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输水管网模糊地震可靠性的 Monte Carlo 法分析程序

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地震研究 1989年第3期12卷 260-271页

作者：刘锡荟王海燕张锐电子科学院知识工程研究所

本文详细介绍了笔者所建议的运用模糊图理论和方法进行城市输水管网的地震可靠性分析途径和计算程序。对于输水管网中每段管道的震害预测,建立了相应的专家系统。在此基础上,定义了管网系统的模糊可靠性,更好地反映了人们对于管道损坏... 详细信息

本文详细介绍了笔者所建议的运用模糊图理论和方法进行城市输水管网的地震可靠性分析途径和计算程序。对于输水管网中每段管道的震害预测,建立了相应的专家系统。在此基础上,定义了管网系统的模糊可靠性,更好地反映了人们对于管道损坏状态估计的模糊性和对可靠性要求上的模糊性。以模糊矩阵来描述输水管网的状态是十分方便的。通过计算模糊矩阵的传递闭包,极易找出最短路、关键段等。由于地震作用和管道抗震能力都是随机的,因此整个管网系统的可靠性分析是藉助Monle Carlo法进行的。以Monle Carlo法对模糊图进行分析,从而得到管网的地震可靠性,这还是首次。用PASCAL和PROLOG编制了在微机上实用的计算机程序,特别是以智能语言PROLOG编制的程序,更有许多特色。由于采用了一些技巧,使在微机上可以分析相当大的系统,为城市抗震防灾工作提供了一个有力的工具。

关键词：输水管网模糊图理论地震可靠性

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低压管道输水管网出水口的几种型式

水利水电技术 1990年第12期21卷 39-41页

作者：金永堂刘群昌赵音水利水电科学研究院

低压管道输水灌溉具有许多优点,因此发展很快.近几年来北方井灌区已发展了近4000万亩.但是,全国适合搞管道灌溉的井灌区和扬水灌区有3.0亿多亩,还有近4.0亿亩的渠灌区末三级渠道也都有待采用低压管道输水灌溉.

关键词：管道输水管网出水口型式低压

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输水管网水力模型在线校核算法研究

输水管网水力模型在线校核算法研究

作者：陈茜西安理工大学

学位级别：硕士

在我国,许多输水管网已经运行多年,由于管道的锈蚀,管道内水垢、微生物、铁锈的沉积,导致管道的摩阻系数和管径发生变化,而实际用水量(节点需水量)也会随时间不断发生变化。因此在构建管网水力模型时,管道的摩阻系数、管径和节点需水量... 详细信息

在我国,许多输水管网已经运行多年,由于管道的锈蚀,管道内水垢、微生物、铁锈的沉积,导致管道的摩阻系数和管径发生变化,而实际用水量(节点需水量)也会随时间不断发生变化。因此在构建管网水力模型时,管道的摩阻系数、管径和节点需水量都无法直接测量,故需要对其进行校核。然而,在对管网水力模型进行校核时,可能会存在一个、两个或多个参数同时不准确的情况,如何有效校核水力模型并提高校核效率是管网建模领域中一项具有挑战性的难题。本文以输水管网水力模型单参数校核和多参数校核为研究内容,主要开展以下工作:(1)介绍了管网水力模型基本原理和建模基本方法,分析了管道参数误差对模型精度的影响,说明模型校核的必要性。分析现有管网水力模型校核方法,结合实际工程对算法精度和在线运行效率的要求,提出基于加权最小二乘的模型参数校核方法,并对算法原理和步骤进行详细说明。(2)研究单参数在线校核方法,将管网水力模型参数校核转化为优化问题,构建目标函数并采用加权最小二乘算法进行求解。对管道摩阻系数进行校核:为了降低未知量的维数,让管道根据管龄和管材对管道进行分组,对分组后的管道应用实际输水管网进行摩阻系数的校核。对节点需水量进行校核:因为在实际工程中输水管网布置的监测点数较少,而需要校核的节点需水量偏多,该校核问题是一个欠定问题。为了解决该问题,采用了节点需水量的聚合法来降低未知量的维数。在节点需水量聚合的基础上,通过实际管网的验算来说明该方法的适用性和可行性。最后,研究了节点压力和管道流量监测点优化布置对校核算法的影响。(3)研究多参数在线校核方法,构建含有两个未知参数的目标函数,采用两步顺序法对管道摩阻系数和节点需水量同时进行校核并利用实际输水管网进行验证。分析管道摩阻系数和管径的关系:结论表明如果管道摩阻系数和管径同时不准确时,可以看作是只校核其中一个参数。

