CN112270635B - 一种面向市政管网关阀的分析方法及装置 - Google Patents

一种面向市政管网关阀的分析方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种面向市政管网关阀的分析方法及装置，其方法包括：获取待关闭阀门的状态信息及所在资源中心的节点信息；根据所述资源中心的节点信息确定其关联的资源中心及其管道信息；根据所述资源中心和管道信息确定与待关闭阀门有连通关系的关联阀门、管道、用户，遍历所述关联阀门、管道、用户以构建关联阀门的连通子图u1；以所述资源中心为起始顶点，将待关闭的阀门设置为禁止访问顶点，沿所述起始顶点的边遍历所有未访问过的顶点，构建连通图u2；求解u2与u1的差集以得到受影响的管网节点与管道，并确定受阀门关闭影响用户的范围。本发明根据关阀的位置，运用深度优先遍历方法，通过分析阀门所在连通子图以及关阀后新的连通子图，并通过对比前后结果的差异性确定受影响用户以及范围。

Description

一种面向市政管网关阀的分析方法及装置
技术领域
本发明涉及市政管网领域，涉及一种面向市政管网关阀的分析方法及装置。
背景技术
随着社会的城市化和现代化，作为城市基础设施的重要组成部分，城市地下管线的规模也逐渐扩大。同时地下管线事故频发严重影响人们的日常生活，造成了极大的资源浪费。管网爆管后的应急抢修需要对管网进行关阀操作，因此快速确定由于关阀产生的停水、停气区域以及时通知用户在实际场景中有很高的需求。
实际业务中通过人工确定由于关阀造成的停供区域比较困难，同时在关阀影响区域分析上也没有考虑到实际业务场景中复杂的数据情况。这些方法在精度上有一定的保障，但在很难有实用效益。
实际业务场景中，市政管网可能由于手工录入误差或者管网本身布局表现出多个连通图，同时市政管网也存在多种资源中心(水源、气源等)。
发明内容
本发明针对现有人工确定由于关阀造成的停供区域时间长、精度低技术问题，提供一种面向市政管网关阀的分析方法及装置。
在发明的第一方面，提供了一种面向市政管网关阀的分析方法，包括如下步骤：获取待关闭阀门的状态信息及所在资源中心的节点信息；根据所述资源中心的节点信息确定其关联的资源中心及其管道信息；根据所述资源中心和管道信息确定与待关闭阀门有连通关系的关联阀门、管道、用户，遍历所述关联阀门、管道、用户以构建关联阀门的连通子图u1；以所述资源中心为起始顶点，将待关闭的阀门设置为禁止访问顶点，沿所述起始顶点的边遍历所有未访问过的顶点，构建连通图u2；求解u2与u1的差集以得到受影响的管网节点与管道，并确定受阀门关闭影响用户的范围。
在本发明的一些实施例中，所述资源中心包括水源、气源。
进一步的，所述资源中心信息包括阀门所在图层编号、阀门编号、资源中心节点编号。
为确定所有关联的节点，在本发明的一些实施例中，所述根据所述资源中心和管道信息确定与待关闭阀门有连通关系的关联阀门、管道、用户，遍历所述关联阀门、管道、用户以构建关联阀门的连通子图u1包括如下步骤：以输入阀门点作为起点，对与输入阀门有连通关系的上下游进行搜索；将未被访问过的任一顶点作为起始顶点，沿所述起始顶点的边搜索未访问过的相邻顶点：若不存在未访问的顶点时，则返回到上一个顶点，继续搜索直至所有的顶点都被访问；根据所有访问过的顶点和边构建连通子图u1。
为确定所有可能受关阀影响的节点，在本发明的一些实施例中，所以所述资源中心为起始顶点，将待关闭的阀门设置为禁止访问顶点，沿所述起始顶点的边遍历所有未访问过的顶点，构建连通图u2包括如下步骤：以所述资源中心为起始顶点，将待关闭的阀门设置为禁止访问顶点，沿所述起始顶点的边遍历所有未访问过的顶点，构建连通图u2：若不存在未访问的顶点时，则返回到上一个顶点，继续搜索直至所有的顶点都被访问；根据所有访问过的顶点和边构建连通子图u2。
为了确定关闭阀门的故障，在本发明的一些实施例中，还包括根据所述节点之间的距离、管道的口径分别确定节点之间的边长以及阀门的压力。
在发明的第二方面，提供了一种面向市政管网关阀的分析装置，包括获取模块、第一确定模块、第二确定模块、构建模块、计算模块，所述获取模块，用于获取待关闭阀门的状态信息及所在资源中心的节点信息；第一确定模块，用于根据所述资源中心的节点信息确定其关联的资源中心及其管道信息；第二确定模块，用于根据所述资源中心和管道信息确定与待关闭阀门有连通关系的关联阀门、管道、用户，遍历所述关联阀门、管道、用户以构建关联阀门的连通子图u1；构建模块，用于以所述资源中心为起始顶点，将待关闭的阀门设置为禁止访问顶点，沿所述起始顶点的边遍历所有未访问过的顶点，构建连通图u2；计算模块，用于求解u2与u1的差集以得到受影响的管网节点与管道，并确定受阀门关闭影响用户的范围。
