一种结合蚁群算法和压力相似性分析的管网压力分区方法

摘要

一种结合蚁群算法和压力相似性分析的管网压力分区方法，本发明涉及一种管网压力分区方法，结合蚁群算法和压力相似性分析的管网压力分区方法。本发明是要解决传统供水管网压力分区通常只考虑节点压力相似性，而不考虑管网拓扑结构，导致分区成本过高，工程实用性不强的问题。一、建立全管网水力模拟模型；二、将供水管网拓扑图转变为深度优先森林，并将深度优先森林划分为两个子图G_i和G_j；三、利用蚁群算法优化子图边界，使子图之间的管段连接最小化；四、对于不符合直接供水要求的区域与周围区域进行压力相似性分析，相似程度大的区域进行合并；五、断开区域之间的拓扑连接，判断是否安装减压阀，形成最终压力分区方式。本发明应用于城市供水领域。

主权项

一种结合蚁群算法和压力相似性分析的管网压力分区方法，其特征在于它按以下步骤实现：一、建立全管网水力模拟模型，并根据实测数据进行全管网水力模拟模型校核；二、将供水管网拓扑图转变为深度优先森林，并将深度优先森林划分为两个子图G_i和G_j，具体为：在供水管网拓扑图中选取一点作为起点，进行深度优先搜索，形成深度优先森林，将深度优先森林划分成两个子图G_i和G_j，保证G_i和G_j之间有管段相连，G_i和G_j中节点标注不同的颜色；其中，所述划分原则为在两个子图有管段相连的基础上，两个子图中节点数之差的绝对值最小，即尽可能使两个子图具有相同的节点数；三、利用蚁群算法优化子图边界，使子图之间的管段连接最小化；四、对所得子图重复二、三步骤直到子图数量大于要求分区数，对于不符合直接供水要求的区域与周围区域进行压力相似性分析，相似程度大的区域进行合并；五、断开区域之间的拓扑连接，利用水力模拟模型进行计算，分析各区域的降压潜力，判断是否安装减压阀，形成最终压力分区方式，即完成了结合蚁群算法和压力相似性分析的管网压力分区方法。