CN114239282B 一种在极小降压空间下实施供水管网dma分区的方法 （太原理工大学）

号一种在极小降压空间下实施供水管网DMA分本发明公开了一种在极小降压空间下实施供水管网DMA分区的方法，该方法首先定义节点间相似度计算公式，接着通过MATLAB中的函数gamultiobj优化相似度公式中的系数从而确定提供的DMA分区方法能在顺利完成分区的基础上还不会对分区后管网的整体水质造成太大的影2A3：以谱聚类算法进行分区后的边界管段的数量及其平均流量、管径A4：设置一系列不同的最小服务水压并将它们作为约束条件，以分区首先找到安装设备后管网中节点压力不满足规定最小服务压力的节点集S1，然后找到和它们相邻且水流流向它们的节点集S2，这些节点构成的管段集P就是拟更换管径的第一2.如权利要求1所述的一种在极小降压空间下实施供水管ijij3.如权利要求2所述的一种在极小降压空间下实施供水4.如权利要求3所述的一种在极小降压空间下实施供水管网DMA分3b借助MATLAB中自带的求解多目标优化问题的函数gamultiobj确定编码方式采用实数编码，决策变量即为相似度5.如权利要求1所述的一种在极小降压空间下实施供水i,max为管网中节点i允运用MATLAB中的函数gamultiobj得到设备的布置4决策变量为在边界管段上安装阀门或者是安装流量计，其维度等于边界管段的数量，6.如权利要求5所述的一种在极小降压空间下实施供水管网D7.如权利要求1所述的一种在极小降压空间下实施供水i5[0001]本申请属于城市供水管网设计技术领域，具体涉及一种对供水管网进行DMA分区[0002]DMA分区是在边界管段关闭阀门和加装流量计将整个管网划分为若干个相对封闭[0003]目前在DMA分区的研究中对管网末梢节点压力处理存在缺陷。周立典等在进行设区前低于16m的节点其水压在分区后不低于0m，显然这种约束方式给管网创造了较大的降规范中规定的管网末梢压力不应低于14m应用于意大利Modena管网中，增大了管网的降压[0012]本发明在EPANET2.2中建立供水管网的水力模型，在MA6γ是相似度计算公式中的参数γ三个参数的目标函数为br分别为第r条边界管在该区间，由此得到的规范化Laplacian矩阵在MATLAB计算特征值和特征向量时不出现虚7[0024]在进行边界管段上设备的优化布置时应考虑分区后管网的水质安全和分区的经[0032]原则③在满足每个DMA入口数量要求和节点平均水龄限制的基础上，选择运行后能使低于管网规定最小服务水压的节点数量达到最少[0033]确定设备布置方案后，建立在该方案下供水管网的水力模型(采用EPANET2.2软足管网的两大基本方程，且在更换完成后管网的节点平均压力不应大于更换前的平均压8找到和它们相邻且水流流向它们的节点集S2，这些节点构成的管段集P就是拟更换管径的第一批管段，采用模拟退火算法寻找使得目标函数最小且满足约束条件的管径更换方案，[0041]当首次找到管径更换方案时便可认为已经得到全局最优解是因为每一次继续向中充分考虑了分区的经济性、分区后水质的安全性和实施DMA分区的有效性，可极大提高[0047]图3为运用本发明的分区方法与其他研究提出的分区方法对案例管网进行分区后9[0059]其他研究中也完成了对案例管网的DMA分区，在综合考虑了经济性和管理等因素[0060]采用函数gamultiobj确定分区边界管段，参数设置如下：最优前端个体系数为[0062]由图3可知，方案A中边界管段的平均流量和总流量均是其余两种方案的50％以[0064]设置不同的最小服务水压为20m，19m，18m和17m将它们分别作为约束条件，在p以及分区所需的流量计台数、布置设备后水压低于20m的节点个数n和分区后各区域进水p[0070]将不同压力约束下求得的Pareto最优解集按照以下三个原则进行筛选，1)单个[0080]分区后的节点水龄相较于分区前没有发生变化，说明案例管网实施DMA分区后未网的水质尤其是管网末梢和大流量用户的水质得到