进一步的，所述计算模块根据节点之间的距离、管道的口径分别确定节点之间的边长以及阀门的压力，并根据预设的阀门参考值和故障信息判断所述待关闭阀门的故障。
第三方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现第一方面所述的方法。
第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。
本发明的有益效果是：
1.本发明根据关阀的位置，运用深度优先遍历方法，通过分析阀门所在连通子图以及关阀后新的连通子图，并通过对比前后结果的差异性找到受影响用户以及范围。
2.通过遍历关闭阀门的所在资源中心的关联节点和关闭阀门的关联节点构建连通子图u1和连通子图u2，以直观的方式呈现受关闭阀门影响的用户以及范围；通过计算机能实现自动化、快速、准确地确定影响范围。
附图说明
图1为本发明的一些实施例中的面向市政管网关阀的分析方法的基本流程图；
图2为本发明的一些实施例中的面向市政管网关阀的分析方法的节点遍历顺序示意图；
图3为本发明的一些实施例中面向市政管网关阀的分析方法的结果示意图；
图4为本发明的一些实施例中的面向市政管网关阀的分析装置的基本结构图；
图5为本发明的一些实施例中的电子设备的基本结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
参考图1，一种面向市政管网关阀的分析方法，包括如下步骤：S101.获取待关闭阀门的状态信息及所在资源中心的节点信息；S102.根据所述资源中心的节点信息确定其关联的资源中心及其管道信息；S103.根据所述资源中心和管道信息确定与待关闭阀门有连通关系的关联阀门、管道、用户，遍历所述关联阀门、管道、用户以构建关联阀门的连通子图u1；S104.以所述资源中心为起始顶点，将待关闭的阀门设置为禁止访问顶点，沿所述起始顶点的边遍历所有未访问过的顶点，构建连通图u2；S105.求解u2与u1的差集以得到受影响的管网节点与管道，并确定受阀门关闭影响用户的范围。
可以理解，由于市政管道通常还包括污水处理管道、天然气管道等以液相或气相为传输介质的管道，因此，所述资源中心包括水源、气源，即上述分析方法可用于市政水源、气源的关阀分析。
进一步的，所述资源中心信息包括阀门所在图层编号、阀门编号、资源中心节点编号。需要说明的是，不同市政管网模型的图层编号、阀门编号、资源中心节点编号可能名称、表示均有不同，因此处本发明的阀门所在图层编号、阀门编号、资源中心节点编号应理解为能指代或能获取到阀门所在管道、资源中心的关联信息。
参考图2，为确定所有关联的节点，在本发明的一些实施例的步骤S103中，所述根据所述资源中心和管道信息确定与待关闭阀门有连通关系的关联阀门、管道、用户，遍历所述关联阀门、管道、用户以构建关联阀门的连通子图u1包括如下步骤：以输入阀门点作为起点，对与输入阀门有连通关系的上下游进行搜索；将未被访问过的任一顶点作为起始顶点，沿所述起始顶点的边搜索未访问过的相邻顶点：若不存在未访问的顶点时，则返回到上一个顶点，继续搜索直至所有的顶点都被访问；根据所有访问过的顶点和边构建连通子图u1。
参考图2与图3，为确定所有可能受关阀影响的节点，在本发明的一些实施例的步骤S104中，所述资源中心为起始顶点，将待关闭的阀门设置为禁止访问顶点，沿所述起始顶点的边遍历所有未访问过的顶点，构建连通图u2包括如下步骤：以所述资源中心为起始顶点，将待关闭的阀门设置为禁止访问顶点，沿所述起始顶点的边遍历所有未访问过的顶点，构建连通图u2：若不存在未访问的顶点时，则返回到上一个顶点，继续搜索直至所有的顶点都被访问；根据所有访问过的顶点和边构建连通子图u2。
具体地，以某小区管网为例，共有资源中心2个，阀门6个，用户12个，假设所需关阀点为阀门4和阀门16，则关阀影响的分析方法如下：
S1011、确定关阀点，输入关阀点所在图层编号以及阀门编号，“阀门4图层编号:阀门4编号；阀门16图层编号:阀门16编号”；S1021、遍历所有资源类节点所在图层，得到所有资源类节点的eid；
