智慧管网算法研究与应用

随着智能信息化的发展,智慧管网在人们的日常生活和城市的发展中的需求越来越大,然而智慧管网算法问题一直是一个难题。针对管网爆管点查找模糊、流量监测数据精度不高和管网成本评估分析困难等问题,根据流向分析与缓冲分析结合的思想,设计一种基于流向的管网爆管分析算法,采用管线管网漏损率和多因素的综合资产评估方法设计了管网评估算法,采用面积比流量、沿线水头损失、水力等效原则和管网水力平差等设计了管网水力计算算法。最后通过乐山市市中区管网数据进行了实验分析,有效地实现了智能化的流量监控、预警提示、爆管点分析、智能规划维修路线以及管网成本评估等功能,达到了智慧管网算法的基本需求。     

水力计算自适应优化算法仿真研究

利用VC++6.0语言,采用有限元节点法,研制出燃气管网水力计算自适应优化仿真软件。该自适应优化仿真算法在深入研究燃气管网水力计算结果与实际测量值之间存在偏差主要原因的基础上,根据实际测量管网数据对水力计算进行参数自适应辨识优化处理,能够离线或在线动态调整节点流量和管道过气能力系数,使水力计算的结果和实际测量数据在一定精度条件下相吻合,有效地解决了燃气管网计算过程收敛速度慢或不收敛的问题,大大减小了燃气管网水力计算的工作量,提高了计算精度和工作效率。     

基于.NET的给水管网水力计算软件的设计

给水管网水力计算是给水管网设计的核心。本文介绍了．NET环境下利用计算机进行给水管网水力计算软件的设计。     

基于BIM模型的管网水力学计算软件设计

针对水系统管网设计中水力学平衡计算耗时长、计算量大等问题,结合建筑信息模型（Building Information Modeling,BIM）技术在工程设计领域的应用,开发了基于BIM模型的水力平衡计算软件。该软件具备管网自动解析、管路范围选取、交互式流向设置、迭代计算以及计算书导出等功能,能可视化展现计算过程和结果。设计的软件运行在Bentley平台OpenPlant Modeler CONNECT Edition软件上,可根据实际情况调整阻尼系数和流量等,实时获取调整后的计算结果以适应不同的工况,从而获得最高性价比的设计方案,提高了暖通工程师进行方案设计、变更、比选等工作的效率和准确度。实验表明,软件和计算方法在实际工程项目中的应用结果可靠,具有较高的实用价值。     

燃气管网矢量化绘图插件技术的研究与实现

燃气管网矢量化绘图插件技术研究与实现,提出了一套基于AutoCAD软件进行燃气管网矢量化工艺中图形绘制的插件技术开发方法,指出了一个全面采用统一软件过程实施软件项目的研究方向,采用RUP的规范进行项目管理、运用UML进行业务和系统的建模与设计,并用面向对象的思想进行编码和设计。通过多个实际项目的应用表明:采用本文提供的插件开发技术和设计思路,研发的矢量化绘图软件系统,能很好地满足燃气领域对管网GIS的数据管理需求、提高项目实施效率、降低项目实施成本。     

蒸汽管网水力热力仿真系统及其应用

建立了蒸汽管网水力热力计算模型,通过迭代校正管段流量、管段平均密度和定压比热的方式,采用管网水力计算模型与热力计算模型相关联的节点方程法求解节点温度与节点压力。基于该计算模型,以数据库技术、仿真技术和可视化技术为支撑,成功开发出蒸汽管网水力热力计算仿真系统,实现了管网动态仿真数字化与模块化。以济南市典型蒸汽供热管网为例,对管网的水力和热力的工况进行了模拟计算,其计算结果与实际运行结果比较表明：该系统可用于蒸汽管网的设计计算、运行调节及其数值模拟。     

大型天然气管网动态仿真研究与实现

针对大型天然气管网的动态优化问题,对天然气管网拓扑结构的逻辑表征、动态仿真模型和仿真运行控制逻辑等相关技术进行了深入研究。采用线性化预处理、蛙跳、迎风等策略有效地解决了大型天然气管网动态仿真在复杂水力条件下的稳定性和计算效率问题。设计了天然气管道仿真软件的体系结构,并实现了适应于任意拓扑结构的大型天然气管道仿真软件Real Pipe-Gas,完成了大型天然气管网动态仿真软件产品的国产化。经与国外商用管道仿真软件SPS比对表明,该软件计算效率高、结果精度高、易用性强,具有较强的工程应用价值。     

城市蒸汽管网水力热力耦合系统及其应用

本文建立了蒸汽管网水力热力耦合计算模型,通过迭代校正管段流量、管段平均密度和定压比热的方式,采用管网水力模型与热力模型相关联的节点方程法求解节点温度与节点压力.基于该耦合模型,以数据库技术、仿真技术和可视化技术为支撑,成功开发出蒸汽管网水力热力计算分析系统,实现了管网动态仿真数字化与模块化.以济南市典型蒸汽供热管网为例,对管网的水力和热力的工况进行了模拟计算,其计算结果与实际运行结果比较表明:该系统可用于蒸汽管网的设计计算、运行调节及其数值模拟.     

