监测信息深度挖掘的供水管网污染源定位

为实现供水管网污染源及时准确地定位,针对配备在线水质监测设备的供水管网系统,提出一种充分挖掘水质传感器时序信息的贝叶斯方法,用于节点需水量随机波动条件下供水管网污染源定位。该方法采用蒙特卡洛模拟生成随机污染事件,构建各节点污染事件的观测信息概率分布,利用贝叶斯推断,根据传感器报警次序及时间观测信息,实时更新各候选污染节点的后验概率,并根据排序确定可疑污染源位置,同时对比不同传感器信息挖掘程度对定位结果的影响。结果表明,所提出的方法能在水质传感器报警信息累积时不断更新可疑候选节点的污染源后验概率,使候选节点个数降低,污染概率信息熵降低,能有效地识别出污染节点所在区域,且传感器信息挖掘程度越深,污染事件定位的准确率也越高。引入传感器首次报警时间作为辅助信息可以减少候选污染节点个数,降低候选节点污染源概率分布的不确定性,提高定位的准确性。

基于用户水质投诉信息的供水管网污染源追踪定位

突发性水污染事故事发突然,污染物扩散迅速,对供水管网水质安全危害巨大.在缺乏足够水质监测设备的城市,用户对管网的水质投诉信息可及时反映管网水质情况.根据用户水质投诉的位置信息,利用改进的污染矩阵法查找管网候选污染源节点,再通过概率理论分析各候选污染源节点中是污染源的可能性,最后采用波达法则和数据标准化法两种方法评价最具可能性污染源.该方法的可行性和有效性通过某市管网实例进行了验证.

基于用户水质投诉信息的供水管网污染源的追踪定位

用户对水质异常情况的投诉是反映供水管网整体水质状况的重要信息,但由于投诉信息具有滞后性、非量化等特征,目前尚未有基于这些信息的管网污染源识别方法.基于模式识别理论,提出了一种根据用户投诉信息追踪定位污染源的方法.该方法首先根据投诉节点的位置信息确定污染源候选节点集合,通过水质模拟确定候选节点发生污染后的用户水质投诉顺序,并以此为基础构建模式识别神经网络.考虑到用户投诉信息的特点,采用有噪声的样本对神经网络进行训练,并对不同类型噪声的样本进行测试.结果表明,训练后的神经网络可以有效地识别用户投诉信息模式,进而确定污染物注入位置.

基于BP神经网络与用户投诉信息的供水管网污染源定位

在供水管网缺乏水质在线监测设备的城市,用户投诉信息可作为供水管网污染源定位的重要依据。研究利用BP神经网络模式识别原理,提出一种基于用户投诉的污染源定位方法。该方法通过水力水质延时模拟确定每个候选污染源对应的管网污染物扩散模式,然后考虑投诉的滞后性,在污染物到达时间的基础上附加随机滞后时间构造投诉样本。对于复杂环状供水管网,通过4个模拟污染事件表明,BP神经网络对水源污染和非水源污染均具有良好的污染源识别能力,它可利用实时用户投诉信息缩小污染源候选范围,提高城市对管网污染的应急响应能力。

浅谈地理信息系统与排水模型软件的结合使用

随着城市排水系统信息化管理要求的提出与实践,城市排水管网地理信息系统和排水管网建模日益受到大家的重视。传统的排水管网建模方法耗时长、建模效率低。排水管网地理信息系统和排水管网模型结合使用的方式可缩短建模周期,提高排水管网建模的科学性,该研究对加快排水管网系统信息化建设有积极作用。

城镇排水管网GIS数据校核技术与软件开发

地理信息系统(GIS)是“智慧水务”建设中常见数据库,由于数据库建立、维护等过程的失误,实际的排水管网GIS存在各类异常,这影响了排水管网运行分析、模拟、管理决策的准确性与有效性,故有必要研究排水管网GIS校核技术,以保证GIS数据质量。研究提出了构造拓扑信息算法,总结了拓扑、文本属性、数值属性等常见异常形式,并在此基础上针对各类数据提出通用校核方法,开发了集成排水管网GIS拓扑与属性校核技术以及可输出校核结果报告的软件平台,并将其用于校核Z市污水管网GIS。结果表明,该市排水管网GIS存在24 336条异常记录,经过校核67%以上的异常得到改善,表明这些校核技术可有效地检测与修复各类GIS异常。

人工智能技术在供水行业中的应用与展望

0引言2016年以来随着谷歌公司开发的AlphaGO机器人分别赢得对世界围棋冠军李世石和柯洁的人机大战,人工智能技术再一次进入全世界普通民众的视野。伴随着卷积神经网络等一系列深度学习技术在相关应用领域的突破性进展,人工智能技术迎来21世纪以来的第一个爆发期。结合物联网、大数据等科技发展趋势,全球科技大国都在制定和实施以人工智能为核心的科技发展战略。2017年7月,国务院印发了《新一代人工智能发展规划》,提出了面向2030年我国新一代人工智能发展战略。2019年3月,中央全面深化改革委员会第七次会议中,审议通过了《关于促进人工智能和实体经济深度融合的指导意见》。会议中指出,促进人工智能和实体经济深度融合,坚持以产业应用为目标,结合不同行业、不同区域特点,探索创新成果应用转化的路径和方法,构建数据驱动、人机协同、跨界融合、共创分享的智能经济形态。

基于灵敏度分析的供水管网模型多目标校核

运用全局灵敏度分析方法(Sobol’法)对供水管网模型中的管道摩阻进行灵敏度分析,选取灵敏度较大的管道进行参数校核,并以实际给水管网为实例进行自动校核工作.校核结果表明,利用Sobol’法求得管道灵敏度后,只校核灵敏度较高的管段摩阻,减少了决策变量的个数,大大降低了校核时间,运用精英型非支配排序的多目标优化算法(NSGA-Ⅱ算法)进行求解,提高了校核效率,达到了预定的精度要求.

