基于覆盖集的突发污染水质监测点优化选址模型改进

研究了给水管网突发污染水质监测点选址的方法,分析了覆盖集法存在的缺陷,并针对这些缺陷提出了一个基于覆盖集原理模型的改进方法,即在基于覆盖集法的突发污染水质监测点优化选址模型中引入报警域,同时考虑节点发生污染事件的概率。为了验证改进模型的合理性,将传统覆盖集法和改进的覆盖集法应用于同一个案例管网优化选址分析,结果表明改进的覆盖集法求得的选址方案更合理。     

基于NSGA-Ⅱ的给水管网压力监测点多目标优化布置

针对给水管网压力监测点优化布置过程中采用单目标函数得到的优化结果不能代表多方面综合因素的问题,以监测点压力监测范围及监测点覆盖节点需水量作为目标函数,管网水力连通性、管网节点压力相关性、管网节点水量影响条件作为约束条件建立多目标压力监测点优化布置数学模型,并利用Matlab平台通过非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解。将该模型应用于某园区实际管网中,并分析不同约束条件的参数取值对模型所得优化结果的影响程度,以提高监测点布设方案的代表性,同时也验证了NSGA-Ⅱ求解多目标给水管网压力监测点优化布置模型的有效性。     

给水管网水质监测点优化选址研究进展

介绍了给水管网水质监测点优化选址研究的发展历史、基本原理和基本算法,分析了两类监测点优化布点问题的差异,回顾了国内外在城市给水系统管网水质监测点优化布点方面的研究与实践进展,针对日益突出的饮用水安全问题,提出应尽快开展以确保管网水质安全为目标的应对突发外侵式管网水质事件的监测点优化选址研究.     

基于风险评估的供水管网水质监测点优化模型研究

供水管网内源污染和外源污染协同监测下的水质监测点优化选址一直是供水领域的研究难点。为进一步提升监测点选址的科学合理性,采用模糊数学集法分析管网区域污染物、管道完整度以及管网低负压情况,量化确定管网的风险评估指数。将基于风险评估的节点监测用时期望值纳入监测点优化选址模型,结合监测失效率、水量覆盖度和监测点占比这3个优化目标,完善选址优化体系并建立多目标优化选址模型。使用MATLAB软件搭载基于参考向量的非支配排序多目标遗传算法(NSGA-Ⅲ)成功求解该多目标优化模型,得到帕累托(Pareto)前沿解集。最后,基于Modena算例管网进行研究,与传统复合监测目标优化模型选取的选址方案进行对比发现,基于风险评估的供水管网优化选址模型选取的方案能有效降低监测用时,提高了监测效率。     

天津市给水管网水质在线监测系统

分析了给水管网水质在线监测系统的内涵,结合监测度、监测度矩阵、监测点覆盖水量、仪表集成、数据传输、中央控制管理系统等介绍了天津市给水管网水质在线监测系统的建设过程,主要包括在线监测点位置的优选、在线监测系统的集成及其功能,并对下一步系统的拓展进行了展望。     

市政管线软件在给水管网设计中的应用

给水管网被喻为城市的动脉,给水管网布置得合理与否直接影响到用户对水量、水质、水压的要求.为科学合理地优化布置管网选择管径、保障用户用水指标和节能要求,介绍了某县城给水管网设计采用市政管线计算软件进行优化模拟,并取得到了很好效果的实例.     

给水管网压力监测点的布置方法

根据给水管网构造理论，应用水力学和拓扑学基本原理，建立了给水管网节点压力的灵敏度矩阵和方程，通过灵敏度分析可解决给水管网压力监测点的布置问题。该方法弥补了现有节点压力灵敏度分析理论的缺陷，改变了供水行业依靠经验布点的传统方法，为供水运行管理中压力监测点的布置提供了新的思路。     

城市排水管网监测点优化布置的研究与进展

城市排水管网监测对于排水管网及城市雨洪管理具有重要意义。开展排水管网监测的主要目的,一方面是及时发现运行风险,提高对城市内涝或排水管网溢流的预警预报能力;另一方面是积累排水管网的长期动态运行状况数据,用于城市排水管网运行情况的评估与诊断。通过总结目前有关排水管网监测点优化布置的相关研究,结合给水管网优化选址的方法,将现有研究所用方法分为以统计学理论为基础和以运筹学理论为基础的两种方法,并分析了现有研究存在的不足,提出了今后排水管网监测点优化布置的可行思路,包括使用模型模拟技术、强化自动识别技术、对监测方案进行定量化评估等。     

谱聚类在给水管网分区优化中的应用

利用图划分技术和图论算法实现给水管网分区。根据给水管网分析,确定分区数量,建立权重邻接矩阵并计算图拉普拉斯矩阵及其特征向量,通过多路图划分对隐藏在特征向量中的聚类信息进行数据挖掘,采用遗传算法和K均值方法实现最佳节点聚类。利用PageRank和最短路径算法确定水表和阀门位置,最终实现给水管网优化分区。实际给水管网模型分区实例表明所提方法在给水管网分区的有效性。     

论给水管网压力监测点的选择

现代大型城市给水管网的优化调度,需要管网中一定数量的水压信息,因之在管网中设置压力监测点是保证优化调度的基本条件。在满足调度所需信息量的前提下,使监测点数尽可能地少,具有经济意义和工程价值;同时,在一定点数的条件下,如何确定其在管网中的具体位置也具有重要作用。本文从给水管网基本状态方程式出发,在系统运行工况灵敏度分析的基础上,提出应用系统聚类分析的方法,将节点按水头变化规律分组;应用影响度与被影响度的概念,选择压力监测点等方法。实例计算表明,本文在技术上与经济上解决了给水管网运行的实时状态信息来源,为了实现计算机模拟管网在线优化调度创造条件。     

稳态遗传算法在给水管网状态及参数估计中的应用

针对给水管网水力建模过程中如何提高节点流量及管道摩阻系数的准确性,提出利用稳态遗传算法对给水管网系统进行状态及参数估计,给出给水管网状态及参数估计的数学模型及利用稳态遗传算法求解该模型的具体方法步骤;根据管网运行工况实时模拟的需要,采用系统类聚法确定监测点的分布与数量,并用实验管网对模型及计算方法进行了验证.计算结果表明,该模型正确可行,采用的求解方法具有很好的精度及较快的收敛速度.     