关键词：输水管网水力模型加权最小二乘算法单参数校核多参数校核

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丘陵地区乡镇输水管网优化与应用

给水排水 2018年第7期44卷 124-128页

作者：王圃胡弈超孙仁益重庆大学城市建设与环境工程学院重庆400045 福州城建设计研究院有限公司福州350001

根据丘陵地区地形高差大的特点,建立多级加压的输水管网优化数学模型。以经济性为目标,考虑了管材耐压等级的选择对管道造价的影响,提出耐压等级存在系数解决输水管道造价表达问题,将加压泵站作为管段和节点划分的依据,利用MATLAB拟合... 详细信息

根据丘陵地区地形高差大的特点,建立多级加压的输水管网优化数学模型。以经济性为目标,考虑了管材耐压等级的选择对管道造价的影响,提出耐压等级存在系数解决输水管道造价表达问题,将加压泵站作为管段和节点划分的依据,利用MATLAB拟合得出管线长度与高程的函数表达式,建立关于管径、中途加压泵站数量、管材耐压等级的年折算费用目标函数数学表达式。选择人工免疫算法对优化模型进行求解,得出经济管径、加压级数和泵站位置以及管段耐压等级的优化方案,根据某实例的优化结果可知,该模型合理有效,可适用于丘陵地区乡镇的输水管网优化设计。

关键词：丘陵地区管材耐压等级输水管网优化模型人工免疫算法

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基于极限学习机的输水管网暗漏预测方法研究

计算机仿真 2022年第10期39卷 506-510页

作者：王小娟胡兵马燕刘文新疆工程学院数理学院新疆乌鲁木齐830023 新疆工程学院控制工程学院新疆乌鲁木齐830023

针对输水管网暗漏难以预测的问题,提出一种基于极限学习机(Extreme Learning Machine, ELM)的输水管网暗漏预测方法。方法通过分析某校园老医务室楼用水量数据,选取用水量数据平稳的五月、六月夜间用水量数据作为数据集,建立BP神经网络... 详细信息

针对输水管网暗漏难以预测的问题,提出一种基于极限学习机(Extreme Learning Machine, ELM)的输水管网暗漏预测方法。方法通过分析某校园老医务室楼用水量数据,选取用水量数据平稳的五月、六月夜间用水量数据作为数据集,建立BP神经网络、RBF神经网络、ELM神经网络预测模型,预测结果表明,ELM神经网络具有最优的预测效果,RBF神经网络预测效果相对较好,BP神经网络预测效果较差。ELM能够很好的预测输水管网的暗漏,为输水管网暗漏检测及预测提供借鉴和参考。

关键词：输水管网暗漏极限学习机预测神经网络

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JS输水管网水力建模及应用

JS输水管网水力建模及应用

作者：司伟超杭州电子科技大学

学位级别：硕士

长距离高落差重力流输水管网的水锤防护与优化调度,对均衡配水,维持管道常年动态低压,保护管道安全,保障居民正常用水具有重要意义。JS输水管网投入使用后,部分水厂用水情况与设计工况有所差别,出现超额用水情况,易造成管道拉空甚至水... 详细信息

长距离高落差重力流输水管网的水锤防护与优化调度,对均衡配水,维持管道常年动态低压,保护管道安全,保障居民正常用水具有重要意义。JS输水管网投入使用后,部分水厂用水情况与设计工况有所差别,出现超额用水情况,易造成管道拉空甚至水锤。另外某些水厂的高程低于设计值,造成局部高压,影响管道安全。实际生产活动中,各水厂采用人工经验调度,未能考虑整个管网系统的压力平衡,导致工况多变,且不能充分发挥各分水厂蓄水池的调蓄作用。围绕此间问题,本文开展以下研究工作:***输水管网稳态水力建模研究。根据JS输水管网的CAD设计图以及SCADA实测数据,在EPANET2.2中建立待率定模型,针对部分节点高程与设计值出入较多的情况,首先对JS输水管网模型进行粗调,然后采用布谷鸟算法建立稳态校核模型,利用5个稳定工况率定模型参数,完成管网稳态水力模型的精调,并通过历史运行数据验证。通过对异常时刻分析得知,当管网系统处于非稳定状态时,稳态模型将不再适用。2.面向JS输水管网实际工况的水锤分析。在稳态水力模型的基础上,建立JS输水管网的瞬态水力模型,首先对稳态/瞬态水力模型的压力敏感性分析,得出节点压力与管网系统各参数之间的关系,辅助瞬态模拟中的水锤分析。其次,对JS输水管网各水厂入水口进行关阀实验,得出各水厂符合实际工况的安全关阀策略;通过对泄压阀历史压力值以及各水厂历史用水量、压力进行分析,重新调整了泄水阈值,减小实际工况下管网系统的压力波动。此外,针对JS输水管网第一处分水点(82+462)前易发生关阀水锤的现状,在已有的防水锤设施基础上,进行优化计算,添加新的防水锤装置,以保障管网系统的安全。***输水管网静态/动态配水调度研究。首先进行用水量因素分析,确定出池流量时序数据作为预测模型的输入参数。通过几种方法的预测结果对比,最终选择长短期记忆神经网络(LSTM)模型用于水厂的出池流量预测。根据各水厂蓄水池几何参数建立蓄水池模型,结合输水管网稳态水力模型,建立管网静态/动态调度模型,完成日常配水调度工作。实例表明,该方法能够有效降低管道升压以及降低阀门调整次数,可以用于指导日常生产活动。

