[发明专利]一种基于地统计空间分析理论的供水管网无监测节点压力确定方法

权利要求书

1.一种基于地统计空间分析理论的供水管网无监测节点压力确定方法，其特征在于：选取供水管网水源泵站节点及其它带有压力监测设备的节点的压力作为已知压力，然后基于已知节点压力采用泛克里格插值法对无监测节点压力进行插值计算，从而得到供水管网无监测点的节点压力；插值计算时，用节点间压力的相对变化替代泛克里格插值法中的欧氏距离。

2.根据权利要求1所述的供水管网无监测节点压力确定方法，其特征在于：供水管网无监测节点压力确定的具体步骤为：

1）节点之间关系大小的表征：

利用供水管网的设计参数计算所有节点间压力的相对变化，用设计压力相对变化大小表征两个节点空间之间的关系；

2) 泛克里格插值法变异函数的求取：

以水源泵站监测节点为起点，根据第1）步所得，将其它监测节点与水源泵站监测节点间的相对压力变化量从小到大排序，并按变异函数定义求取变异函数值；以相对距离为横坐标，变异函数值为纵坐标，在直角坐标系中描绘其两者之间的关系曲线；与变异函数理论模型图形相比较，选用相似的理论模型并通过最小二乘法进行拟合，从而确定变异函数；

3)将第1）步的压力相对变化代入第2）步得到的变异函数，求得所有节点之间的变异函数值；

4) 在泛克里格插值过程中，各节点的压力跟该节点与水源泵站节点之间的相对压力变化有关，设该节点的压力函数为：                                                ；

其中：x为所求节点与水源泵站节点的相对压力变化；和为函数系数，其中；；、为所求权系数；为已知监测节点数；

5) 确定泛克里格插值方程中的变异函数矩阵和变异函数向量；其中变异函数矩阵中的各节点之间的变异函数值由第3）步可得；

6) 计算矩阵方程；求变异函数矩阵的逆矩阵，取=0和1分别进行矩阵计算，得到系数和的权系数向量、；

7) 将权系数向量、代入；求得节点压力函数系数和的值，则节点压力函数确定；

8) 由步骤1）可得供水管网中各个无监测节点与水源泵站节点的相对压力变化x，将x代入节点压力函数中，即可计算出各个无监测节点压力值。

3.根据权利要求2所述的供水管网无监测节点压力确定方法，其特征在于：步骤1）中节点间压力的相对变化按如下方法获得：假定管网在T时刻的总用水量，按面积比流量法进行流量分配获得管网中各个节点在T时刻的模拟用水量；以供水管网中各个节点模拟用水量、设计管长、管径、管道摩擦系数为已知条件，采用有限差分法求得矩阵，

，

其中，为管网节点流量的变化对其所有节点压力的影响；

将矩阵中的各列分别除以其对应的对角线元素即可转化为相对的压力变化矩阵， ，

矩阵的第i行、第j列元素表示节点i和节点j之间的相对的压力变化。

4.根据权利要求2所述的供水管网无监测节点压力确定方法，其特征在于：根据描绘出的关系曲线与变异函数理论模型图形的比较以及供水管网水力特性，所述变异函数理论模型选取球状模型,其协方差变异函数为

其中：为给水管网中已知压力节点之间的相对压力变化；

 为套合结构模型的块金值；

 为套合结构模型的变程；

 为套合结构模型的偏基台值；

为套合结构模型的基台值；

根据已知监测节点的压力，采用最小二乘法得出上述函数中的系数。