S1031、运用深度优先遍历方法，以所有阀门点作为起点进行上下游搜索，得到阀门所在连通子图u1，包含子图内所有节点和边；
S1041、分析上下游搜索结果中包含的资源类节点，得到可能受影响的资源类节点集合；
S1042、设置需要关阀的阀门节点4和16为障碍，并以可能受影响的水源节点作为起点进行上下游搜索，得到新的连通子图u2；
S1051、求u2和u1的差集，得到受影响的管网节点以及管段，最后得到受影响用户为14、15、17、18、19、20以及范围如图3中虚线范围内。
可以理解，上述节点应包括资源中心、阀门、用户，节点之间的边用来表征上述任意两者之间的管道；为了确定关闭阀门的故障，在本发明的一些实施例中，还包括根据所述节点之间的距离、管道的口径分别确定节点之间的边长以及阀门的压力。
参考图4，第二方面，本发明提供了一种面向市政管网关阀的分析装置1，包括获取模块11、第一确定模块12、第二确定模块13、构建模块14、计算模块15，所述获取模块11，用于获取待关闭阀门的状态信息及所在资源中心的节点信息；第一确定模块12，用于根据所述资源中心的节点信息确定其关联的资源中心及其管道信息；第二确定模块13，用于根据所述资源中心和管道信息确定与待关闭阀门有连通关系的关联阀门、管道、用户，遍历所述关联阀门、管道、用户以构建关联阀门的连通子图u1；构建模块14，用于以所述资源中心为起始顶点，将待关闭的阀门设置为禁止访问顶点，沿所述起始顶点的边遍历所有未访问过的顶点，构建连通图u2；计算模块15，用于求解u2与u1的差集以得到受影响的管网节点与管道，并确定受阀门关闭影响用户的范围。
进一步的，所述计算模块15根据所述节点之间的距离、管道的口径分别确定节点之间的边长以及阀门的压力，并根据预设的阀门参考值和故障信息判断所述待关闭阀门的故障。
参考图5，电子设备500可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储装置508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中，还存储有电子设备500操作所需的各种程序和数据。处理装置501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。
通常以下装置可以连接至I/O接口505：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置506；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置507；包括例如硬盘等的存储装置508；以及通信装置509。通信装置509可以允许电子设备500与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图5示出了具有各种装置的电子设备500，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。图5中示出的每个方框可以代表一个装置，也可以根据需要代表多个装置。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置509从网络上被下载和安装，或者从存储装置508被安装，或者从ROM502被安装。在该计算机程序被处理装置501执行时，执行本公开的实施例的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本公开的实施例所描述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开的实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开的实施例中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个计算机程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的实施例的操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++、Python，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种面向市政管网关阀的分析方法,其特征在于，包括如下步骤：
