[发明专利]一种结合蚁群算法和压力相似性分析的管网压力分区方法

权利要求书

1.一种结合蚁群算法和压力相似性分析的管网压力分区方法，其特征在于它按以下步骤实现： 

一、建立全管网水力模拟模型，并根据实测数据进行全管网水力模拟模型校核； 

二、将供水管网拓扑图转变为深度优先森林，并将深度优先森林划分为两个子图G_i和G_j； 

三、利用蚁群算法优化子图边界，使子图之间的管段连接最小化； 

四、对所得子图重复二、三步骤直到子图数量大于要求分区数，对于不符合直接供水要求的区域与周围区域进行压力相似性分析，相似程度大的区域进行合并； 

五、断开区域之间的拓扑连接，利用水力模拟模型进行计算，分析各区域的降压潜力，判断是否安装减压阀，形成最终压力分区方式，即完成了结合蚁群算法和压力相似性分析的管网压力分区方法。 

2.根据权利要求1所述的一种结合蚁群算法和压力相似性分析的管网压力分区方法，其特征在于所述步骤一中根据实测数据进行全管网水力模拟模型校核具体为： 

模型校核实施过程中将根据实际情况利用SCADA和现场实测数据，对已经建立的全管网水力模拟模型进行率定，修正全管网水力模型参数，并应用实测数据进行全管网水力模型的校核和精度评价； 

其中，所述实测数据包括管网实际运行时各监测点采集的管网压力和流量监测数据与水厂二泵房运行信息； 

所述模型校核包括静态校核和动态校核； 

静态校核：主要包括管网拓扑结构校核、用户位置及流量校核、水泵特性曲线修正校核； 

动态校核：根据静态校核结果，适当增加流量、测压点，通过实测流量与压力数据进行24h连续动态校核，最终保证全管网测压点计算值与实测值满足模型校核要求。 

3.根据权利要求1或2所述的一种结合蚁群算法和压力相似性分析的管网压力分区方法，其特征在于所述步骤二中将供水管网拓扑图转变为深度优先森林，并将深度优先森林划分为两个子图G_i和G_j具体为： 

在供水管网拓扑图中选取一点作为起点，进行深度优先搜索，形成深度优先森林，将深度优先森林划分成两个子图G_i和G_j，保证G_i和G_j之间有管段相连，G_i和G_j中节点标注不同的颜色；其中，所述划分原则为在两个子图有管段相连的基础上，两个子图中节点 数之差的绝对值最小，即尽可能使两个子图具有相同的节点数。 

4.根据权利要求3所述的一种结合蚁群算法和压力相似性分析的管网压力分区方法，其特征在于所述步骤三中利用蚁群算法优化子图边界，使子图之间的管段连接最小化具体为： 

假设节点i∈G_i，定义节点i的方向属性为其中N_i为与节点i相连的节点总数，N_j为与节点i相连但与节点i属于不同子图的节点数；确定蚂蚁数量为q，将蚂蚁随机分布在供水管网拓扑图的节点上；蚂蚁按照供水管网的拓扑结构以P_m的概率从D_i较低的节点向D_i较高的节点移动，并且在移动过程中以P_c概率使D_i>0.5的节点改变节点颜色从而降低节点D_i；蚁群优化算法的目标函数为l_ij为连接子图G_i和G_j的管线。