CN107038287A - 一种检查排水管网拓补结构关系的模型分析方法及介质 - Google Patents

一种检查排水管网拓补结构关系的模型分析方法及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种检查排水管网拓补结构关系的模型分析方法及介质,借助模型平台,利用标准化的逻辑条件,从海量的排水数据中,对排水管网存在的错位、逆坡、大管接小管、管线露出地面、断头管、雨污混接点、直排口等拓补结构问题进行准确、快速、批量的甄别,有效保证排水数据的真实性与准确性,同时能准确有效地派出维护人员进行整修。

Description

一种检查排水管网拓补结构关系的模型分析方法及介质
技术领域
本发明用于市政排水信息化领域,特别是涉及一种检查排水管网拓补结构关系的模型分析方法及存储介质。
背景技术
在海绵城市建设的推动下,城市湖泊河道、排水管网等防洪防涝设施的普查工作得以普遍展开,排水信息化业务正大力发展。同时,2014版《室外排水设计规范》3.2.1明确提出:“当汇水面积超过2km2时,宜考虑降雨在时空分布的不均匀性和管网汇流过程,采用数学模型法计算雨水设计流量。”可见无论是在设计,还是在业务管理方面,排水信息化建设将是日后行业发展的主流。
普查数据的准确性,尤其是排水管网拓补结构关系的准确性,是目前排水信息化建设面临的主要问题之一。受制于有限设备条件及恶劣勘察环境等因素,普查数据难免出现错漏,而如何从海量数据中准确、快速、批量地甄别出问题数据,现今仍无有效而统一的标准及方法。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种检查排水管网拓补结构关系的模型分析方法及存储介质。本发明借助模型平台,利用标准化的逻辑条件,对排水管网拓补结构问题进行准确、快速、批量的甄别,给予后续的施工人员的修理调整充分的信息支持。同时,基于本领域的相关人员进行多次程序的模拟测试和实地实验勘察,从而获取了整套较为准确的测试数据和相关阈值。
一种检查排水管网拓补结构关系的模型分析方法,包括以下步骤:
一种检查排水管网拓补结构关系的模型分析方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S10.以节点为检查对象,根据该节点相连的上下游底标竖直高度差判断出所有错位节点;
步骤S20.以管段为检查对象,根据水管与水平面间夹角和上下游底标竖直高度差,判断出所有的逆坡管段;
步骤S30.以节点为检查对象,根据该节点相连的上游管段管径与该节点相连的下游管段管径管径的大小比较,判断大管接小管节点;
步骤S40.以管段为检查对象,根据水管上游管段重心位置与地面标高的比较,或该管段下游管段重心与该管段下游节点地面标高的比较,确定出露出地面管段;
步骤S50.以管段为检查对象,根据排口性质判断出断头管段;
步骤S60-70.以节点为检查对象,根据管段和节点属性判断雨污混接节点和直排口节点。
上述步骤得出的问题节点和问题管段的程序可变换,在前文列出的顺序步骤所得出的问题节点或管段的维修优先级应当从前往后递减。而本领域的技术人员基于具体地域特征而针对该程序次序的变换或排除性甄别应当落入本申请保护范围内。
基于实验人员的具体测试,其中在本地实验区进行了多次实验,并对结果进行论证分析。其中,当模型分析的阈值设定或相关条件设定过于精细,经过实地勘察后发现出现一定的误判。从而针对某些例如测试数据不稳定、温度影响、管段附近施工影响等问题进行分析归类,针对上述问题节点和管段判定不准确为问题、不派发出维护人员。例如:当判定阈值过于保守,并且由于附近地段受挤压或温度原因造成测试数据的波动,会把相关管段定义为错位管段,出现误判,因而有需要把相应数值扩大到管段的合适的形变范围内;大管接小管节点确定的问题中,如果设定管径差的阈值为100mm,则会导致大量可用的管段进行回收和整改,增加了施工量并且浪费大量可用管道资源;因而设定了针对提高监控、排错需要的具体数据,得出如下具体实施例:
步骤S10.以节点为检查对象,若与该节点相连的下游管段上游管底标高H1(m)-与该节点相连的上游管段下游管底标高H2(m)≥0.3,符合上述逻辑条件的节点即包含所有错位节点;
