[发明专利]一种城市供水管网结构与功能的可视化方法、系统、设备

说明书

本发明公开了一种城市供水管网结构与功能的可视化方法、系统、设备、信息化管网系统及介质，其中方法为：获取城市供水管网的各组成管道的长度、直径和经纬度数据，将所有管道按照管道经纬度数据进行拼接构成管网结构图；将管网结构图与城市数字地图进行对准处理，得到管网结构地图；采集管道起点和终点的水流压力、流量、标高，基于管道任意点相对于管道起点的压力降函数关系，计算生成管道任意点的压力变化，将管道任意点的压力变化值通过颜色映射到管网结构地图中，得到管网结构功能图；根据用户选择，显示管网结构图、管网结构地图或者管网结构功能图。本发明可对多种有关于管网结构的图像进行可视化显示，方便监管人员了解管网运行状态。

技术领域

本发明属于城市供水管网技术领域，具体涉及一种城市供水管网结构与功能的可视化方法、系统、设备、信息化管网系统及介质。

背景技术

目前，城市供水管网地理信息系统(Geographic Information System–GIS)吻合地图的可视化主要体现在供水管网系统结合城区分布显示，其具有宏观布局意义。通过采集管网监测点的瞬时压力和标高，并上传至云服务器，以点的形式在管网系统中显示。由于分布和距离的原因，检测点之间没有关系可循。而整个管网系统嵌入在城市大街小巷及楼宇小区之间，除了地理位置信息以外，没有管网的压力变化、水力坡降线、管网始端和管网末端(二次供水泵站入口)压力和流量的变化和分布信息。因此极不利于对管网运行监测、调节管理、故障诊断、运行优化等工作开展。

按照现有的GIS系统，由于其管网数据之间没有建立关联性，要实现供水管网结构与功能的集成(通过检测管网内任一位置管道内压力、瞬间流量、位置标高等参数来表示管网状态的变化)，则需要巨额资金投入和人力成本，以布置更高密度的监测点。而管网监测点分布密度直接取决于成本，因此这种方案的安装可实施性有限。

而且，目前管网结构和城市地理信息吻合地图的可视化，主要突出了管网在城市的分布状态，但没有从管网结构和功能可视化角度来考虑。

发明内容

现有的城市供水管网可视化技术，需要依赖高密度布置的众多监测点数据，导致成本高、可实施性低，因此本发明提供一种城市供水管网结构与功能的可视化方法、系统、设备、信息化管网系统及介质，可视化显示多种有关于管网结构的图像，方便监管人员了解管网运行状态。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种城市供水管网结构与功能的可视化方法，包括：

获取城市供水管网的各组成管道的长度、直径和经纬度数据，将所有管道按照管道经纬度数据进行拼接构成管网结构图；

将管网结构图与城市数字地图进行对准处理，得到管网结构地图；

建立管道任意点相对于管道起点的压力降函数关系：Δp＝f(L,D,H,Q₀,l)，Δp为管道任意点相对于起点的压力降，L为管道的长度，D为管道的直径，Q₀为管道起点的流量，H为管道终点相对于起点的标高差，l为管道任意点至起点的距离；

获取管道起点和终点的水流压力、流量、标高，基于管道任意点相对于管道起点的压力降函数关系，计算生成管道任意点的压力变化，将管道任意点的压力变化值通过颜色映射到管网结构地图中，得到管网结构功能图；

根据用户选择，显示管网结构图、管网结构地图或者管网结构功能图。

在更优的可视化方法技术方案中，采用非线性几何变换或非线性三维差分法将初始的管网结构图与城市数字地图进行对准处理。

在更优的可视化方法技术方案中，还包括：将管网结构图影射缩略为抽象管网结构图，以供用户选择显示；所述抽象管网结构图包括管网的起点、部分预设的管网终点及其至管网起点的管道和阀门井。