[发明专利]一种城市供水管网压力监测点的优化布置方法

权利要求书

1.一种城市供水管网压力监测点的优化布置方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、获取城市供水管网的基础数据，利用EPANETH软件进行供水管网的水力平差计算，构建城市供水管网水力模型；

S2、根据城市供水管网水力模型，求解压差矩阵、最短距离矩阵、水量影响模糊相似矩阵，确定城市供水管网压力监测点优化布置模型的约束条件；

S3、确定模型目标函数，构建城市供水管网压力监测点优化布置模型；

S4、利用粒子群算法求解城市供水管网压力监测点优化布置模型，确定最优压力监测点及各压力监测点的监测区域。

2.根据权利要求1所述的一种城市供水管网压力监测点的优化布置方法，其特征在于：所述步骤S1中，城市供水管网的基础数据包括节点基本需水量、高程、管段长度、管网拓扑结构，利用EPANETH软件进行供水管网的水力平差计算，得到城市供水管网的压力、流量运行数据。

3.根据权利要求1所述的一种城市供水管网压力监测点的优化布置方法，其特征在于，所述步骤S2的具体过程为：

S21、根据步骤S1构建的城市供水管网水力模型，求解任意两节点间的压力差：

P(i,j)＝|H_i-H_j|

其中，H_i、H_j分别表示基准工况下节点i、j的水压，i＝1、2、3……n，j＝1、2、3……n，得到压差矩阵[P]_n×n，其中n为城市供水管网水力模型的n个节点；

S22、利用迪杰斯特拉算法求解任意两节点间的最短距离，得到最短距离矩阵[D]_n×n；

S23、利用欧氏距离法求解水量影响模糊相似矩阵[R]_n×n，公式如下：

X(i,j)=Hi-Hi′Hj-Hj′]]>

X′(i,j)=X(i,j)-XjaXjs]]>

X′′(i,j)=X′(i,j)-Xjmin′Xjmax′-Xjmin′]]>

r(i,j)=1-1nΣk=1n(X′′(i,k)-X′′(j,k))2]]>

其中，X(i,j)表示j节点流量变化对i节点的压力影响系数，得到影响系数矩阵[X]_n×n，H_i、H_j分别表示基准工况下节点i、j的水压，H′_i、H'_j分别表示j节点流量改变后节点i、j的水压，X'(i,j)表示对影响系数矩阵[X]_n×n进行标准化计算后得到的水量影响标准矩阵[X']_n×n，表示水量影响标准矩阵[X']_n×n中第j列元素的平均值，示水量影响标准矩阵[X']_n×n中第j列元素的标准差，X”(i,j)表示对水量影响标准矩阵[X']_n×n进行处理得到的水量影响极值标准矩阵[X”]_n×n，和分别表示水量影响标准矩阵[X']_n×n中第j列元素中最小和最大的元素，r(i,j)表示节点i、j的欧式距离，得到水量影响模糊相似矩阵[R]_n×n，反映节点i、j水压波动相似程度，i＝1、2、3……n，j＝1、2、3……n；

S24、确定城市供水管网压力监测点优化布置模型的约束条件，公式如下：

P(i,j)<h，D(i,j)<d，R(i,j)>λ

其中，P(i,j)表示节点i、j的压力差，D(i,j)表示节点i、j的最短距离，R(i,j)表示节点i、j的欧式距离，h、d、λ表示根据城市供水管网水力模型给出的设定值。