[发明专利]基于拓扑结构演化的给水管网分区方法

摘要

本发明涉及一种基于拓扑结构演化的给水管网分区方法，属于市政工程管理领域。在该方法框架中，给水管网被视为一种特定的复杂系统，其拓扑结构首先被抽象出来做为分析对象，用以确定管网演化过程中所形成的社区结构；之后，根据由管理者制定的经济水平目标，在社区结构划分的基础上，进行分区规划，生成方案；最终，对所有方案进行优化，确定在满足供水安全性的前提下，最为经济的方案。本发明首次提供了可作为理论依据的科学分区方法，且操作简易快捷，这对于今后的分区规划实践和研究，都具有很大的应用价值。

主权项

一种基于拓扑结构演化的给水管网分区方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下：(1)依经济水平指标确定分区数量，其中，经济水平指标由自来水集团的决策层制定；(2)用无向图表征管网拓扑结构：与水力模型不同的是，无向图只需包含统一类型的节点和边，而无需区分组件类型和属性，即模型中的所有点状组件都作为节点，而线状组件都作为边，节点与边的连接关系即为管网的拓扑结构；(3)拓扑分析，确定分区边界：用复杂网络社区结构分析方法分析拓扑结构，确定所研究管网的社区结构体系和演化历程，并以此为依据，以步骤(1)确定的分区数量为限制条件，划分分区边界；(4)确定最优方案：运用优化算法确定分区边界上管道的状态，以求在确保水力安全性的前提下，尽可能的减少区域间连接管路的数量，流量计的个数和尺寸，达到成本效益最大化；(5)方案局部优化：如果优化过程结束后，仍无法得到符合步骤(4)优化算法的所有约束条件的方案，则需对分区方案进行局部优化。