專利名稱：基于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景校核給水管網(wǎng)用水量和管道粗糙度的序貫法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景校核給水管網(wǎng)用水量和管道粗糙度的序貫法，屬于市政工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
用水量和管道粗糙度是描述給水管網(wǎng)狀態(tài)最重要的基礎(chǔ)參數(shù)，能否更為精確的確定其數(shù)值直接決定了給水管網(wǎng)模型的精度，從而對(duì)給水管網(wǎng)分析至關(guān)重要。目前，校核這兩項(xiàng)參數(shù)的方法大多局限于對(duì)特定時(shí)刻靜態(tài)場(chǎng)景的分析，如高日高時(shí)用水量場(chǎng)景，消防流量場(chǎng)景等。而且，幾乎都采用的是在對(duì)管道粗糙度校核完成后，在不再改變粗糙度的前提下， 校核用水量的方式。雖然近期有研究者提出了校核這兩項(xiàng)參數(shù)的序貫法，即首先依據(jù)一組記錄當(dāng)中的用水量來(lái)校核管網(wǎng)模型的用水量分布，然后在此基礎(chǔ)上校核管道粗糙度，之后保持粗糙度值不變，再次修正用水量，如此循環(huán)往復(fù)，直至滿足預(yù)先制定的終止規(guī)則，但是這種方法同樣只是對(duì)某個(gè)特定靜態(tài)場(chǎng)景進(jìn)行分析，并在必要時(shí)，通過(guò)增加所考慮的靜態(tài)場(chǎng)景的數(shù)量來(lái)達(dá)到多次反復(fù)校核的目的。因此，目前的所有方法都無(wú)法將管網(wǎng)運(yùn)行的連續(xù)狀態(tài)，即動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，作為模型校核的依據(jù)，從而導(dǎo)致很多影響這兩項(xiàng)參數(shù)校核的重要因素?zé)o法確定。例如，給水管網(wǎng)中的某些特定組件(如閥門，水塔，水泵)在狀態(tài)發(fā)生變化前后的過(guò)程中，會(huì)對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生巨大影響，從而也為模型校核提供了重要的依據(jù)。如果無(wú)法將這些有代表性的過(guò)程作為連續(xù)場(chǎng)景進(jìn)行分析，校核的結(jié)果就很難避免其片面性。例如，有些情況下不得不采用犧牲一方面結(jié)果的精度來(lái)提高整體精度的辦法，這其實(shí)是不合理的，是靜態(tài)場(chǎng)景無(wú)法用于充分發(fā)掘管網(wǎng)內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景校核給水管網(wǎng)用水量和管道粗糙度的序貫法。本發(fā)明在基于靜態(tài)場(chǎng)景校核給水管網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)全面選取一系列表征給水管網(wǎng)重要?jiǎng)討B(tài)過(guò)程的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，來(lái)以此為依據(jù)進(jìn)一步進(jìn)行給水管網(wǎng)用水量和管道粗糙度的校核，可以有效提高給水管網(wǎng)水力模型的準(zhǔn)確性和精確性。首先選定一個(gè)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，運(yùn)用序貫法校核這兩項(xiàng)參數(shù)，然后將修正后的管道粗糙度應(yīng)用于另一個(gè)場(chǎng)景；再利用序貫法對(duì)其進(jìn)行二次修正，同時(shí)校核該場(chǎng)景的用水量；如此反復(fù)，直至將所有場(chǎng)景校核完畢，再將經(jīng)多次修正的粗糙度值重新應(yīng)用于第一個(gè)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)對(duì)該場(chǎng)景用水量和粗糙度的再次序貫修正；隨后，再進(jìn)行下一場(chǎng)景的修正，直至所有場(chǎng)景的用水量和管道粗糙度的誤差都低于預(yù)先設(shè)定的最大允許值。可見(jiàn)，本方法不僅參照多場(chǎng)景多次修正了用水量和管道粗糙度值， 很大程度上提高了校核精度；更為重要的是，實(shí)現(xiàn)了對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程的校核，而非僅僅局限于校核管網(wǎng)在孤立的特定時(shí)刻的狀態(tài)。所以，本方法使得管網(wǎng)模型模擬與實(shí)際管網(wǎng)的連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)更為相符，具有非常好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種基于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景校核給水管網(wǎng)用水量和管道粗糙度的序貫法，其特征在于所述方法具體步驟如下(I)選取重要的靜態(tài)場(chǎng)景，如高日高時(shí)場(chǎng)景，消防流量測(cè)試場(chǎng)景等，對(duì)給水管網(wǎng)的用水量分布和粗糙度進(jìn)行初步校核，其中的用水量分布也就是各個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)流量；(2)全面選取一系列能表征給水管網(wǎng)重要?jiǎng)討B(tài)過(guò)程的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景；(3)從動(dòng)態(tài)過(guò)程相對(duì)最為簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景開(kāi)始，用序貫法對(duì)管道粗糙度和該場(chǎng)景整個(gè)時(shí)段的用水量分布進(jìn)行校核，直至所有管道粗糙度以及所有節(jié)點(diǎn)流量的修正值均小于預(yù)先設(shè)定的容限值；(4)選取下一個(gè)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，將該場(chǎng)景中的管道粗糙度更新為步驟(3)所得到的管道粗糙度值；(5)對(duì)步驟(4)選定的場(chǎng)景再次使用序貫法對(duì)管道粗糙度和該場(chǎng)景整個(gè)時(shí)段的用水量分布進(jìn)行校核，直至所有管道粗糙度以及所有節(jié)點(diǎn)流量的修正值均小于預(yù)先設(shè)定的容限值；(6)重復(fù)步驟(4)和步驟(5)直到所有場(chǎng)景都選擇完畢，至此，獲得了該給水管網(wǎng)管道粗糙度的初次校核值，以及所有動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的節(jié)點(diǎn)流量初次校核值；(7)重新選擇步驟(3)的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，將該場(chǎng)景中的管道粗糙度更新為步驟(6)所得到的管道粗糙度初次校核值；(8)對(duì)步驟(3)的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景再次使用序貫法進(jìn)行管道粗糙度和該場(chǎng)景整個(gè)時(shí)段的用水量分布的校核，并將模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的誤差與預(yù)先制定的最大誤差允許值進(jìn)行比較，如果誤差低于該允許值，則選擇下一個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行校核，否則，繼續(xù)進(jìn)行校核或停止校核；(9)依次對(duì)其它的場(chǎng)景進(jìn)行校核，直至所有場(chǎng)景的模型模擬值的誤差均小于最大誤差允許值，且管道粗糙度值完全一致。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)實(shí)現(xiàn)了對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程的校核，而非僅僅局限于校核管網(wǎng)在孤立的特定時(shí)刻的狀態(tài)；(2)避免了由于靜態(tài)場(chǎng)景無(wú)法用于充分發(fā)掘管網(wǎng)內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制而造成的校核結(jié)果的片面性。例如，避免了以往有些情況下不得不采用犧牲一方面結(jié)果的精度來(lái)提高整體精度的辦法；(3)能充分利用SCADA數(shù)據(jù)，校核結(jié)果更為可靠。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一種基于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景校核給水管網(wǎng)用水量和管道粗糙度的序貫法，具體步驟如下(I)選取重要的靜態(tài)場(chǎng)景，如高日高時(shí)場(chǎng)景，消防流量測(cè)試場(chǎng)景等，對(duì)給水管網(wǎng)的用水量分布(即節(jié)點(diǎn)流量)和粗糙度進(jìn)行初步校核；(2)全面選取一系列能表征給水管網(wǎng)重要?jiǎng)討B(tài)過(guò)程的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景；(3)從動(dòng)態(tài)過(guò)程相對(duì)最為簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景開(kāi)始，用序貫法對(duì)管道粗糙度和該場(chǎng)景整個(gè)時(shí)段的用水量分布進(jìn)行校核，直至所有管道粗糙度以及所有節(jié)點(diǎn)流量的修正值均小于預(yù)先設(shè)定的容限值；
(4)選取下一個(gè)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，將該場(chǎng)景中的管道粗糙度更新為步驟(3)所得到的管道粗糙度值；(5)對(duì)步驟(4)選定的場(chǎng)景再次使用序貫法對(duì)管道粗糙度和該場(chǎng)景整個(gè)時(shí)段的用水量分布進(jìn)行校核，直至所有管道粗糙度以及所有節(jié)點(diǎn)流量的修正值均小于預(yù)先設(shè)定的容限值；(6)重復(fù)步驟(4)和步驟(5)直到所有場(chǎng)景都選擇完畢，至此，獲得了該給水管網(wǎng)管道粗糙度的初次校核值，以及所有動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的節(jié)點(diǎn)流量初次校核值；(7)重新選擇步驟(3)的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，將該場(chǎng)景中的管道粗糙度更新為步驟(6)所得到的管道粗糙度初次校核值；(8)對(duì)步驟(3)的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景再次使用序貫法進(jìn)行管道粗糙度和該場(chǎng)景整個(gè)時(shí)段的用水量分布的校核，并將模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的誤差與預(yù)先制定的最大誤差允許值進(jìn)行比較。如果誤差低于該允許值，則選擇下一個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行校核，否則，繼續(xù)進(jìn)行校核或停止校核；(9)依次對(duì)其它的場(chǎng)景進(jìn)行校核，直至所有場(chǎng)景的模型模擬值的誤差均小于最大誤差允許值，且管道粗糙度值完全一致。
