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基于模型校核的给水管网漏失定位研究

基于模型校核的给水管网漏失定位研究

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作者：张清周哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

人类正面临着越来越严重的水资源缺乏问题，减少配水管网中的漏失量，不但可以节约水资源，而且可以提高供水事业的服务水平。怎样减少配水系统中水的漏失问题，供水企业正面临着越来越大的压力，因此，减少水漏失是一个需要亟需解决的... 详细信息

人类正面临着越来越严重的水资源缺乏问题，减少配水管网中的漏失量，不但可以节约水资源，而且可以提高供水事业的服务水平。怎样减少配水系统中水的漏失问题，供水企业正面临着越来越大的压力，因此，减少水漏失是一个需要亟需解决的问题。我国供水管网复杂，漏失点定位难度大，漏失点定位问题长期困扰着供水行业。本论文提出了一个基于模型校核的配水管网漏失定位的优化模型。假定模型某个确定的节点存在漏失，节点的漏失量与节点的压力相关需水量有关，在选定的模型节点处通过计算孔口流量来模拟漏失量。通过优化漏失节点的位置及相关的喷射系数（例如：压力和流量模型中的计算值与实际观测值之间差别的最小化）来建立漏失检测模型。本论文提出了一种新型的智能优化算法——布谷鸟优化算法，对漏失检测模型进行求解。该算法灵感来自于布谷鸟种群特殊的生活方式，该算法具有以下特点：（1）具有很快的收敛速度，终止迭代次数明显少于遗传算法和粒子群算法，计算效率是遗传算法和粒子群算法的四倍以上;（2）计算过程中能够及时释放计算机内存，内存占有量少。因此，布谷鸟优化算法优于遗传算法和粒子群算法。通过用一些基准的测试函数及工程实例来检验改算法，证明该算法有能力解决困难的优化问题。本论文采用两个工程实例来说明实际管网漏失检测方法。（1）通过夜间最小流量分析确定漏失区域;（2）对比分析计量表的变化，找出流量变化明显的计量表，画出其供水路径，该供水路径内的管段认为存在新的漏失，缩小了漏失区域;（3）通过压力相关漏失定位模型计算漏失区域内的节点喷射系数，确定漏失热点位置，进一步缩小漏失区域;（4）应用漏失检测仪器现场检测漏失热点附近管道，确定漏失的准确位置。工程实例说明利用夜间最小流量时段的现场监测点的实测数据导入到压力相关漏失定位模型进行漏失热点定位是一个十分有效的方法，比传统的系统扫描式漏损检测法更为有效，可提高工效3倍以上。

关键词：供水管网漏失检测模型布谷鸟优化算法节点喷射系数

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