[发明专利]给水管网水力模型构建过程中拓扑结构连通性检查与校正方法

说明书

给水管网水力模型构建过程中拓扑结构连通性检查与校正方法，属于市政工程管网信息技术领域。该方法是在利用给水管线GIS图层自动创建管网拓扑结构、并删除孤立管段和节点后，根据拓扑结构中邻近节点对的连接关系、节点与管段的连接关系，对管网拓扑结构的连通性进行批量检查与校正修改。首先，根据给水模型导出的节点信息计算节点对间的距离，并筛选出距离异常的邻近节点对；接着，对距离异常的节点对之间的管段连接情况进行检查；最后对无相连管段的距离异常节点对进行拓扑结构的校正。该发明提供的拓扑结构连通性检查与校正的方法，快速准确且可批量式操作，对给水管网的构建有重要的意义。

技术领域

本发明涉及一种面向城市给水管网水力模型构建需求，对管线GIS图层自动创建的管网拓扑结构连通性进行批量检查与校正修改的方法，属于市政工程管网信息技术领域。

背景技术

建立供水管网水力模型，是供水运行系统信息化的重要环节，为城市供水管网的规划、运行管理和优化调度提供理论依据。为确保建立的水力模型的准确性，需要对供水管网水力模型的拓扑结构进行检查与修改。

给水管网是一个拓扑结构复杂、规模庞大的网络系统。管网拓扑结构的正确性将直接影响管网水力模型模拟的准确性，由于一些基础信息的缺失或错误、信息录入工作的疏忽和管线GIS图层至管网拓扑结构的转换过程出现问题，而导致模型的拓扑结构存在错误，所以要对管网模型进行连通性检查与修改工作。

发明内容

本发明针对以上问题，设计了一种对给水管网水力模型构建过程中拓扑结构连通性进行批量检查与校正修改的方法，该方法是在利用给水管线GIS图层自动创建管网拓扑结构、并删除孤立管段和节点后，根据拓扑结构中邻近节点对的连接关系、节点与管段的连接关系，对管网拓扑结构的连通性进行批量检查与校正修改。

技术方案：本发明给水管网水力模型拓扑结构连通性检查与校正方法步骤为：

(1)计算给水管网水力模型中节点对之间的距离

首先导出给水管网模型中的节点和管段信息：节点标号ID_node，节点坐标(X,Y)，管段标号ID_pipe，管段上、下游节点标号；通过模型节点坐标(X,Y)，循环计算所有节点对之间的几何距离d；

(2)查找距离异常的邻近节点对

设定节点对距离异常的判别阈值f，检查所有节点对之间距离d是否小于判别阈值f；若d≤f，将此节点对记为“距离异常节点对”；若存在距离异常节点对，则记录距离异常节点对的节点号为ID_node_1、ID_node_2，并将此节点号记为“距离异常节点”，进行步骤(3)；否则，转步骤(6)；

(3)判断距离异常节点对间是否有直接相连管段

在管网模型的所有管段信息中，查找上、下游节点标号中含有节点号ID_node_1的管段，将此管段集合记为ID_pipe_1；在管段集合ID_pipe_1中，查找这些管段的另一个端点，其集合记为ID_node_1*；

判别ID_node_1*集合中是否含有节点号ID_node_2；若有，则距离异常节点对(ID_node_1，ID_node_2)间存在直接相连的管段，且拓扑连通性正常，转步骤(6)；若无，则距离异常节点对(ID_node_1，ID_node_2)无直接相连的管段，进行步骤(4)；

(4)判断距离异常节点对间是否有间接相连管段

4.1设置间接相连检查的参数

在管网模型的所有管段信息中，查找上、下游节点标号中含有节点号ID_node_1的管段，将此管段集合记为ID_pipe_1；在管段集合ID_pipe_1中，查找这些管段的另一个端点，其集合记为ID_node_1*；