【技術實現步驟摘要】
本申請涉及供水管網領域，尤其涉及一種供水管網節點需水量在線分配方法。
技術介紹
1、城市供水管網是城市基礎設施中至關重要的一部分，它承擔著向居民、工業和商業區域提供飲用水的重要任務。管網系統通過輸送和分配水資源，滿足城市居民和各種設施的日常生活和生產需求，從而保障了城市的正常運轉和發展。
2、管網水力模型作為管網設計和運行的重要工具，通過數學和物理原理模擬管網內水流的特性和行為。它可以幫助工程師們預測管道中水的流速、流量、壓力及水頭損失，從而有效地優化管網的設計方案、提高供水效率、減少能源消耗，并確保管網系統的安全穩定運行。管網水力模型中的一個重要參數是節點需水量，描述了各個節點（如小區、住宅樓、建筑、工廠等）對水的需求情況，合理準確地確定節點需水量，有助于管網系統合理配置水資源，保證各個節點的正常用水，同時最大限度地減少浪費和損失，因此，節點需水量的準確確定對于管網系統的規劃、設計和運行管理具有重要意義。
3、目前，對于水力模型中節點需水量的確定方法主要為平均分配法、比流量法以及根據抄表系統的數據分析結果進行分配，其中，前兩種方法忽視了沿線供水人數和用水量的差別，得出的需水量與實際情況相差較大，第三種方法需要依靠大量的抄表數據，成本高，且操作繁瑣，在實踐中實現較為困難。
技術實現思路
1、本申請實施例提供了一種供水管網節點需水量在線分配方法，能夠根據當前供水管網的工況信息，快速得到節點需水量的分配方案，以解決目前節點需水量確定方法所存在的誤差大以及成本高等
2、本申請實施例提供一種供水管網節點需水量在線分配方法，包括：
3、根據供水管網的基礎信息建立供水管網水力模型，其中，所述基礎信息包括供水管道信息和管網節點信息；
4、獲取供水管網在不同時刻的工況信息，其中，所述工況信息包括閥門和水泵的運行狀態以及監測設備的位置信息和監測數據，所述監測數據包括壓力監測值；
5、根據所述位置信息在所述供水管網水力模型中確定最為接近的管網節點，將所述管網節點與對應的監測設備進行關聯；
6、根據相鄰時刻的工況信息計算單位時間的流量數據；
7、根據所述基礎信息、單位時間的流量數據以及對應時刻的工況信息，計算不同管網節點的需水量；
8、將所述不同管網節點的需水量輸入所述供水管網水力模型，得到不同管網節點的壓力模擬值，將所述不同管網節點的壓力模擬值與對應的壓力監測值進行對比，將誤差符合預設條件的壓力模擬值對應的需水量以及流量數據存入數據集；
9、建立水量實時分配模型，根據所述數據集對所述水量實時分配模型進行訓練，保存訓練完成后的水量實時分配模型；
10、將當前時刻的工況信息輸入所述訓練完成后的水量實時分配模型，得到管網節點的需水量。
11、在一種可行的實現方式中，所述根據相鄰時刻的工況信息計算單位時間的流量數據后，將單位時間的流量數據以及對應時刻的閥門和水泵的運行狀態進行關聯存儲。
12、在一種可行的實現方式中，所述基礎信息還包括水泵信息、閥門信息和水庫信息。
13、在一種可行的實現方式中，所述供水管道信息包括管道編碼、管徑、管長、hazen-williams系數、起始節點編碼和終止節點編碼；
14、所述管網節點信息包括節點編碼、節點坐標和節點高程；
15、所述水泵信息包括水泵編碼、起始節點編碼、終止節點編碼、水泵類型和揚程-流量曲線；
16、所述閥門信息包括閥門編碼、起始節點編碼、終止節點編碼和閥門類型；
17、所述水庫信息包括水庫編碼、水庫坐標和水位高程。
18、在一種可行的實現方式中，所述監測設備包括流量計和壓力計，所述監測數據還包括瞬時流量和累計流量；
19、所述根據相鄰時刻的工況信息計算單位時間的流量數據，包括：根據相鄰時刻的累計流量計算單位時間的流量數據。
20、在一種可行的實現方式中，所述將所述不同管網節點的需水量輸入所述供水管網水力模型，得到不同管網節點的壓力模擬值，包括：
21、根據所述不同管網節點的需水量計算水頭損失；
22、根據所述水頭損失確定管網節點的壓力模擬值。
23、在一種可行的實現方式中，所述水頭損失的計算公式為：
24、
25、式中，為水頭損失，為h-w系數，為管徑，為管長，為管道中的瞬時流量。