步骤S20.以管段为检查对象,若(该管段下游管底标高H3(m)-该管段上游底标高H4(m))÷该管段管长(m)≥0.01,且该管段下游管底标高H3(m)-该管段上游底标高H4(m)≥0.15,符合上诉逻辑条件的管段即全部为逆坡管段;
步骤S30.以节点为检查对象,若与该节点相连的上游管段管径Φ1(mm)-与该节点相连的下游管段管径管径Φ2(mm)≥300,符合上述逻辑条件的节点即包含所有大管接小管节点;
步骤S40.以管段为检查对象,若该管段上游管底标高H5(m)+该管段管径Φ3(m)>该管段上游节点地面标高(m),或该管段下游管底标高H6(m)+该管段管径Φ4(m)>该管段下游节点地面标高(m),符合上诉逻辑条件的管段即全部为露出地面管段;
步骤S50.以管段为检查对象,若该管段最终下游出口非排放口,符合上述逻辑条件的管段即全部为断头管段;
步骤S60.以节点为检查对象,若该节点属性为污水,且与该节点相连的管段之一属性为雨水,或该节点属性为雨水,且与该节点相连的管段之一属性为污水,符合上述逻辑条件的节点即全部为雨污混接节点;
步骤S70.以节点为检查对象,若该节点属性为排放口,且与该节点相连的管段属性为污水或合流,符合上述逻辑条件的节点即全部为直排口节点。
进一步作为本发明技术方案的改进,还包括以下步骤:
步骤S80.以S10选中的节点为检查对象,若该节点下游管段连接数量>1,且下游管段其中之一满足:该节点下游管段上游管底标高H1(m)-该节点上游管段下游管底标高H2(m)<0.3,排除符合上述逻辑条件的节点,剩余节点即全部为错位节点;
步骤S90.以S30选中的节点为检查对象,若该节点下游管段连接数量>1,且下游管段其中之一满足:该节点上游管段管径Φ1(mm)-该节点下游管段管径管径Φ2(mm)<300,排除符合上述逻辑条件的节点,剩余节点即全部为大管接小管节点。
进一步作为本发明技术方案的改进,需根据所用模型平台编写对应结构化查询语言(Structured Query Language)。
进一步作为本发明技术方案的改进,上述模型分析方法确定的排水管网拓补结构问题,需现场勘查复核。
本发明的有益效果:如何从海量的排水数据中准确、快速、批量地甄别问题数据,从而保证排水数据的真实性与准确性,是保证排水信息化相关工作顺利开展的关键。本发明提供一种检查排水管网拓补结构关系的模型分析方法,借助模型平台,利用标准化的逻辑条件,对排水管网拓补结构问题进行准确、快速、批量的甄别,有效保证排水数据的真实性与准确性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1是错位节点查询SQL及错位节点示意图;
图2是逆坡管段查询SQL及逆坡管段示意图;
图3是大管接小管节点查询SQL及大管接小管节点示意图;
图4是露出地面管段查询SQL及露出地面管段示意图;
图5是断头管段查询SQL及断头管段示意图;
图6是雨污混接节点查询SQL及雨污混接节点示意图;
图7是直排口节点查询SQL及直排口节点示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明:
如图1所示,根据步骤S10,基于模型平台编写SQL:select nodes where ds_links.us_invert - us_links.ds_invert≥0.3,查找出一处错位节点,经现场勘察复核,数据准确,该节点存在错位问题。
如图2所示,根据步骤S20,基于模型平台编写SQL:select conduits where (ds_invert - us_invert)/conduit_length≥0.01 and ds_invert - us_invert≥0.15,查找出一处逆坡管段,经现场勘察复核,数据准确,该管段存在逆坡问题。
如图3所示,根据步骤S30,基于模型平台编写SQL:select nodes where us_links.conduit_width - ds_links.conduit_width≥300,查找出一处大管接小管节点,经现场勘察复核,数据准确,该节点存在大管接小管问题。
如图4所示,根据步骤S40,基于模型平台编写SQL:select conduits where us_invert + conduit_height > us_node.ground_level or ds_invert + conduit_height>ds_node.ground_level,查找出一处露出地面管段,经现场勘察复核,数据错位,重测数据进行更新。
