【摘要】：規(guī)模龐大、布局繁雜、強擾動是城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)的主要特征,展開預測建�？梢愿玫卣瓶仄溥\行規(guī)律,促進日常調(diào)度、運行優(yōu)化及應急處理能力。為此,本課題以對城市供水管網(wǎng)的水力模型進行建立并進行相關的運行狀態(tài)估計工作。以中原某市自來水廠實驗管網(wǎng)為例,采用運行與監(jiān)控數(shù)據(jù)和實驗管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫中收集整理的相關數(shù)據(jù),建立了實驗管網(wǎng)的水力模型。經(jīng)由對比可知,該模型與實際管網(wǎng)運行狀態(tài)趨于一致,模擬壓力值與測量值的平均絕對誤差為0.0021MPa,建成的水力模型精度較高。由于城市供水管網(wǎng)監(jiān)測點較少,收集到的歷史數(shù)據(jù)有限,不能有效反應管網(wǎng)的運行狀態(tài)的規(guī)律。選取中原某市某區(qū)域作為研究對象,該區(qū)域中共有12個監(jiān)測點,基于該區(qū)域的實際運行數(shù)據(jù),建立基于回歸樹的兩種預測模型。采用CART回歸樹和模型樹對訓練數(shù)據(jù)進行遞歸構建二叉樹,得到預測模型并選取該區(qū)域中的監(jiān)測點11、監(jiān)測點12的壓力值進行預測。最后,該區(qū)域?qū)嶒炃闆r如下:CART回歸樹模型對監(jiān)測點11、監(jiān)測點12的預測壓力與實測壓力的誤差在5%以內(nèi),模型樹對監(jiān)測點11、監(jiān)測點12的預測壓力與實測壓力誤差在10%左右。經(jīng)過實驗得到,CART回歸樹模型的預測誤差較低且能對單個或多個監(jiān)測點進行預測,預測效果較好,對管網(wǎng)運行狀態(tài)的估計有一定的指示作用。
【圖文】：

圖 2-1 城市供水管網(wǎng)模型建模流程圖Fig2-1 Flow chart of model modeling for urban water supply network2.5.2 實驗管網(wǎng)數(shù)據(jù)收集本文以中原某市自來水廠中的實驗供水管網(wǎng)作為建模依據(jù)，該實驗供水管網(wǎng)共有三層，由于第一層和第二層的供水管網(wǎng)腐蝕嚴重，無法準確得到管網(wǎng)的摩阻系數(shù)，所以我們選取中原某市自來水公司實驗供水管網(wǎng)的第三層管網(wǎng)作為建模背景。通過對中原某市自來水廠的管網(wǎng)系統(tǒng)相關數(shù)據(jù)的讀取，，可以得到管網(wǎng)的相關屬性數(shù)據(jù)有：管段長度、管段直徑、管段管材、鋪設年代，同時也包括閥門、水表、流量計的相關位置等。節(jié)點的標高是實測數(shù)據(jù)，在這些數(shù)據(jù)的基礎上，已經(jīng)基本可以建立管網(wǎng)數(shù)字化拓撲結構。實驗管網(wǎng)中有關運行數(shù)據(jù)主要采用人工測量讀取的方式，包括：供水總管的壓力、流量的實時監(jiān)控；管網(wǎng)中節(jié)點流量監(jiān)控數(shù)據(jù)、壓力監(jiān)測點的壓力等[27]。

2 城市供水管網(wǎng)水力模型的建立及應用另外，閥門的開啟度、水泵的開合情況等狀態(tài)數(shù)據(jù)，是按照需要進行人工設置的[28]。2.5.3 管網(wǎng) EPANET 可視化建模EPANET2.0 軟件是美國環(huán)保局開發(fā)的計算機程序軟件，主要可以對管網(wǎng)的水力和水質(zhì)特性進行模擬，并可以對管網(wǎng)的拓撲簡圖進行相應的繪制，實現(xiàn)拓撲簡圖的可視化。管網(wǎng)由管道、節(jié)點、泵站、閥門和水池等主要部件構成。根據(jù)對供水管網(wǎng)結構圖進行簡化，將其在 EPANET2.0 中簡化為由點、線組成的拓撲簡圖，同時，按照 EPANET2.0 能夠識別的數(shù)據(jù)格式類型對實驗管網(wǎng)的數(shù)據(jù)進行整理，實現(xiàn)拓撲簡圖的可視化。中原某市自來水廠實驗管網(wǎng)第三層模型拓撲結構如圖 2-2 所示：
【學位授予單位】：華北水利水電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O212.1;TU991.33

【參考文獻】

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本文編號：2626238