获取待关闭阀门的状态信息及所在资源中心的节点信息；所述资源中心包括水源或气源；
根据所述资源中心的节点信息确定其关联的资源中心及其管道信息；
根据所述资源中心和管道信息确定与待关闭阀门有连通关系的关联阀门、管道、用户，遍历所述关联阀门、管道、用户以构建关联阀门的连通子图u 1:以输入阀门点作为起点，对与输入阀门有连通关系的上下游进行搜索；将未被访问过的任一顶点作为起始顶点，沿所述起始顶点的边搜索未访问过的相邻顶点：若不存在未访问的顶点时，则返回到上一个顶点，继续搜索直至所有的顶点都被访问；根据所有访问过的顶点和边构建连通子图u 1；
以所述资源中心为起始顶点，将待关闭的阀门设置为禁止访问顶点，沿所述起始顶点的边遍历所有未访问过的顶点，构建连通图u 2 ，其具体步骤包括：以所述资源中心为起始顶点，将待关闭的阀门设置为禁止访问顶点，沿所述起始顶点的边遍历所有未访问过的顶点：若不存在未访问的顶点时，则返回到上一个顶点，继续搜索直至所有的顶点都被访问；根据所有访问过的顶点和边构建连通子图u 2 ；
求解u 2 与u 1的差集以得到受影响的管网节点与管道，并确定受阀门关闭影响用户的范围。
2.一种面向市政管网关阀的分析装置，其特征在于，包括获取模块、第一确定模块、第二确定模块、构建模块、计算模块，
所述获取模块，用于获取待关闭阀门的状态信息及所在资源中心的节点信息；所述资源中心包括水源或气源；
第一确定模块，用于根据所述资源中心的节点信息确定其关联的资源中心及其管道信息；
第二确定模块，用于根据所述资源中心和管道信息确定与待关闭阀门有连通关系的关联阀门、管道、用户，遍历所述关联阀门、管道、用户以构建关联阀门的连通子图u 1:以输入阀门点作为起点，对与输入阀门有连通关系的上下游进行搜索；将未被访问过的任一顶点作为起始顶点，沿所述起始顶点的边搜索未访问过的相邻顶点：若不存在未访问的顶点时，则返回到上一个顶点，继续搜索直至所有的顶点都被访问；根据所有访问过的顶点和边构建连通子图u 1；
构建模块，用于以所述资源中心为起始顶点，将待关闭的阀门设置为禁止访问顶点，沿所述起始顶点的边遍历所有未访问过的顶点，构建连通图u2，其具体步骤包括：以所述资源中心为起始顶点，将待关闭的阀门设置为禁止访问顶点，沿所述起始顶点的边遍历所有未访问过的顶点：若不存在未访问的顶点时，则返回到上一个顶点，继续搜索直至所有的顶点都被访问；根据所有访问过的顶点和边构建连通子图u 2 ；
计算模块，用于求解u 2 与u 1的差集以得到受影响的管网节点与管道，并确定受阀门关闭影响用户的范围。
3.根据权利要求2所述的面向市政管网关阀的分析装置，其特征在于，所述计算模块根据节点之间的距离、管道的口径分别确定节点之间的边长以及阀门的压力，并根据预设的阀门参考值和故障信息判断所述待关闭阀门的故障。
4.一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1所述的方法。
5.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1所述的方法。
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王俊等.供水管网多事故关阀方案分析.《舰船电子工程》.2009,(第07期), *
胡新玲等.基于GIS的供水管网爆管分析的算法.《给水排水》.2007,(第11期), *

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Denomination of invention: An Analysis Method and Device for Municipal Management Gateway Valves

Effective date of registration: 20230613

Granted publication date: 20220610

Pledgee: Wuhan area branch of Hubei pilot free trade zone of Bank of China Ltd.

Pledgor: WUHAN ZHONGZHI HONGTU TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: Y2023420000231