如图5所示,根据步骤S50,基于模型平台编写SQL:select conduits where ds_node.node_type<>"outfall",查找出一处断头管段,经现场勘察复核,数据准确,该管段存在断头问题。
如图6所示,根据步骤S60,基于模型平台编写SQL:select nodes where system_type = "foul" and us_links.system_type = "storm"; select nodes where system_type = "foul" and ds_links.system_type = "storm"; select nodes where system_type = "storm" and us_links.system_type = "foul"; select nodes where system_type = "storm" and ds_links.system_type = "foul",查找出一处雨污混接节点,经现场勘察复核,数据准确,该节点存在雨污混接问题。
如图7所示,根据步骤S70,基于模型平台编写SQL:select nodes where node_type = "outfall" and us_links.system_type = "foul"; select nodes where node_type = "outfall" and us_links.system_type = "combined" ,查找出一处直排口节点,经现场勘察复核,数据准确,该节点存在直排问题。

Claims (9)

1.一种检查排水管网拓补结构关系的模型分析方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S10.以节点为检查对象,根据该节点相连的上下游底标竖直高度差判断出所有错位节点;
步骤S20.以管段为检查对象,根据水管与水平面间夹角和上下游底标竖直高度差,判断出所有的逆坡管段;
步骤S30.以节点为检查对象,根据该节点相连的上游管段管径与该节点相连的下游管段管径管径的大小比较,判断大管接小管节点;
步骤S40.以管段为检查对象,根据水管上游管段重心位置与地面标高的比较,或该管段下游管段重心与该管段下游节点地面标高的比较,确定出露出地面管段;
步骤S50.以管段为检查对象,根据排口性质判断出断头管段;
步骤S60-S70.以节点为检查对象,根据管段和节点属性判断雨污混接节点和直排口节点。
2.根据权利要求1所述的一种检查排水管网拓补结构关系的模型分析方法,其特征在于,包括以下具体步骤:
步骤S10.以节点为检查对象,若与该节点相连的下游管段上游管底标高H1(m)-与该节点相连的上游管段下游管底标高H2(m)≥0.3,符合上述步骤S10逻辑条件的节点即包含所有错位节点;
步骤S20.以管段为检查对象,若(该管段下游管底标高H3(m)-该管段上游底标高H4(m))÷该管段管长(m)≥0.01,且该管段下游管底标高H3(m)-该管段上游底标高H4(m)≥0.15,符合上述步骤S20逻辑条件的管段即全部为逆坡管段;
步骤S30.以节点为检查对象,若与该节点相连的上游管段管径Φ1(mm)-与该节点相连的下游管段管径管径Φ2(mm)≥300,符合上述步骤S30逻辑条件的节点即包含所有大管接小管节点;
步骤S40.以管段为检查对象,若该管段上游管底标高H5(m)+该管段管径Φ3(m)>该管段上游节点地面标高(m),或该管段下游管底标高H6(m)+该管段管径Φ4(m)>该管段下游节点地面标高(m),符合上述步骤S40逻辑条件的管段即全部为露出地面管段;
步骤S50.以管段为检查对象,若该管段最终下游出口非排放口,符合上述步骤S50逻辑条件的管段即全部为断头管段;
步骤S60.以节点为检查对象,若该节点属性为污水,且与该节点相连的管段之一属性为雨水,或该节点属性为雨水,且与该节点相连的管段之一属性为污水,符合上述步骤S60逻辑条件的节点即全部为雨污混接节点;
步骤S70.以节点为检查对象,若该节点属性为排放口,且与该节点相连的管段属性为污水或合流,符合上述步骤S70逻辑条件的节点即全部为直排口节点。
3.根据权利要求2所述的一种检查排水管网拓补结构关系的模型分析方法,其特征在于,还包括以下步骤:
