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申请/专利权人：广州市自来水有限公司;浙江大学

摘要：本发明公开了一种用于城市供水管网监测点的布置优化方法，包括构建用于检索获取待优化区域内任意监测点布置方案中所有管段的最小监测流量的最小响应流量表，并以管段监测覆盖率，管段空间分区不均匀性以及管段间平均相似度出发设定三个管网监测网的效能评价函数为优化目标，对监测点布置方案进行迭代计算与多目标优化，获得用于确定优化后监测点数量与布置位置的Pareto最优解集。该方法通过检索最小响应流量表来替代传统水力模型计算来获取所有管段的最小监测流量，从而解决了管段空间分区优化过程中模拟计算量过于庞大的问题，提高了最终布置方案爆管定位工作的反馈速度与准确度。

主权项：1.一种用于城市供水管网监测点的布置优化方法，其特征在于，包括：步骤1、获取待布置优化区域中的管网数据，所述管网数据包括管段数据与可布置监测点的节点编号；步骤2、根据模拟爆管测试中压力小于阈值压力的监测点合集以及对应的节点编号与管段数据，构建最小响应流量表，所述最小响应流量表用于检索获取待优化区域内任意监测点布置方案中所有管段的最小监测流量，其构建最小响应流量表的具体步骤如下：步骤2.1、对管段进行爆管模拟测试，获取管段所在区域内发出报警的监测点合集；步骤2.2、根据步骤2.1获得的监测点合集，选取压力小于阈值压力的所有监测点，计算获得所述所有监测点对应的最小监测流量合集；步骤2.3、将爆管模拟测试中，为所有未发出报警的监测点统一设置不报警流量值，所述不报警流量值为所述管段的最大爆管流量值与常数之和；步骤2.4、根据所有监测点对应的节点编号大小，依次将每个监测点对应的最小流量值或不报警流量值填入表格中，获得所述管段的最小响应流量序列；步骤2.5、重复步骤2.1-2.4，获取所有管段的最小响应流量序列，并按照管段索引号大小，将所有管段的最小响应流量序列进行排序获得最小响应流量表，所述最小响应流量表的行列标题分别为节点编号与管段索引号；步骤3、分别从管段监测覆盖率，管段空间分区不均匀性以及管段间平均相似度出发设定三个管网监测网的效能评价函数，对于给定管网的监测点布置方案，根据步骤1获取的管网数据与步骤2构建的最小响应流量表计算获得对应的三个效能评价函数值，具体表达式为：以管段监测覆盖率最大化为目标函数，求解监测点布置方案X，设布置方案中共有K个传感器，其目标函数的表达式为： 其中，F1X表示管网的监测覆盖率，j表示爆管管段编号，L表示管段总数，Qj表示管段流量，lj表示管段长度，Sjt,X表示t时刻管段j是否可以被给定监测点布置X中K个监测点中任意一个监测点k监测到的函数，当被监测到是为1，反之为0，pjt,k表示t时刻管段j发生最大流量爆管时监测点k处的水压，pat,k为传感器k设定的阈值压力，当pjt,kpat,k时，监测点报警，反之则不报警，α和β为权重系数；以管段空间分区不均匀性最小化为目标函数，其目标函数的表达式为： 其中，F2X表示管段空间分区不均匀性，表示被划分到监测点k所在的空间分区的管道总长，表示K个监测点所在空间分区的平均管长，Spipet,k表示管道空间分区；以管段间平均相似度最小化为目标函数，其目标函数的表达式为： 其中，F3X表示管段间平均相似度，yj,j′表示管段j与管段j′之间的相似度；步骤4、设定新增监测点的数量范围，对监测点布置方案进行迭代计算，根据步骤3中的三个能效评价函数对迭代计算结果进行多目标优化，获得用于确定优化后监测点数量与布置位置的Pareto最优解集。

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