关键词：输水管网长距离重力流稳态建模水锤分析优化调度

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动态规划法在输水管网优化中的应用

安徽农业科学 2010年第25期38卷 13840-13842页

作者：樊鹏李书阁徐君冉河南省科学院地理研究所河南郑州450052 深圳市深水水务咨询有限公司广东深圳518000 河北省水利水电第二勘测设计研究院河北石家庄050021

以某输水管网为例,采用动态规划法对其进行优化。以管网年折算费用最小为目标函数,以节点水压等为约束条件,用枚举法对备选管径进行优选,使目标函数取得最小值的那一组为最优管径。

关键词：动态规划输水管网优化

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多水源灌溉系统输水管网工程优化问题研究

多水源灌溉系统输水管网工程优化问题研究

作者：陈赛玥西南交通大学

学位级别：硕士

长期以来农业都是我国的立国之本。农业作为耗水大户，每年用水量占全国总用水量的 80%以上，而传统灌溉方式的水利用系数仅为 0.5。随着社会经济的快速发展，各项生产活动对水资源的需求日益增加，农业用水的稳定性受到了极大的影响。... 详细信息

长期以来农业都是我国的立国之本。农业作为耗水大户，每年用水量占全国总用水量的 80%以上，而传统灌溉方式的水利用系数仅为 0.5。随着社会经济的快速发展，各项生产活动对水资源的需求日益增加，农业用水的稳定性受到了极大的影响。加上我国水资源分布不均，各地区都存在不同程度的缺水问题。因此，农业生产中水资源的供需矛盾必须解决，而解决问题最重要的途径就是发展节水灌溉。与传统明渠配水方式不同，节水灌溉输水管网将水资源加压后通过管道输送至需水区域以减少蒸发渗漏损失、提高用水效率，在农业灌溉工程中得到了广泛的应用。因此考虑多水源灌溉系统输水管网工程优化问题具有非常重要的意义。　　管道网络优化包括管网布置和管网设计两个子问题，现有研究多将管网优化的两个子问题视为独立的阶段分步优化。本文旨在为水资源匮乏地区的灌溉系统解决修建补充水源的数量、选址及其管网优化方案以降低灌溉系统的建设成本和运行成本，因此考虑灌溉系统水源选址的同时，协同优化管网布置和管网设计两个子问题。首先对水源选址和管网优化的相关背景和现实问题进行分析;其次基于运筹学中选址问题和生成树相关理论背景，在考虑水力约束、供需平衡等约束的条件下，以最小化灌溉系统水资源分配成本和管网安装成本为目标函数建立了混合整数非线性规划模型，并设计相应的算法。求解算法将局部搜索与精确算法结合，以最小生成树算法产生的布置形态及其系统总成本作为初始布置形态和初始系统总成本，根据问题特性设计初始布置形态的邻域并搜索以改变管网布置，采用Gurobi求解器计算关于水资源分配成本的运输模型和求解管网安装成本的 0-1 整数规划模型，寻求总成本更低管网实施方案。数值实验部分对比了本文设计的混合启发式算法和分步优化算法，证明了算法对于优化灌溉系统输水管网工程问题的有效性。

关键词：多水源灌溉系统输水管网水源选址布置方法优化设计

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输水管网震害最危险路随机模糊网络预测方法

华南地震 1990年第1期10卷 27-41页

作者：刘锡荟王海燕张大名机电部电子科学研究院广东省地震局

输水管网的破坏,会导致地震灾害的严重扩大。输水管网的震害预测,已有运用随机模糊网络进行关键段的分析和管路可靠性的分析方法。本文建议的模糊最危险路(或最可靠路)分析,把管段的可靠性概率,扩展为语言概率,从而可以很好地容纳模糊性... 详细信息

输水管网的破坏,会导致地震灾害的严重扩大。输水管网的震害预测,已有运用随机模糊网络进行关键段的分析和管路可靠性的分析方法。本文建议的模糊最危险路(或最可靠路)分析,把管段的可靠性概率,扩展为语言概率,从而可以很好地容纳模糊性,使输水管的震害预测更加合理,为城市抗震防灾服务。

关键词：输水管网震害随机模糊网路可靠性地震作用