[发明专利]服务于供水管网爆管监测的测压点优化布置方法

权利要求书

1.服务于供水管网爆管监测的测压点优化布置方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选择一个基准工况，基于监测数据计算各节点的压力值H_j；

(2)建立爆管模型，在各管段中间依次添加虚节点，采用射流模式模拟爆管，输入射流系数C值，依次计算各管段爆管后对应节点的压力值H′_i，j；

(3)根据步骤(1)和(2)的压力值，计算各节点在不同管段爆管后的压力变化值，得到压力变化矩阵，将所述压力变化矩阵与由历史统计数据分析得出的爆管阈值作比较得到0-1爆管判断矩阵，并按照矩阵每列1的数量对0-1爆管判断矩阵按列降序进行排序得到降序矩阵；

(4)按照设定原则对步骤(3)得到的降序矩阵从大到小进行检索，如满足条件则置为新增的压力监测点；

(5)当搜索到监测点只能监测到一个新增爆管管段后，终止检索，输出压力监测点ID，否则返回(4)继续进行检索，搜索新监测点。

2.如权利要求1所述的服务于供水管网爆管监测的测压点优化布置方法，其特征在于，步骤(2)中，采用EPANET中射流模式模拟爆管，建立射流系数C与各管段爆管面积相关关系，对虚节点设定C值，计算爆管后各节点压力。

3.如权利要求1所述的服务于供水管网爆管监测的测压点优化布置方法，其特征在于，步骤(3)中，获得0-1爆管判断矩阵的降序矩阵的具体步骤如下：

3-1计算各管段爆管后每个节点的压力变化值ΔH_i，j＝H′_i，j-H_j，依次对每根管段增加爆管口进行计算，得到整个管网的节点压力变化值矩阵：

式中ΔH_i，j表示i管段爆管后j节点的压力变化值，n为管段数，m为节点数，其中行表示不同管段爆管后节点j的压力变化值，列表示管段i爆管后不同节点的压力变化值；

3-2爆管阈值的确定：利用供水管网历史数据，根据正态分布法则，设置所有监测点的压力变化ΔP_i的累积概率为P_r，赋予P_r爆管阈值概率，即认为所述爆管阈值概率对应的压力变化值为各压力监测点的爆管阈值，取压力监测点的爆管阈值的平均值为

3-3将节点压力变化值矩阵与爆管阈值作比较，若表示第i根管段爆管能够被第j个节点的压力监测点监测到，置为1；若则表示第i根管段爆管无法被第j个节点所监测到，置为0，从而可获得一个0-1爆管判断矩阵，该矩阵列序号表示节点，行序号表示管段；

3-4按列统计0-1爆管判断矩阵中1的数量，对其降序排列，获得0-1降序矩阵。

4.如权利要求1所述的服务于供水管网爆管监测的测压点优化布置方法，其特征在于，步骤(4)中，选择符合设定原则的节点作为压力监测点的布置点，设定原则如下：

4-1要求每增加一个监测点时新增监测到爆管管段最多；

4-2要求新增监测点能够能独立监测到最大量的爆管管段；

在计算选取压力监测点时，遵从原则4-1重要性大于原则4-2。

5.如权利要求3所述的服务于供水管网爆管监测的测压点优化布置方法，其特征在于，步骤3-2中，赋予P_r的爆管阈值概率为3％～8％。