管网进行有目的的优化调整，从而实现供水管网健康正常运行。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种基于动态运行综合状态评价的供水管网优化方法，解决现有技术中市政给水管网运行安全综合状态评价不完善的问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于动态运行综合状态评价的供水管网优化方法，包括以下步骤：

1、构建管网水力水质模拟平台：首先拟定管网参数，包括管材、管径、管长、摩擦系数等参数，根据拟定参数，确保运行较准确情况下，在EPANET软件中进行模拟运行，得出模拟结果。利用EPANET软件建立供水管网输配系统模拟平台，对管网的各状态变量进行模拟仿真。

2、SCADA数据对接及输入：建立管网模型后，与所研究区域SCADA(SupervisoryControl And Data Acquisition)系统(数据采集与监视控制系统)进行对接，将实时监测数据水压数值、余氯浓度、瞬时流量、累计流量数据作为输入，模型依据所输入数据对管网进行模拟，利用 EPANET软件得出模拟结果。

3、搭建评价指标体系：建立供水管网评价指标体系，选择评价指标。首先确定评价主体，经评估后确定为结构可靠性指标、水力可靠性指标及水质可靠性指标三方面。确定评价主体后，对各主体下的影响因素进行筛选，确定影响因素并进行计算。

4、权重值确定方法：主体及因素权重值的确定，采用模糊层次分析法，因为影响管网因素众多且各因素间存在模糊、复杂的联系。若将所有管网影响因素作为模型的输入变量，会导致难以统计、精度下降等问题。

5、供水管网动态运行综合状态评价计算：权重值确定后，即可根据实时数据运行结果得出评价得分，依此评判供水管网运行状态。

6、根据计算所得评价分数，需要对供水管网评分较低指标进行优化，本专利采用NSGA-II 遗传算法进行优化计算，NSGA-II遗传算法广泛应用于多目标优化过程，具有运行速度快，解集的收敛性好的优点，利用其计算特点与供水管网水利设施对其进行优化，控制供水厂出水压力及加氯浓度不变，将研究区域供水管网入口处的供水管网压力及余氯浓度作为初代群体，评价指标作为目标函数，供水管网中各节点的最小压力及余氯浓度作为约束条件，设定变异概率。得出优化结果后，如供水压力需要进行优化，可以通过加压泵站对研究区域压力进行调整；如优化结果显示研究区域余氯浓度需要进行调整，则可以在入口处增设二次加氯点，补充余氯浓度以满足研究区域水质安全需求，实现对供水管网评价得分的优化，以解决供水管网实际问题，提供可靠、安全水源。

本发明具有以下有益效果：