步骤S80.以S10选中的节点为检查对象,若该节点下游管段连接数量>1,且下游管段其中之一满足:该节点下游管段上游管底标高H1(m)-该节点上游管段下游管底标高H2(m)<0.3,排除符合上述逻辑条件的节点,剩余节点即全部为错位节点;
步骤S90.以S30选中的节点为检查对象,若该节点下游管段连接数量>1,且下游管段其中之一满足:该节点上游管段管径Φ1(mm)-该节点下游管段管径管径Φ2(mm)<300,排除符合上述逻辑条件的节点,剩余节点即全部为大管接小管节点。
4.根据权利要求1-3之任一所述的一种检查排水管网拓补结构关系的模型分析方法,其特征在于:需根据所用模型平台编写对应结构化查询语言(Structured QueryLanguage,下简称SQL)。
5.根据权利要求1-3之任一所述的一种检查排水管网拓补结构关系的模型分析方法,其特征在于:上述模型分析方法确定的排水管网拓补结构问题,需现场勘察复核。
6.根据权利要求1之所述的一种检查排水管网拓补结构关系的模型分析方法,其特征在于:为保证维修维护的优先级,步骤的次序可基于地域特性进行调整。
7.一种计算机可读性存储介质,其存储有计算机程序:
步骤S10.以节点为检查对象,根据该节点相连的上下游底标竖直高度差判断出所有错位节点;
步骤S20.以管段为检查对象,根据水管与水平面间夹角和上下游底标竖直高度差,判断出所有的逆坡管段;
步骤S30.以节点为检查对象,根据该节点相连的上游管段管径与该节点相连的下游管段管径管径的大小比较,判断大管接小管节点;
步骤S40.以管段为检查对象,根据水管上游管段重心位置与地面标高的比较,或该管段下游管段重心与该管段下游节点地面标高的比较,确定出露出地面管段;
步骤S50.以管段为检查对象,根据排口性质判断出断头管段;
步骤S60-70.以节点为检查对象,根据管段和节点属性判断雨污混接节点和直排口节点。
8.根据权利要求7所述的一种计算机可读性存储介质,其特征在于,还包括以下具体程序:
步骤S10.以节点为检查对象,若与该节点相连的下游管段上游管底标高H1(m)-与该节点相连的上游管段下游管底标高H2(m)≥0.3,符合上述步骤S10逻辑条件的节点即包含所有错位节点;
步骤S20.以管段为检查对象,若(该管段下游管底标高H3(m)-该管段上游底标高H4(m))÷该管段管长(m)≥0.01,且该管段下游管底标高H3(m)-该管段上游底标高H4(m)≥0.15,符合上述步骤S20逻辑条件的管段即全部为逆坡管段;
步骤S30.以节点为检查对象,若与该节点相连的上游管段管径Φ1(mm)-与该节点相连的下游管段管径管径Φ2(mm)≥300,符合上述步骤S30逻辑条件的节点即包含所有大管接小管节点;
步骤S40.以管段为检查对象,若该管段上游管底标高H5(m)+该管段管径Φ3(m)>该管段上游节点地面标高(m),或该管段下游管底标高H6(m)+该管段管径Φ4(m)>该管段下游节点地面标高(m),符合上述步骤S40逻辑条件的管段即全部为露出地面管段;
步骤S50.以管段为检查对象,若该管段最终下游出口非排放口,符合上述步骤S50逻辑条件的管段即全部为断头管段;
步骤S60.以节点为检查对象,若该节点属性为污水,且与该节点相连的管段之一属性为雨水,或该节点属性为雨水,且与该节点相连的管段之一属性为污水,符合上述步骤S60逻辑条件的节点即全部为雨污混接节点;
步骤S70.以节点为检查对象,若该节点属性为排放口,且与该节点相连的管段属性为污水或合流,符合上述步骤S70逻辑条件的节点即全部为直排口节点。
9.根据权利要求8所述的一种计算机可读性存储介质,其特征在于,还包括以下具体程序:
步骤S80.以S10选中的节点为检查对象,若该节点下游管段连接数量>1,且下游管段其中之一满足:该节点下游管段上游管底标高H1(m)-该节点上游管段下游管底标高H2(m)<0.3,排除符合上述步骤S80逻辑条件的节点,剩余节点即全部为错位节点;
步骤S90.以S30选中的节点为检查对象,若该节点下游管段连接数量>1,且下游管段其中之一满足:该节点上游管段管径Φ1(mm)-该节点下游管段管径管径Φ2(mm)<300,排除符合上述步骤S90逻辑条件的节点,剩余节点即全部为大管接小管节点。
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