伪并行遗传算法在供水管网优化调度中的应用

讨论了基于微观水力模型的多水源大型供水管网优化调度问题的主要特征,并提出了求解该问题的改进遗传算法.首先,针对决策变量的结构提出二进制-实数混合编码策略;其次,设计并实现了多种群进化的伪并行遗传算法.将本算法与单一群体进化算法同时应用于实际管网的优化调度求解,结果表明,通过个体迁移策略,伪并行遗传算法可以加速优化搜索的进程,显著改善解的质量,并有效节省运行调度费用.

基于综合水龄指数评价的供水管网优化调度

研究了通过计算节点平均水龄分析该地区供水管网的水质状况的方法,在此基础上,提出供水管网综合水龄指数评价指标,并基于该指数构建管网水力优化调度模型,采用遗传算法实现优化问题的求解,并以江苏某镇城乡统筹供水管网为实例进行了应用.结果表明,水力优化调度能够改善管网的综合水龄情况,尤其是对于流量较大的节点有明显的效果,但是对于管网末端水量相对较小节点,则需要结合水力调度以及管段冲洗等方式来改善管网水龄情况.

实数型编码遗传算法校核管道摩阻系数

通过测试消防栓等手段,产生用于管网参数校核的不同工况,并对管网中管道摩阻系数进行合理分组,构建参数校核的最优化数学模型,利用实数型编码的遗传算法进行求解,结果表明可以较好地修正管道摩阻系数值,提高模型的使用精度。

基于负梯度法的供水管网污染源识别

利用负梯度法研究供水管网突发污染事故时污染源识别问题.首先针对供水管网的污染源识别问题构建最优化问题数学模型,然后用EPANET作为内嵌的水质模拟计算引擎,沿着目标函数的负梯度方向进行问题的最优解搜索,并针对管网算例,对污染源侵入时间、地点和侵入过程进行计算求解.分析差分步长、梯度求解方法等因素对问题求解效率的影响,结果表明采用基于水质模拟的差分法求解梯度向量并以水质公差作为差分步长,具有最好的求解效果.

基于GIS的污水回用管网节点用水量统计方法

在GIS环境中 ,对城市土地利用规划栅格图进行分类 ,并对导入的污水回用管网CAD图形构建几何网络 ,通过几何网络中的节点划分泰森多边形确定节点供水区域范围 ,分类统计各节点供水区域内的土地利用面积 ,根据分别对应的回用水定额 ,进行回用水量统计计算 。

城市给水管网水力模型准确度的影响因素

简要阐述了城市给水管网水力模型的主要功能,从工程实际角度分析了对城市给水管网建模准确度有重要影响的因素,并对给水管网建模的一般步骤和应注意的问题进行了说明。

城市给水管网三维水压面的绘制

基于管网水力计算成果 ,通过管网投影区域的四边形网格插值 ,利用OpenGL图形库 ,进行了管网三维水压面的绘制 ,可用作给水管网设计。

城乡集约化供水模式下泵站增压方式的优化

针对城乡集约化供水模式对原有城市供水管网供水的影响,集中探讨了供水管网中泵站增压方式的优化。结果表明,在管网供水量增加和供水范围扩大的情况下,可通过分析管网供水压力的增加幅度来优化供水管网中增压泵站的供水范围;对下游设有多个增压泵站的供水管网,通过合理调整泵站的进水模式可以避免对上游压力的过大影响;通过分析综合水龄与加氯量的关系可以确定增压泵站的中途加氯量。

给水管网最优化控制方法综述

介绍了当前国内外进行给水管网优化控制计算的典型理论方法 ,并对各自的特点和不足进行了逐一分析评价 .

移动互联及大数据技术在供水行业管理中的应用分析

近几年随着信息化相关产业的不断发展,物联网、大数据等信息技术在世界范围内持续升温,为供水行业的技术升级带来重要契机。基于移动互联技术的核心理念,结合我国供水行业发展的现状,分析了基于大数据的智能诊断、移动终端设备及应用软件、公众参与管网管理等技术在供水行业管理中的应用模式,提出了供水行业信息化技术和产业发展的展望。

混合编码遗传算法基于面向对象方法的实现及应用

采用面向对象方法对混合编码的遗传算法进行了分析和设计,并在此基础上开发了通用的遗传算法工具箱,结合城市给水管网泵站的优化调度问题说明了其应用。

给水排水科学与工程专业多维立体化教学模式研究与实践

工程实践性是给水排水科学与工程专业的专业特色之一,该专业课程教学也一直秉承理论与工程实际并重的优良传统。文章从教学条件和教学手段入手,以给水排水管道工程课程为例,探索构建针对给水排水科学与工程专业的多维立体化教学模式,探讨多维度教学过程的规范化教学手段,以推动给水排水科学与工程专业的人才培养。