供水管网系统漏损智能化控制技术研究与应用

论文摘要

城市供水管网系统是一个城市的命脉,随着管网漏损问题的日益突出,以及近些年来对于管网漏损控制课题的研究愈加深入,漏损控制开始从传统的检漏、控制方法向智能化、数字化控制的方向发展。针对目前国内外管网的漏损现状,总结分析管网漏损存在的基本形式和影响漏损的十大因素,认为要高效地控制漏损,必须结合传统的控制方法研究新的方法;对当前国内外漏损检测技术、漏损控制理论的研究进展进行了总结,依据智能化控制方法的一些优势和不足进行了项目可行性研究。管网建模是进行管网漏损智能化控制的基础。依据管网微观水力模型建模理论,介绍了管网建模的基本思路和流程,着重对管网建模中压力监测点的优化布置方法进行了研究,最后对前期开发的马鞍山市供水管网在线优化调度系统功能模块进行了简单介绍。运用灰色模型编制的C++程序对马鞍山市12年的管网漏损频率进行预测,最大相对误差为5.18%;对该市某管段的漏损发生时间进行预测,误差控制在可接受的范围之内;分别运用时间序列的三次指数平滑模型和灰色神经网络模型（GRBF）预测2003～2004年间管网的漏失水量,结果显示GRBF模型的精度要高于三次指数平滑模型,结论指出,在考虑多因素影响的情况下进行漏失水量的预测,其精度比单纯依靠漏失水量数据预测的精度有显著提高。针对马鞍山市供水管网系统的特点,首先建立了该市管网漏失安全性的指标评价体系,分为6个准则层及24个指标层。运用层次分析法（AHP）结合模糊评价法对该市管网的漏失安全性进行综合评价,结果表明,该市的管网属于“一般安全”的等级,并根据计算结果对各种漏失的原因及其影响程度进行了分析,验证了评价模型的合理性;最后介绍了数字化管理系统各个模块的功能并对需要改进与完善的内容进行了概括。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出及研究背景
• 1.1.1 管网漏损的形式
• 1.1.2 管网漏损的原因
• 1.2 管网漏损检测技术发展现状
• 1.2.1 国外检漏技术现状
• 1.2.2 国内检漏技术现状
• 1.3 本文主要研究内容及方法
• 1.3.1 本文主要研究内容
• 1.3.2 本文采用的研究方法
• 第2章 管网漏损智能化控制可行性分析
• 2.1 管网漏损智能化控制的研究现状
• 2.1.1 国外研究现状
• 2.1.2 国内研究现状
• 2.2 智能化控制的优势与不足
• 2.2.1 智能化控制技术的优势
• 2.2.2 存在的问题
• 第3章 基于漏失控制的管网模型构建
• 3.1 马鞍山市供水管网现状调查
• 3.1.1 马鞍山市供水概况
• 3.1.2 马鞍山市供水管网的特点
• 3.1.3 存在的问题
• 3.2 马鞍山市管网压力变化规律研究
• 3.2.1 压力监测点的优化布置
• 3.2.2 测压点优化程序的设计
• 3.3 马鞍山市供水管网优化调度系统开发
• 3.3.1 马鞍山市管网模型的建立
• 3.3.2 管网在线优化调度系统的开发
• 3.4 小结
• 第4章 管网漏损预测模型研究
• 4.1 数学方法分析
• 4.1.1 灰色系统理论
• 4.1.2 人工神经网络
• 4.1.3 时间序列分析法
• 4.2 漏损频率及时间预测模型的建立
• 4.2.1 灰色预测模型的建立
• 4.2.2 管网漏损频率预测
• 4.2.3 管道漏损时间预测
• 4.3 漏失水量预测模型的建立
• 4.3.1 三次指数平滑模型的建立
• 4.3.2 GRBF 预测模型的建立
• 4.4 小结
• 第5章 管网漏损安全性评价模型研究
• 5.1 管网漏损安全性评价基本内涵
• 5.1.1 管网安全评价流程
• 5.1.2 层次分析法（AHP）简介
• 5.2 安全评价指标体系的建立
• 5.2.1 建立指标体系的基本原则
• 5.2.2 建立指标评价体系过程
• 5.3 管网漏损安全模糊综合评价模型的建立
• 5.3.1 模糊评价理论简介
• 5.3.2 模糊评价模型的建立
• 5.3.3 综合评价及结论
• 5.4 小结
• 第6章 数字化管理系统的改进与完善
• 6.1 漏损控制模块功能简介
• 6.2 数字化系统集成
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间学术论文及科研工作
• 致谢