一种燃气管网当量粗糙度自适应辨识算法的实现

随着国内燃气管网规模的不断扩大,结构日益复杂,燃气管网运行的安全稳定性成为研究重点。研究程序算法对实现及时分析和预测工况及事故显得尤为重要。现用VS 2017 C++,在天然气管网水力工况模拟系统中分别使用黄金分割法、模拟退火算法、遗传算法、改进的遗传算法,从收敛速度和收敛精度出发,对比研究4种算法在水力工况模拟系统中的效果。实验结果表明,改进的遗传算法迭代次数较少、收敛速度更快、稳定性更强、结果更精准。     

城镇燃气管网优化设计与实现

文章在阐述城镇燃气管网网络结构优化设计理论的基础上,提出了燃气管网系统网络结构的多目标函数优化设计模型,讨论了VC++和FortranPowerStation混合编程的实现方法,运用文中优化设计模型和混合编程技术,编制出适用于城镇燃气输配管网优化设计的软件系统,实现了超大型城镇燃气管网的工程设计与计算。     

面向国产超算平台的通用能源管网仿真计算模型

为实现城市能源管网仿真软件的自主可控,基于国产异构高性能计算机“嵩山”超级计算平台,提出一种通用的城市能源管网仿真计算模型。通过优化管网中“非管”组件模型,提高了计算模型对国产异构并行计算机系统的适配性;将不同管网组件的计算过程进行封装,弱化了网络组件在仿真计算过程的依赖性,提升模型在工程实现上的可并行性。供水、燃气和热力三种场景的并行仿真实验,证明了计算模型在解决城市能源供给网络的仿真计算上具有一定的普适性;通过管网实测数据与仿真模型中模拟数据对比结果表明仿真管网压力的误差率在4%以下,其温度的误差率低于2%,同时也说明了提出的管网仿真计算模型在国产超算平台上具有良好的计算通用性。     

环型管道水力计算的递推算法

针对环型管道这种特定的网络结构,提出了一种基于单源环型管道水力计算的递推算法,该算法可直接计算出单源环型管道的流量分布.阐述了递推算法的数学依据,证明了递推算法的可行性和唯一性,并说明了将一般环型管道问题转化为单源环型管道问题的处理方法.     

城市燃气管网SCADA系统设计

本文介绍了燃气管网监控和数据采集(SCADA)系统的设计．包括系统的总体结构，通讯方式，软硬件配置等，给出了解决方案。通过组态监控软件，网络技术，PLC，RTU等技术的应用。提高了燃气管网的自动化水平。     

建筑结构振动监测和模态识别集成软件

为开发用于建筑结构振动监测与模态识别的集成软件系统,分析监测工作和识别计算的主要工作内容,设计集成软件的架构体系和专业功能,划分出基于Internet的远程监测客户端、结构计算、模态识别和结果对比/评估等4个主要功能模块.根据频域峰值法和时域随机子空间法等识别理论,设计基于实测振动加速度的模态识别数值算法.在Microsoft Windows平台上用C++和FORTRAN程序语言开发该软件包,并用数值测试算例验证软件的正确性.该软件已经应用于"上海中心"大厦在施工过程中的振动监测和模态识别.     

使用SNMP++开发网络监控系统

网络规模扩大,导致网络管理的工作量急剧增大。更好地监控网络运行,提高管理效率,是网络管理者急需解决的问题。简单网络管理协议(SNMP)逐渐成为网管软件开发行业普遍使用的技术标准。SNMP++软件包提供了一系列应用程序接口,为开发者提供SNMP服务。为了更好使用SNMP++的各项功能,提出了在Windows7和VS2010环境下,编译SNMP++的方法。使用该方法生成的动态链接库在实际工程中运行稳定。     

An economical method for computation of stationary conditions in gas transport systems

An economic iterative method is proposed for simulating stationary conditions in complex gas transport systems of any topology. The method exploits a fast algebraic pipe model with periodic identification, which is used to adjust the model to the stationary conditions under consideration and to provide the required accuracy of calculation. The identification procedure is based on the solution of stationary hydrodynamic equations. The gas transport system is represented as a list of pipes and a list of nodes. As an initial approximation, we define gas pressures and temperatures in the nodes and thus setting boundary conditions for the stationary flow. In the global iterations of the method, the pressures and temperatures are updated to make the flow disbalance tend to zero. The method allows parallel computing on multiprocessor computers. It is implemented as a separate module in the VOLNA software. Its efficiency is demonstrated through a sample calculation for the gas transport system. A number of related issues are considered, including simulation accuracy, peculiarities in the solution of stationary equations, and the correctness of the calculation setup. The method can be used in combination with any other model of piped compressible gas.     

地理信息系统中管网水力建模

管网计算为节点流量和区块流量的计算提供了网络解决途径,能为自来水公司确定用户的用水来源、及时解决用户投诉提高客户服务质量。文章论述了地理信息系统中城市自来水公司管网计算的基本原理,建立了一个基于节点方程法的管网水力模型,并用经改进的牛顿迭代法实现了对模型求解。     

基于群智能的集中供暖系统水力管网控制策略优化

针对集中供暖系统管网水力失衡、流量供需失衡问题提出一种基于群智能的新型分布式优化算法.首先以系统输配送能耗最小为优化目标,将其分解为管网调节阀开度优化和换热站并联水泵运行优化两个子问题求解;其次建立调节阀模型和管网水力模型,在此基础上进行调节阀开度的优化,从而计算出系统最小供回水压差;然后基于改进的交替方向乘子法完成并联水泵的优化运行;最后以集中供暖系统实例验证算法性能.实验结果表明:相比传统集中式求解算法,该算法不受水利管网规模限制,利于实现工程中即插即用;相比其他分布式算法,该算法不仅求解速度快,而且可以得到较优的管网运行策略,节能效果较为显著.