[发明专利]给水管网水力模型构建过程中拓扑结构连通性检查与校正方法

摘要

给水管网水力模型构建过程中拓扑结构连通性检查与校正方法，属于市政工程管网信息技术领域。该方法是在利用给水管线GIS图层自动创建管网拓扑结构、并删除孤立管段和节点后，根据拓扑结构中邻近节点对的连接关系、节点与管段的连接关系，对管网拓扑结构的连通性进行批量检查与校正修改。首先，根据给水模型导出的节点信息计算节点对间的距离，并筛选出距离异常的邻近节点对；接着，对距离异常的节点对之间的管段连接情况进行检查；最后对无相连管段的距离异常节点对进行拓扑结构的校正。该发明提供的拓扑结构连通性检查与校正的方法，快速准确且可批量式操作，对给水管网的构建有重要的意义。

主权项

1.一种给水管网水力模型构建过程中拓扑结构连通性检查与校正方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)计算给水管网水力模型中节点对之间的距离首先导出给水管网模型中的节点和管段信息：节点标号ID_node，节点坐标(X,Y)，管段标号ID_pipe，管段上、下游节点标号；通过模型节点坐标(X,Y)，循环计算所有节点对之间的几何距离d；(2)查找距离异常的邻近节点对设定节点对距离异常的判别阈值f，检查所有节点对之间距离d是否小于判别阈值f；若d≤f，将此节点对记为“距离异常节点对”；若存在距离异常节点对，则记录距离异常节点对的节点号为ID_node_1、ID_node_2，并将此节点号记为“距离异常节点”，进行步骤(3)；否则，转步骤(6)；(3)判断距离异常节点对间是否有直接相连管段在管网模型的所有管段信息中，查找上、下游节点标号中含有节点号ID_node_1的管段，将此管段集合记为ID_pipe_1；在管段集合ID_pipe_1中，查找这些管段的另一个端点，其集合记为ID_node_1*；判别ID_node_1*集合中是否含有节点号ID_node_2；若有，则距离异常节点对(ID_node_1，ID_node_2)间存在直接相连的管段，且拓扑连通性正常，转步骤(6)；若无，则距离异常节点对(ID_node_1，ID_node_2)无直接相连的管段，进行步骤(4)；(4)判断距离异常节点对间是否有间接相连管段4.1设置间接相连检查的参数在管网模型的所有管段信息中，查找上、下游节点标号中含有节点号ID_node_1的管段，将此管段集合记为ID_pipe_1；在管段集合ID_pipe_1中，查找这些管段的另一个端点，其集合记为ID_node_1*；根据距离异常的判别阈值f及管网实际情况，设定间接相连管段判别级数n，间接相连检查是一个循环检查的过程，循环次数即为判别级数n，判别级数n表示判断邻近节点对之间是否通过了n个节点及相应管段间接相连接，级数i(i＝1～n)表示循环检查过程中正在执行的级数，后一级i+1的循环，以前一级i的结果作为条件，即将前一级i的节点集合ID_node_2*重新记为ID_node_2_S；在后一级循环过程管网模型的所有管段信息中，查找上、下游节点标号中含有节点集ID_node_2_S中节点的管段，将此管段集合记为ID_pipe_2_S；在管段集合ID_pipe_2_S中，查找这些管段的另一个端点集合再次记为ID_node_2*；令检查级数i的初值为1；4.2查询距离异常节点的邻接节点集若i＝1，在管网模型的所有管段信息中，查找上、下游节点标号中含有节点号ID_node_2的管段，将此管段集合记为ID_pipe_2；在管段集合ID_pipe_2中，查找这些管段的另一个端点集合记为ID_node_2*；若i>1，将前一级循环的节点集合ID_node_2*重新记为ID_node_2_S；在后一级循环过程管网模型的所有管段信息中，查找上、下游节点标号中含有节点集ID_node_2_S中节点的管段，将此管段集合记为ID_pipe_2_S；在管段集合ID_pipe_2_S中，查找这些管段的另一个端点集合再次记为ID_node_2*；4.3判别距离异常节点对间是否存在第i级间接相连管段；判别集合ID_node_1*与ID_node_2*是否有相同的节点，若是，则邻近节点对(ID_node_1，ID_node_2)间存在第i级间接相连的管段，且拓扑连通性正常，转步骤(6)；若否，邻近节点对(ID_node_1，ID_node_2)无第i级间接相连的管段，继续进行后一级循环；再次令i＝i+1，若i≤n，重复进行步骤4.1～4.3；若i>n，进行步骤(5)；(5).无相连管段节点对的拓扑结构校正对于节点对(ID_node_1，ID_node_2)，若无直接和间接相连管段，称之为无相连管段节点对；判别集合ID_pipe_1和ID_pipe_2中的管段数量是否均为1，若是，则节点ID_node_1和ID_node_2的邻接管段关系简单，进行抽样复核后可进行批量修改，增加一个管段将节点ID_node_1和ID_node_2相连，增加的连接管段属性信息设置参考ID_pipe_1或ID_pipe_2管段信息；若否，则节点ID_node_1和ID_node_2的邻接管段关系复杂，需根据实际档案资料人工复查后校正，进行步骤6；(6)连通性检查与修正结束。