CN110795810A - 一种在线水力模型生成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在线水力模型生成方法，包括如下步骤：建立管网拓扑结构，获取管道网路的管网拓扑结构，得到节点坐标和高程，以及管道本身参数；建立泵站，在所述管网拓扑结构中相应节点中安装水泵，并获取节点中水泵的参数；编号，对管网中的管道和节点依次进行编号，利用无向图表达管网中节点和管段的连接关系及节点信息，形成基准图；模块化设计，将基准图分割成多个模块，每一个模块均包括若干个管道和泵站，并对分割后的模块进行编号，编号后的模块形成基准模块，将基准模块进行导出；模型校核，通过SCADA系统实现对模型中流量和压力的监测。
Description
技术领域
本发明涉及一种模型的建构方法，具体涉及一种在线水力模型生成方法。
背景技术
随着经济的飞速发展，城市每年也在不断扩大，供管道网一定时间都会由于扩建而变化，各个管段的监管难度不断变大，由于水力模型与实际管道网有一定的偏差，这会导致水力模型难以应用到实现到管道网中，但是重新建模有需要花费较多的时间，因此，如果能够建立一种能够实时更新的水力模型，就会减少大量重复的工作。同时现有的水力模型在生成后，与实际的数据在偏差较大的时候，很难将数据调整到和实际一致。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型在线水力模型生成方法，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种在线水力模型生成方法，使其能够实现模块化功能，能够更加快速实现对数据的调整。
本发明的技术方案如下：
一种在线水力模型生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
建立管网拓扑结构，获取管道网路的管网拓扑结构，得到节点坐标和高程，以及管道本身参数；
建立泵站，在所述管网拓扑结构相应点中安装水泵，并获取个节点中水泵的参数；
编号，对管网中的管道和节点依次进行编号，利用无向图表达管网中节点和管段的连接关系及节点信息，形成基准图；
模块化设计，将基准图分割成多个模块，每一个模块均包括若干个管道和泵站，并对分割后的模块进行编号，编号后的模块形成基准模块，将基准模块进行导出；
模型校核，通过SCADA系统实现对模型中流量和压力的监测。
进一步的，所述模块化设计中，具体编号方法为：
在建立的基准图上，做出一个覆盖基准图的最小正方形框；
将正方形框分隔成多个均等的小正方形框；
每一个覆盖的小正方形框中记录为一个基准模块，若同一根管道经过多个正方形框，则其位于多个小正方形框中长度最长的那个小正方形框为其基准模块，该基准模块中的管道和水泵记录为该基准模块中的管道和水泵，并对各基准模块中的管道和水泵进行编号处理。
进一步的，所述模型校核的方法具体为，通过SCADA系统对监控的流量和压力和实际监测到的流量和压力进行比较后调节模型内管道的参数。
进一步的，所述获取管道网路的管网拓扑结构具体为根据管道GIS数据或根据管道CAD设计数据建立。
进一步的，所述管道本身参数包括管道管径、管道长度、管道粗糙度系数。
进一步的，还包括模型修正，通过实际监测到的流量和压力与SCADA系统中的数据进行比较，分析出差异后，对模型中的管路管道粗糙度系数进行调整。
进一步的，所述管道管径数据直径根据管道的本身参数进行物理测量得到，所述管道长度数据直接根据管道的本身参数进行物理测量的得到，所述管道粗糙度系数是根据水流的雷诺数和管道的相对粗糙度计算得到。
进一步的，所述比较的具体方法为，随机选取10％数量的基准模块，对选取的基准模块中的管道的粗糙度系数进行调整，观察模型中流量的相对变化量，并与该相对变化量比较，直至相对变化量也调整为10％，则认为调整的管道的粗糙度系数为正确；继续尝试调整更多百分比数量的基准模块，不断修正管道的粗糙度系数，直至选取所有有基准模块的数量进行调整。
进一步的，在调整10％基准数量和相对变化量比较一致后，可以直接调整所有基准模块中的管道的粗糙度系数，若调整后的相对变化量和通过SCADA系统对监测的流量和压力和实际监测到的流量和压力进行比较后调节模型内管道的参数变化一致，可直接完成数据调整。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
(1)本发明方法将水力模型图中分割成了多个基准模块，在后续需要新增管道或管路的时候只需要在基准模块中进行操作，能够方便后续工作，无需重新建立模型；
(2)本发明方法在模型校核的时候，通过基准模块进行操作，能够尽最大可能节省校核的时间。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并详细说明如后。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
一种在线水力模型生成方法，包括如下步骤：
建立管网拓扑结构，获取管道网路的管网拓扑结构，得到节点坐标和高程，以及管道本身参数；
建立泵站，在所述管网拓扑结构中各节点中安装水泵，并获取个节点中水泵的参数；
编号，对管网中的管道和节点依次进行编号，利用无向图表达管网中节点和管段的连接关系及节点信息，形成基准图；
模块化设计，将基准图分割成多个模块，每一个模块均包括若干个管道和泵站，并对分割后的模块进行编号，编号后的模块形成基准模块，将基准模块进行导出；
模型校核，通过SCADA系统实现对模型中流量和压力的监测。
-所述模块化设计中，具体编号方法为：
在建立的基准图上，做出一个覆盖基准图的最小正方形框；
将正方形框分隔成多个均等的小正方形框；
每一个覆盖的小正方形框中记录为一个基准模块，若同一根管道经过多个正方形框，则其位于多个小正方形框中长度最长的那个小正方形框为其基准模块，该基准模块中的管道和水泵记录为该基准模块中的水管道和水泵，并对各基准模块中的管道和水泵进行编号处理。
