(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210743102.7 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 昆明理工大 学 地址 650093 云南省昆明市呈贡大 学城景 明南路727号 (72)发明人 赵文轩　杜坤　周明　宋志刚　 张璟　李振博　 (74)专利代理 机构 重庆项乾 光宇专利代理事务 所(普通合伙) 50244 专利代理师 高姜 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 30/18(2020.01) G06F 30/20(2020.01)G06F 113/14(2020.01) (54)发明名称 一种供水管网监测点多目标优化布置方法 (57)摘要 本发明公开了一种供水管网监测点多目标 优化布置方法， 首先， 对供水管网水力模型中各 管段上添加的节点赋予爆管流量并依次进行爆 管模拟， 根据爆管状态时各节 点压力变化值与背 景噪音阈值的关系计算生 成爆管事件判断矩阵； 然后， 以监测点个数最小化和爆管检测漏损量最 大化为目标函数构建监测点优化布置数学模型 并采用NSGA ‑Ⅱ算法进行求解， 从而得到不同监 测点个数下的最优布置方案。 本发 明方法通过一 次优化得到不同监测点数下的最优布置方案， 极 大提高计算效率。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 114971076 A 2022.08.30 CN 114971076 A 1.一种供 水管网监测点多目标优化布置方法， 其特 征包括以下步骤： (1)构建供 水管网水力模型； (2)MATLAB调用EPANET获取管网数据信息， 然后通过Dijkstra最短路径算法计算生成 节点之间最短路径 矩阵； (3)在步骤(1)构 建的供水管网水力模型上对每根管段增设虚拟节点， 依次赋予特定的 节点流量Q； (4)通过MATLAB调用EPANET对步骤(1)构建的供水管网水力模型中每根管段进行爆管 模拟， 根据爆管状态时各节点压降与背景噪音阈值的关系计算 生成爆管事 件判断矩阵； (5)基于步骤(2)和步骤(4)所得的节点之间最短路径矩阵和爆管事件判断矩阵， 以监 测点个数最小化和爆管检测漏损量 最大化为双目标函数建立数 学模型； (6)采用NSGA ‑Ⅱ算法进行求解得到目标函数下的一系列Pareto解集， 以爆管覆盖率表 示不同监测点个数 下布置方案的爆管监测能力。 2.如权利要求1所述的一种供水管网监测点多目标优化布置方法， 其特征在于步骤(3) 中不同管道的爆管流 量定义如下： Q＝vd2π/4                      (1) 式中： v为管道流速增 加量； d为 不同管段的直径。 3.如权利要求1所述的一种供水管网监测点多目标优化布置方法， 其特征在于步骤(4) 中采用最新管网水力模拟软件EPANET2中压力驱动法(PDA)依次对 各个管段进行爆管模拟， 将爆管状态下 各个节点的压降与背景噪音阈值比较， 从而生成爆管事 件判断矩阵。 4.如权利要求1所述的一种供水管网监测点多目标优化布置方法， 其特征在于步骤(5) 中， 水压监测 点优化布局目的是监测更多的管径较大且较长管段， 因为这些管段爆管会产 生较大漏损量， 严重影响管网其它节点的正常供水， 因此本文以监测点个数最小化和爆管 检测漏损量 最大化为双目标函数建立数 学模型， 即 约束条件如下： 式中： N为某一布置方案中监测点的总数； F为某一种布置方案对应的适应度值， Xi为节 点i是否设为压力监测点； Lj为管段j的长度， m； Q为管段i的爆管流量， L/s； bi,j为爆管判断 矩阵[B]m×n中对应的元素； Bj为某一布置方案是否能检测到管段j的爆管(某一爆管事件被 两个监测点同时检测 到才认为有效检测)； Length为某一布置方案中监测点之间的最短路 径距离， m； D为 监测点之间的最短路径阈值， m。 5.如权利要求1所述的一种供水管网监测点多目标优化布置方法， 其特征在于步骤(6) 中， 某一监测点布置方案的爆管监测能力用爆管覆盖率表示权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114971076 A 2式中： S为某种布置方案对应的爆管覆盖率， Li， Bi,n,的含义同前式。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114971076 A 3