26、在一種可行的實現方式中，將所述數據集劃分為訓練集、驗證集和測試集，所述訓練集、所述驗證集和所述測試集的比例為7：2：1。
27、在一種可行的實現方式中，基于lightgbm算法建立所述水量實時分配模型。
28、在一種可行的實現方式中，所述預設條件為所述壓力模擬值與所述壓力監測值的差值小于所述壓力監測值的5%。
29、本申請實施例提供的一種供水管網節點需水量在線分配方法，根據相鄰時刻的工況信息計算單位時間的流量數據，再根據單位時間的流量數據等計算不同管網節點的需水量，進而得到壓力模擬值，再將其與監測設備實際監測到的壓力監測值進行對比，將誤差符合預設條件的壓力模擬值對應的需水量確定為對應節點的需水量，以此對水量實時分配模型進行訓練。在供水系統實時運行的情況下，將當前時刻的工況信息輸入訓練后的水量實時分配模型，能夠快速精準地確定管網節點的需水量，有效提升供水管網水力模型的模擬精度，從而解決現有技術誤差大、成本高且難以實現的問題。
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1.一種供水管網節點需水量在線分配方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的供水管網節點需水量在線分配方法，其特征在于，所述根據相鄰時刻的工況信息計算單位時間的流量數據后，將單位時間的流量數據以及對應時刻的閥門和水泵的運行狀態進行關聯存儲。
3.根據權利要求1所述的供水管網節點需水量在線分配方法，其特征在于，所述基礎信息還包括水泵信息、閥門信息和水庫信息。
4.根據權利要求3所述的供水管網節點需水量在線分配方法，其特征在于，所述供水管道信息包括管道編碼、管徑、管長、Hazen-Williams系數、起始節點編碼和終止節點編碼；
5.根據權利要求1-4任一項所述的供水管網節點需水量在線分配方法，其特征在于，所述監測設備包括流量計和壓力計，所述監測數據還包括瞬時流量和累計流量；
6.根據權利要求1-4任一項所述的供水管網節點需水量在線分配方法，其特征在于，所述將所述不同管網節點的需水量輸入所述供水管網水力模型，得到不同管網節點的壓力模擬值，包括：
7.根據權利要求6所述的供水管網節點需水量在線分配方法，其
8.根據權利要求1-4任一項所述的供水管網節點需水量在線分配方法，其特征在于，將所述數據集劃分為訓練集、驗證集和測試集，所述訓練集、所述驗證集和所述測試集的比例為7：2：1。
9.根據權利要求1-4任一項所述的供水管網節點需水量在線分配方法，其特征在于，基于LightGBM算法建立所述水量實時分配模型。
10.根據權利要求1-4任一項所述的供水管網節點需水量在線分配方法，其特征在于，所述預設條件為所述壓力模擬值與所述壓力監測值的差值小于所述壓力監測值的5%。
...【技術特征摘要】
1.一種供水管網節點需水量在線分配方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的供水管網節點需水量在線分配方法，其特征在于，所述根據相鄰時刻的工況信息計算單位時間的流量數據后，將單位時間的流量數據以及對應時刻的閥門和水泵的運行狀態進行關聯存儲。
3.根據權利要求1所述的供水管網節點需水量在線分配方法，其特征在于，所述基礎信息還包括水泵信息、閥門信息和水庫信息。
4.根據權利要求3所述的供水管網節點需水量在線分配方法，其特征在于，所述供水管道信息包括管道編碼、管徑、管長、hazen-williams系數、起始節點編碼和終止節點編碼；
5.根據權利要求1-4任一項所述的供水管網節點需水量在線分配方法，其特征在于，所述監測設備包括流量計和壓力計，所述監測數據還包括瞬時流量和累計流量；
6.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陶怡，嚴棟飛，張建奇，白春玲，陸鵬澤，范馨，
申請(專利權)人：西安航天自動化股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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