基于GIS管網仿真模擬系統(tǒng)的開發(fā)及應用.pdf

1、隨著我國大、中城市管網更新改造任務的逐年加大，國內大多數水司供水管網的管理體系中暴露出許多急待解決的問題。主要問題是如何詳細地、直觀地了解現有管網的運行狀況，找出其中的不合理之處，并進行管網的改、擴建優(yōu)化設計；如何適應城市的發(fā)展，對供水管網進行科學合理的規(guī)劃；如何對管網進行合理的調度，使其既滿足用戶需求又減少能源消耗；如何在重大工程施工停水前作出科學的預測及調度方案。 解決這一系列問題的根本方法是建立針對整個供水管網的水力學仿真

2、模型，將與管網運行狀態(tài)密切相關的數據信息輸入模型，由模型對數據進行分析、運算，最后通過模型運算得到的結果來分析管網的真實情況，以達到對管網運行狀態(tài)的仿真模擬效果，進而指導實際工作。實現這一目標有兩個先決條件，一是建立仿真分析模型對管網進行符合實際的模型描述。對于模型的解算而言，要想快速有效地獲得高精度的計算結果，關鍵在于模型解算方法的選擇上，所以歸結為尋找解算模型合適的算法；其次是要有能夠充分反映管網的數據信息，這些信息既包括大量的管網

3、圖形信息，也要有豐富充足的管段、附件屬性信息。其難點在于這些數量可觀的信息存儲和管理，以及數據在模型中的輸入、輸出方式。 論文就此從供水管網分析的實際出發(fā)，針對供水管網本身復雜的特性，在對多種算法分析比較的基礎上，將圖論引入到管網仿真模型的解算當中。該理論將管網附件納入管網計算，使計算結果更加符合實際情況。而且該方法適用于解算各種類型的管網，包括單水源、多水源管網，樹狀、環(huán)狀及混合型管網等。論文首次將圖論中的最小生成樹算法應用于

4、解算過程中，不僅迭代次數少、速度快，而且具有解算精度高的特點。同時通過對管段選取適當的搜索權值，利用最小生成樹算法可以自動生成整個管網分布的干線或骨干管段，這對于大型的復雜環(huán)狀網和混合網而言意義重大。 仿真系統(tǒng)的開發(fā)以GIS技術為支撐，通過建立符合GIS要求的底層數據結構，實現了對多種數據格式文件的讀取和顯示，為管網的模型運算提供了有效的數據管理方式和有力的數據組織手段。由于圖論中圖結構本身所具有的幾何及拓撲性質，使其在與GIS