给水管网压力监测点的优化布置

以厦门市给水管网压力监测点的布置为例，根据给水管网压力监测系统的实际运行数据，综合利用变量相关系数和变量标准差等信息，建立了管网压力监测系统信息量的优化模型．并采用残差、信息损失比率及逐步回归方法，确定了给水管网压力监测点的优化布置方案。     

基于权重理论的给水管网水质识别模型

本文提出了模糊数学识别模型,阐述了原理和计算方法,研究了几种权重理论,针对各种水质因子的多种赋权法对评价结果的不同影响,分别用几种权重方法对水质综合评价结果进行计算模拟,对给水管网水质状况及属性进行分析。最后用实例验证计算结果与实际情况的一致性。     

给水管网系统的性能评价

对给水管网性能评价从结构、水力、水质三方面分析。利用控制回路的思想,提出了给水管网系统性能评价方法。并选择节点余氯为状态变量,通过EPANET的水质分析功能,对某城市给水管网进行模拟计算。利用服务性能曲线、归纳函数,对模拟结果进行性能评价,得到整个管网的节点余氯评价值。最后对该方法的适用性进行了总结。     

基于用水量权重的给水管网二次加氯优化

提出了给水管网二次加氯二级优化模型,第一级是以满足管网余氯覆盖条件下加氯点数最少为优化目标的加氯点选址优化;第二级是引入用水量权重因子的加氯量优化.结合我国南方某县城管网实例对模型进行分析和验证,结果表明,二次加氯可以降低管网加氯量并使余氯均匀分布,与常规加氯方案(2个加氯点)相比,实例中最优二次加氯方案(4个加氯点)的加氯量减少了39.0%,余氯浓度波动标准差最大值由0.76 mg/L降到0.38 mg/L;而且二次加氯点数存在经济取值区间,在该区间内加氯量随着加氯点数的增多而显著降低.     

哈尔滨大用水户水量动态预测模型研究

城市供水管网系统优化问题中,与水量相关的问题主要有三方面：一方面是城市用水量预测问题,一方面是用水量变化规律问题,另一方面是节点流量的问题。城市用水量预测对于城市给水系统规划设计或对运行研究有巨大的意义,因此对其有一个事先估计,是供水系统发展与运行研究的重要内容。而用户水量变化规律,主要指大用户的用水量变化规律在给水管网系统建模中起着重大作用。它是计算节点流量的主要依据,对于管网模型的准确性影响巨大。 本文结合《哈尔滨市供水管网数字化管理与优化分析系统》工程中的相关内容,以哈尔滨市供排水集团提供的哈尔滨市给水管网基础信息为数据来源。对项目开展过程中,需要的哈尔滨市大用户用水量变化规律进行了收集,整理和预测工作。     

给水管网系统的性能评价

对给水管网性能评价从结构、水力、水质三方面分析.利用控制回路的思想,提出了给水管网系统性能评价方法.并选择节点余氯为状态变量,通过EPANET的水质分析功能,对某城市给水管网进行模拟计算.利用服务性能曲线、归纳函数,对模拟结果进行性能评价,得到整个管网的节点余氯评价值.最后对该方法的适用性进行了总结.     

运行工况实时模拟基础上的给水管网优化调度方法研究

利用实测的给水管网总供水量和少量测压点水压数据,实时模拟管网所有节点水压和节点流量.在此基础上对管网运行压力分布作出评判,再进行优化调度,确立了运行工况实时模拟基础上的管网优化调度模式.建立了运行工况实时模拟基础上的管网优化调度模型,采用顺路返回枚举算法求解优化调度模型.编制了给水管网优化调度计算程序,对示例管网进行了优化调度计算,得出了优化调度方案.优化调度计算稳定,计算速度较快,能满足给水管网实时优化调度的需要.     

南方某小城镇给水排水系统规划

随着小城镇经济、社会的快速发展,需要编制新的给水排水系统规划。以南方某小城镇给水排水系统规划为例,系统介绍了小城镇给水排水规划内容及注意事项。给水排水系统规划的内容包括需水量预测、给水管网布置、雨水规划、污水水量水质的调查与预测、污水处理厂的设计和排污管网的配置等。其中污水水量水质的调查与预测和污水处理厂的工艺选择是重点;污水处理厂的尾水应满足地方排放标准要求,以实现环境、经济与社会发展的和谐统一。     

低水压供水时的管网平差计算方法

用水量增大和管网事故等造成的管网低压，以及为缓解水资源紧张所采取的人为低压供水等，使得管网中部分用户的水压和水是不能得到全部满足，导致管网部分节点的实际配水量小于需水量，此时若采用传统给水管网计算方法会造成计算计算结果与实测监测值不符。为此，引入管网节点压力与节点流量之间的关系曲线，在牛顿-拉夫森迭代过程中，考虑节点流量随压力的动态变化，同时求解管网节点实际配水量与节点压力。用管网算例和实际管网模型验证了方法的可行性。