權(quán)利要求
1.一種基于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景校核給水管網(wǎng)用水量和管道粗糙度的序貫法，其特征在于所述方法具體步驟如下(1)選取重要的靜態(tài)場(chǎng)景，對(duì)給水管網(wǎng)的用水量分布和粗糙度進(jìn)行初步校核，其中的用水量分布也就是節(jié)點(diǎn)流量；(2)全面選取一系列能表征給水管網(wǎng)重要?jiǎng)討B(tài)過(guò)程的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景；(3)從動(dòng)態(tài)過(guò)程相對(duì)最為簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景開(kāi)始，用序貫法對(duì)管道粗糙度和該場(chǎng)景整個(gè)時(shí)段的用水量分布進(jìn)行校核，直至所有管道粗糙度以及所有節(jié)點(diǎn)流量的修正值均小于預(yù)先設(shè)定的容限值；(4)選取下一個(gè)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，將該場(chǎng)景中的管道粗糙度更新為步驟(3)所得到的管道粗糙度值；(5)對(duì)步驟(4)選定的場(chǎng)景再次使用序貫法對(duì)管道粗糙度和該場(chǎng)景整個(gè)時(shí)段的用水量分布進(jìn)行校核，直至所有管道粗糙度以及所有節(jié)點(diǎn)流量的修正值均小于預(yù)先設(shè)定的容限值；(6)重復(fù)步驟⑷和步驟(5)直到所有場(chǎng)景都選擇完畢，至此，獲得了該給水管網(wǎng)管道粗糙度的初次校核值，以及所有動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的節(jié)點(diǎn)流量初次校核值；(7)重新選擇步驟(3)的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，將該場(chǎng)景中的管道粗糙度更新為步驟(6)所得到的管道粗糙度初次校核值；(8)對(duì)步驟(3)的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景再次使用序貫法進(jìn)行管道粗糙度和該場(chǎng)景整個(gè)時(shí)段的用水量分布的校核，并將模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的誤差與預(yù)先制定的最大誤差允許值進(jìn)行比較， 如果誤差低于該允許值，則選擇下一個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行校核，否則，繼續(xù)進(jìn)行校核或停止校核；(9)依次對(duì)其它的場(chǎng)景進(jìn)行校核，直至所有場(chǎng)景的模型模擬值的誤差均小于最大誤差允許值，且管道粗糙度值完全一致。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景校核給水管網(wǎng)用水量和管道粗糙度的序貫法，屬于市政工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先選定一個(gè)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，運(yùn)用序貫法校核這兩項(xiàng)參數(shù)，然后將修正后的管道粗糙度應(yīng)用于另一個(gè)場(chǎng)景；再利用序貫法對(duì)其進(jìn)行二次修正，同時(shí)校核該場(chǎng)景的用水量；如此反復(fù)，直至將所有場(chǎng)景校核完畢，再將經(jīng)多次修正的粗糙度值重新應(yīng)用于第一個(gè)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)對(duì)該場(chǎng)景用水量和粗糙度的再次序貫修正；隨后，再進(jìn)行下一場(chǎng)景的修正，直至所有場(chǎng)景的用水量和管道粗糙度的誤差都低于預(yù)先設(shè)定的最大允許值。本方法使得管網(wǎng)模型模擬與實(shí)際管網(wǎng)的連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)更為相符，有效提高給水管網(wǎng)水力模型的準(zhǔn)確性和精確性，具有非常好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)E03B7/00GK102605830SQ20111002318
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者付亞平, 刁克功, 劉姍姍, 劉子龍, 葉婉露, 周玉文, 常勝昆, 曾玉蛟, 楊小艷, 王昊, 王正吉, 翁窈瑤 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)