給水管網(wǎng)水力模型軟件與校驗(yàn)抽樣設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著信息化建設(shè)的逐步深入和供水要求的不斷提高,越來越多的供水企業(yè)認(rèn)識到了建立給水管網(wǎng)水力模型的重要性。管網(wǎng)建模是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,建立一個(gè)能夠真正實(shí)用的模型需要付出相當(dāng)多的財(cái)力和精力,采用一個(gè)架構(gòu)良好的模型軟件和一套系統(tǒng)的模型校驗(yàn)數(shù)據(jù)收集方法,不僅可以節(jié)省大量的重復(fù)勞動,而且能夠以較低的成本獲得更高精度的模型。因此,本文將模型軟件和校驗(yàn)抽樣設(shè)計(jì)作為主要研究內(nèi)容,希望能夠開發(fā)出一套較為實(shí)用的模型軟件,提出一種實(shí)用的校驗(yàn)抽樣設(shè)計(jì)算法。
　

2、　 給水管網(wǎng)水力模型軟件是進(jìn)行管網(wǎng)建模的必備工具。雖有眾多商業(yè)建模軟件,但這些軟件價(jià)格普遍較高,且未必能夠滿足水司所有的實(shí)際需求。以EPANET為代表的開源模型軟件提供了另外一種選擇,但功能有限。因此,本文提出將GIS強(qiáng)大的圖形表達(dá)能力和EPANET的模型計(jì)算能力相結(jié)合開發(fā)模型軟件。首先選擇ArcGIS作為開發(fā)用的GIS平臺,解決了EPANET數(shù)據(jù)模型與GIS數(shù)據(jù)模型的異構(gòu)問題,基于Geodatabase建立了管網(wǎng)模型數(shù)據(jù)庫。然后對E

3、PANET源代碼進(jìn)行了必要的修改,添加讀取模型數(shù)據(jù)庫的功能,并采用COM技術(shù)對其進(jìn)行了封裝。在此基礎(chǔ)上,在.NET中基于ArcGIs Engine實(shí)現(xiàn)了基本的模型軟件功能,包括管網(wǎng)流向、等水壓線和供水路徑分析等,并成功應(yīng)用于實(shí)際的建模項(xiàng)目。
　　 不確定性是導(dǎo)致給水管網(wǎng)水力模型出現(xiàn)誤差的根本原因。本文從模型結(jié)構(gòu)、模型參數(shù)、模型預(yù)測和實(shí)測數(shù)據(jù)四個(gè)方面對模型的不確定性進(jìn)行了全面分析。為消除這些不確定性的影響,得到一個(gè)較為精確的模型,

4、需要對模型進(jìn)行校驗(yàn)。模型校驗(yàn)并不只是對管線粗糙度系數(shù)和節(jié)點(diǎn)用水量的調(diào)整,而是包括了從實(shí)測數(shù)據(jù)收集到微觀校驗(yàn)的整個(gè)過程。微觀校驗(yàn)從本質(zhì)上來說是一個(gè)非線性參數(shù)估計(jì)過程,最終得到的未知參數(shù)的估計(jì)值的可信程度取決于實(shí)測數(shù)據(jù)的數(shù)量和質(zhì)量,而實(shí)測數(shù)據(jù)收集是一個(gè)典型的實(shí)驗(yàn)過程,通過優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠以較小的成本得到具有較高可信度的未知參數(shù)的估計(jì)值?；诖?本文在實(shí)驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上將校驗(yàn)抽樣設(shè)計(jì)構(gòu)造為一個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化問題,目標(biāo)包括成本和不確定性兩類,通過