-所述模型校核的方法具体为，通过SCADA系统对监控的流量和压力和实际监测到的流量和压力进行比较后调节模型内管道的参数。所述比较的具体方法为，随机选取10％数量的基准模块，对选取的基准模块中的管道的摩擦系数粗糙度系数进行调整，观察模型中流量的相对变化量，并与该相对变化量比较，直至相对变化量也调整为10％，则认为调整的管道粗糙度洗漱粗糙度系数为正确；继续尝试调整更多百分比数量的基准模块，不断修正管道粗糙度洗漱粗糙度系数，直至选取所有有基准模块的数量进行调整。在调整10％基准数量和相对变化量比较一直后，可以直接调整所有基准模块中的管道粗糙度系数，若调整后的相对变化量和通过SCADA系统对监控的流量和压力和实际监测到的流量和压力进行比较后调节模型内管道的参数变化一致，可直接完成数据调整。
-所述获取管道网路的管网拓扑结构具体为根据管道GIS数据或根据管道CAD设计数据建立。
-所述管道本身参数包括管道管径、管道长度、管道粗糙度洗漱。还包括模型修正，通过实际监测到的流量和压力与SCADA系统中的数据进行比较，分析出差异后，对模型中的管路管道粗糙度洗漱进行调整。所述管道管径数据直径根据管道的本身参数进行物理测量得到，所述管道长度数据直接根据管道的本身参数进行物理测量的阿斗，所述管道粗糙度洗漱是根据水流的雷诺数和管道的相对粗糙度计算得到。
本发明至少具有以下优点：
(1)本发明方法将水力模型图中分割成了多个基准模块，在后续需要新增管道或管路的时候只需要在基准模块中进行操作，能够方便后续工作，无需重新建立模型；
(2)本发明方法在模型校核的时候，通过基准模块进行操作，能够尽最大可能节省校核的时间。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种在线水力模型生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
建立管网拓扑结构，获取管道网路的管网拓扑结构，得到节点坐标和高程，以及管道本身参数；
建立泵站，在所述管网拓扑结构相应点中安装水泵，并获取个节点中水泵的参数；
编号，对管网中的管道和节点依次进行编号，利用无向图表达管网中节点和管段的连接关系及节点信息，形成基准图；
模块化设计，将基准图分割成多个模块，每一个模块均包括若干个管道和泵站，并对分割后的模块进行编号，编号后的模块形成基准模块，将基准模块进行导出；
模型校核，通过SCADA系统实现对模型中流量和压力的监测。
2.根据权利要求1所述的一种在线水力模型生成方法，其特征在于，所述模块化设计中，具体编号方法为：
在建立的基准图上，做出一个覆盖基准图的最小正方形框；
将正方形框分隔成多个均等的小正方形框；
每一个覆盖的小正方形框中记录为一个基准模块，若同一根管道经过多个正方形框，则其位于多个小正方形框中长度最长的那个小正方形框为其基准模块，该基准模块中的管道和水泵记录为该基准模块中的管道和水泵，并对各基准模块中的管道和水泵进行编号处理。
3.根据权利要求2所述的一种在线水力模型生成方法，其特征在于：所述模型校核的方法具体为，通过SCADA系统对监控的流量和压力和实际监测到的流量和压力进行比较后调节模型内管道的参数。
4.根据权利要求1所述的一种在线水力模型生成方法，其特征在于：所述获取管道网路的管网拓扑结构具体为根据管道GIS数据或根据管道CAD设计数据建立。
5.根据权利要求1所述的一种在线水力模型生成方法，其特征在于：所述管道本身参数包括管道管径、管道长度、管道粗糙度系数。
6.根据权利要求5所述的一种在线水力模型生成方法，其特征在于：还包括模型修正，通过实际监测到的流量和压力与SCADA系统中的数据进行比较，分析出差异后，对模型中的管路管道粗糙度系数进行调整。
7.根据权利要求5所述的一种在线水力模型生成方法，其特征在于：所述管道管径数据直径根据管道的本身参数进行物理测量得到，所述管道长度数据直接根据管道的本身参数进行物理测量的得到，所述管道粗糙度系数是根据水流的雷诺数和管道的相对粗糙度计算得到。
8.根据权利要求3所述的一种在线水力模型生成方法，其特征在于：所述比较的具体方法为，随机选取10％数量的基准模块，对选取的基准模块中的管道的粗糙度系数进行调整，观察模型中流量的相对变化量，并与该相对变化量比较，直至相对变化量也调整为10％，则认为调整的管道的粗糙度系数为正确；继续尝试调整更多百分比数量的基准模块，不断修正管道的粗糙度系数，直至选取所有有基准模块的数量进行调整。
9.根据权利要求8所述的一种在线水力模型生成方法，其特征在于：在调整10％基准数量和相对变化量比较一致后，可以直接调整所有基准模块中的管道的粗糙度系数，若调整后的相对变化量和通过SCADA系统对监测的流量和压力和实际监测到的流量和压力进行比较后调节模型内管道的参数变化一致，可直接完成数据调整。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111536423A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-14 | 苏州智品信息科技有限公司 | 一种基于粒子群算法的爆管定位方法 |
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| CN101004752A (zh) * | 2006-12-26 | 2007-07-25 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 电力系统多区域网络模型拼接方法 |
| CN105221933A (zh) * | 2015-08-24 | 2016-01-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种结合阻力辨识的管网泄漏检测方法 |
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