基于监测点优化的供水管网漏失模拟分析研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cqt19900112
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对于供水行业而言,供水管网漏失是一个长期存在的问题,给供水企业带来巨大的经济损失和水资源浪费。对于如何快速高效准确地定位漏失区域并计算出漏失量的问题进行研究,具有重要的工程意义。本论文针对供水管网系统漏失定位和漏失量计算问题展开研究。本研究利用供水管网系统的动态监测信息建立管网漏失定位数学模型,然后利用智能优化算法求解,定位漏失区域,求出漏失量。依据此研究思路,首先确定获取供水管网系统的动态监测信息的方法。供水管网动态监测信息包括压力信息和流量信息,监测信息的有效性与代表性取决于监测点布置方法的科学性和布置位置的战略性。因此,本研究首先确定供水管网系统监测点优化布置的方法。针对我国城市供水管网系统的现状,利用模糊聚类分析方法建立了一种压力监测点优化布置的方法,这种压力监测点优化布置的方法能够在保留原有压力监测点的基础上增设或者优化压力监测点,充分利用现有资源,避免浪费。同时利用影响度分析法建立了一种流量监测点优化布置的方法,在传统的影响度分析方法的基础上引入了管段漏失贡献系数这一参数,使得对于管段影响度的计算结果更加符合实际情况,从而让流量监测点能更好地监测管网的健康状况。在压力监测点与流量监测点优化布置的基础上,利用压力和流量监测数据,建立供水系统漏失定位数学模型,采用新型智能优化算法(萤火虫算法)进行漏失定位。利用算例验证该方法的有效性,证实了利用供水管网系统的动态监测信息建立管网漏失定位数学模型并利用萤火虫算法进行求解是可行且可靠的,该方法有较大概率(超过60%)可以准确定位出漏失点位置,是值得在实践中采用的方法。为了能够帮助人们在工程实践中快速判断漏点位置,利用计算机模拟的方法,研究了供水管网漏失发生时的节点压力变化情况和管段流向改变情况,得到了供水管网漏失发生时节点压力变化的规律,以及在极端情况下,管段水流发生流向改变的指导性规律。得到的规律可以为寻找漏点位置提供指导性意见,缩小漏点可能位置的范围,在实际工程中帮助人们积累寻找漏点的经验。本研究所建立的监测点优化的方法能够指导工程实践中的监测点布设,从而能更有效地提供全面的管网动态参数信息;利用监测信息建立的管网漏失定位模型和采用的萤火虫算法能够计算确定漏失区域位置和漏失量,对于供水管网漏失定位工程问题的解决具有重要意义。
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