[发明专利]城市排水管网在线水力模型建模方法

权利要求书

1.一种城市排水管网在线水力模型建模方法，包括模型输入模块、模型计算引擎主模块、模型输出模块以及模型控制模块，其特征在于：该方法建模步骤如下：

(1)基于地理信息系统的城市排水管网水力模型的建立，具体包括：

a.建立基于地理信息系统的排水管网静态数据库：

排水管网静态数据库存储在线水力模型所需的检查井、管道、泵站、堰、排水口、雨水池这些静态属性数据，这些静态数据作为在线模型输入模块的数据源在建模中使用；

b.创建管网事件水力模型：

按照排水管网水力模型组建要求，创建管网事件模型，事件模型由4个子模块组成，分别是模型初始化子模块、步长计算子模块、计算控制子模块、模型终止子模块；

(2)率定管网事件水力模型：

调整模型中汇水区与管网参数，使得模型结果吻合实测数据，并采用数学优化技术进行率定；

(3)在线模型控制模块的建立：

采用Delphi工具构建在线模型控制模块；

(4)在线水力模型的建立：

对排水管网事件水力模型进行在线化改造成为在线模型计算引擎主模块，将事件计算引擎主模块中步长计算子模块进行时间-空间计算分离，在特定时间点处保存管网模型状态数据文件，即：在线水力模型运行方式是在控制模块的控制下，以当前排水管网状态为计算起点开始计算，预报未来若干时期的排水管网水情，最终当前次模型计算结束后，自动保存下次预报模拟所需的模型状态数据文件，从而周而复始实现长期在线运行；

(5)在线模型实时预报水情的实现：

在线模型系统不断接收、处理实时降雨量监测数据，通过在线水力模型模拟计算，并通过模型输出模块不断预报未来若干时段排水管网水情数据。

2.根据权利要求1所述的城市排水管网在线水力模型建模方法，其特征在于：所述的模型输入模块包括静态数据输入子模块和动态数据输入子模块；静态数据子模块提供：检查井、管道、泵站、堰、排水口、雨水池、泵站水泵机组以及整个排水管网系统空间拓扑关联信息这些参数；动态数据输入子模块提供泵站运行参数、实时降雨量数据、管网运行监测参数。

3.根据权利要求2所述的城市排水管网在线水力模型建模方法，其特征在于：所述的模型计算引擎主模块是整个在线模型的核心部分，该模块可以辨识排水管网空间拓扑关系，自组织排水管网网络水力模拟计算，完成在初始排水管网系统条件下的汇水区地面径流计算和管网水力演进计算，在指定的时间控制点存储模型状态数据文件，实现模型计算过程的数据流“时空分离”，作为下次预报模拟的计算初始条件，从而计算引擎主模块在控制模块的控制下完成在线实时预报模拟；当每次计算引擎主模块被触发进行模拟计算后，主模块生成二进制形式排水管网系统水力结果文件，并实现结果文件的实时更新。

4.根据权利要求3所述的城市排水管网在线水力模型建模方法，其特征在于：所述的模型输出模块完成三个功能：①可视化显示动态降雨量数据，实现降雨量输入数据的实时监控；②读取控制程序指定的排水管网水力结果数据；③将已读取的水力结果数据通过可视化方式展现给用户。

5.根据权利要求4所述的城市排水管网在线水力模型建模方法，其特征在于：所述的模型控制模块完成整个在线模型预报模拟的控制功能，控制在线模型运行的启闭与数据的展示。