[发明专利]服务于供水管网节点需水量反演的管网监测点优化布置方法

权利要求书

1.服务于供水管网节点需水量反演的管网监测点优化布置方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)选择一个基准工况，计算各节点压力与管段流量，在基准工况下获取压力灵敏度矩阵，计算影响系数，创建压力影响系数矩阵；

(2)以既有监测点的监测值作为初始监测数据，反演出节点需水量，带入模型平差，获取反演的节点压力与管段流量，对比基础工况下的节点压力与管段流量，创建压力误差矩阵与流量误差矩阵；

(3)当需设置压力监测点时，选择压力影响系数矩阵与压力误差矩阵乘积最大值对应的节点设置为新增压力监测点；

当需设置流量监测点时，选择流量误差最大的管段设置为新增流量监测点；

(4)当监测点数目达到设定上限时终止迭代，否则返回步骤(2)继续计算，增加监测点。

2.如权利要求1所述的服务于供水管网节点需水量反演的管网监测点优化布置方法，其特征在于，步骤(1)中，创建压力影响系数矩阵，即：

(1)获取压力灵敏度矩阵

使管网i节点需水量发生微小改变，重新计算管网压力，将节点j压力变化值△H_j与节点i压力变化值△H_i求比值，获得灵敏度矩阵X：

其中，H_i、H_j为基准工况下i、j节点水压；H_i′、H_j′为i节点流量改变后i、j节点水压；n为管网节点数目；

(2)计算压力影响系数矩阵

对压力灵敏度矩阵X的第i行求和，表示i节点单位压力变化会导致整个管网所有节点的压力变化总和，形成节点压力影响系数矩阵S^H：

式中，n为管网节点数。

3.如权利要求1所述的服务于供水管网节点需水量反演的管网监测点优化布置方法，其特征在于，步骤(2)中，创建误差矩阵的方法：

将水厂出水量和既有的监测点作为初始监测数据，反演出节点需水量，带入模型平差，获取反演的节点压力H'_k与管段流量Q'_k，对比基准工况下的节点压力与管段流量，创建压力误差矩阵ε^H和流量误差矩阵ε^Q:

式中，H_k，Q_k为基准工况下节点压力与管段流量；H'_k，Q'_k为反演的节点压力与管段流量，表示节点k反演的压力平差值与基准工况的压力平差值的误差；ε^Q表示管段k反演的流量平差值与基准工况流量平差值的误差。

4.如权利要求1所述的服务于供水管网节点需水量反演的管网监测点优化布置方法，其特征在于，步骤(3)中具体为：

(1)压力监测点的选取：将压力影响系数矩阵与压力误差矩阵相乘，选择乘积最大的元素对应的节点设置为新增的压力监测点，即查找k节点，使得则k节点作为新增压力监测点；

(2)流量监测点的选取：选择流量误差最大的管段作为新的流量监测点，即查找k管段，使得则k管段作为新增流量监测点。

5.如权利要求1所述的服务于供水管网节点需水量反演的管网监测点优化布置方法，其特征在于，步骤(3)中，当需要同时布置压力和流量监测点时，先布置完所有的压力监测点，然后布置流量监测点。