1.一种城市供水管网DMA实时建模方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤1.构建DMA管网模型及出入口边界处理;
针对选定的供水管网DMA区域,以常规的水力平差建模技术构建DMA模型,即构造满足微观管网的基本质能守恒方程:质量平衡方程:
∑q(i,j)+Qi=0 (1)
能量平衡方程
Hi-Hj=hk (2)
其中,q(i,j)表示与节点i相关联的节点j之间的管道流量;Qi表示节点i的节点流量;Hi和Hj表示节点i和节点j的水头,hk表示节点i和节点j之间的管道k的压降;
对DMA管网模型进行如下出入口边界处理:
①在出入水口边界节点外均添加一个节点作为虚节点,将这些虚节点基本用水量初始值设为0,其它基本属性与出入水口节点属性设为完全一致;
②在每个入口虚节点外添加水库作为虚水库,添加管段,将入、出口节点与对应虚节点连接、将入口虚节点与对应虚水库连接,连接采用理想无阻力管道;
步骤2.管网模型连接GIS和营收系统
以OPC方式将管网模型与GIS和营收系统连接,其中,GIS数据负责动态更新模型基础信息,营收数据负责动态更新节点日基本用水量信息;按月动态更新管网模型节点基本用水量,具体是:对于任意的节点i,其包含r类用户,每类用户个数为n(i,r);
累计营收系统中节点i每类用户的前一个月的月用水总量D(i,j):其中d(i,r m)表示节点i中的第r类中的第m个用户的月用水总量,节点i的r类用户的日用水模式序列为P(i,r,1),P(i,r,2),…,P(i,r,L),L是用水模式序列长度值,若某用水类型长度为l,若l
以ODBC方式连接SCADA系统数据库,将SCADA在线数据作为模型运行的边界条件和状态参数;边界条件包括入水口压力及流量、出水口流量;状态参数包括水箱水位、水泵流量及转速,阀门压力及流量、测量管道流量、测量点压力;根据模型元素与SCADA数据库的映射关系获取在线的时间采样序列q1,q2,q3,…,qt;
步骤4.数据在线预处理
获取到的时间序列由于仪器原因,需要进行预处理后才能反馈回模型;其中处理方式包括:重采样、差分、插值、移动平滑、数据转换;其中重采样是去除冗余值及采样时间标准化,得到重采样后的数据q1′,q2′,q3′,…,qt′;针对累计值,需要对重采样的数据进行一阶差分;对于采样时间间隔T,出现缺值时需要进行线性插值;使用移动平滑去除时间序列中的噪声;对于双向或环流管道测量,需要确定流向后进行转换;
步骤5.实时模拟
①首先进行节点的需水量分配,令t时刻节点i的基本需水量为:其中base(i,s)表示节点i的第s种预分配需水量模式,K表示节点的需水量模式s的总长度,θ(s,t)表示当前时刻t对应的用水量模式乘子,由下式获得:t0表示实时模型的运行初始时间,pst实时模型的模式起始时间,step表示需水量模式时间步长;
②清除反馈点模式,并将当前时刻的边界条件和状态参数更新到反馈点;其中对于虚节点,入水口虚节点需水量大小等于对应入水口管线流量测量值大小,值设为负;出水口虚节点需水量等于对应出水口管线流量值,若出水口管线流量流向是流出方向,则虚节点流量设为正,否则设为负;
③执行水力模型,并将结果存入模拟结果数据库;需要时,可以实时显示及回顾。