一种大型社区中心区域水管增压泵路径规划方法与流程

文档序号：15840220发布日期：2018-11-07 08:21阅读：230来源：国知局

本发明涉及一种大型社区中心区域水管增压泵路径规划方法。

背景技术

随着社会经济发展，人们对饮用水的要求越来越高。城镇化大潮中，大小城市高层建筑越来越多，加上原来的多层建筑，所有这些建筑因为水压不足，都需要二次供水，或曰水箱供水，也就是住在高层的用户，必须吃水箱水；这些水箱目前普遍不能够满足国家所提出的每月清洗的要求，至多三个月清洗水箱一次，水箱对水普遍有或重或轻的污染；高层的用户每户为了提高水压都需要加装增压泵自行增压，然而目前市场上的各种小型增压泵普遍存在技术过时落后，能耗大、噪音大、难于安装维护，不能够满足国家能耗要求；另外因为水箱往往设置在楼宇顶层，水箱不可避免的出现损坏漏水等，对楼宇本身、在顶层住户的住房都有着较严重的影响;且在停电时居民容易造成无水可用的现象，浪费了大量的人力物力财力。

一些大型社区很大，社区大，楼宇多，路径更多，楼宇分布复杂，大型社区内水管很难规划路径，往往存在简单化、粗放化的问题，水管网络铺设极不合理，很多不必要的管道重复铺设。

另外大型社区中心区域因为离社区大门较远，所有在大门处的水泵对中心区域的水流很难起到加压作用，中心区域如何加压，最优化加压是个迫切解决的问题。目前有些新社区是采用中心区域加一个大型水泵来解决的，但是即便加了大型水泵，中心区域的楼宇还是存在多层中的高层水压不足的问题，对人民生活造成影响。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种大型社区中心区域水管增压泵路径规划方法。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种监测系统及方法，使水管、路径及楼宇有机结合起来，更加容易监测水压，进而有效规划中心区域水管增压泵路径以调整水压，控制水压，达到简单、节能的理想效果。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种大型社区中心区域中心水管增压泵路径规划方法，所述监测系统包括安装在水管内的多个水压探测装置，每个水压探测装置均包括用于检测流水速度的测速模块，用于监测流水水压的水压监测模块,用于控制水压的增压泵控制模块，处理器，处理器接收测速模块、水压监测模块采集的数据并将数据处理后通过通信模块上传给中心计算机，同时通信模块将接收到的中心计算机的命令经过处理发送给增压泵控制模块，增压泵控制模块可以控制相应的水压；

中心计算机计算出路径后，将路径中的节点按从起点到终点的顺序依次列出，再将这些节点信息发送给增压泵控制模块，增压泵控制模块将详细操作指令发送给具体增压泵。

发明内容

步骤一：中心计算机根据大型社区的实际情况生成道路拓扑图，每一楼宇对应一个节点；

步骤二：获取图中节点的坐标，获取各节点间路段长度；

步骤三：将社区分块，分块方法为：以社区的各大门为中心，一定半径内的楼宇同属该大门一块，去除这些靠近社区大门的楼宇群为另一块区域，这另一块居于中心，即为中心区域，不靠近任何一个大门；

步骤四：判断中心区域有无泵站，如果没有，建立一个；

步骤五：对于中心区域，选初始点d为中心区域泵站；

步骤六：利用prim算法进行搜索，给出一条从初始点d到该区域中所有楼宇的最短连通路径；

步骤七：将这条连通d到该区域中所有楼宇的最短路径上的所有增压泵打开；

步骤八：中心计算机根据路径上水压探测装置实时传送上来的信息，判断：如果某楼宇的楼宇水压已经到达阙值，则该楼宇水压够高，向该楼宇对应节点增压泵控制模块发送不再加压指令，增压泵关闭；

步骤九：重复步骤八直至该区域中所有的楼宇的水压到达阙值，关闭所有路径上的增压泵，结束。

所述步骤三中利用prim算法进行搜索，具体步骤为：

(3-1)据道路拓扑图生成距离矩阵；

(3-2)从点d开始树图；

（3-3）将矩阵中刚选择的点的所在行删除；

（3-4）将矩阵中刚选择的点的所在列序数标出；

(3-5)在已标出序数的列向的所有未删除数值中选出最小值；

(3-6)将该最小值对应的路段加入树；

（3-7）重复（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6）步骤至所有行都被删除；

所得树即为所求拓扑图形，将所述树的路段以及节点一一列出，即得到d点开始的，能够到所有其余楼宇的最短路径。

所述每个水压探测装置均有唯一的不同于其它的水压探测装置的一个ip地址。

所述增压泵与控制其的水压探测装置临近安置。

所述水压探测装置可安装在管道外侧或内侧。

每个实际楼宇对应一个节点，每个节点处都安置有水压探测装置；每条路径俩侧均匀安置有水压探测装置。

所述拓扑图中每对节点间的路段的权重为对应实际路段的长度。

每个水压探测装置都有属于其自身的一些信息，包括ip地址、安装位置、初始状态、相邻节点间路段长度等，这些信息以表格的形式存入自身芯片内，中心计算机调用这些信息可以生成道路拓扑图，中心计算机通过分析水压探测装置上传的大型社区中心区域内水管的水压实时信息，获知大型社区中心区域内水管的实时水压状态(如哪些路段、楼宇位置水压不够)，对水压适时调整。

水管导入大型中心社区大门后，对于中心区域，中心计算机根据最近一次水压探测装置传上来的大型社区中心区域内水管路径水压、楼宇节点水压的信息，判断确定各楼宇水压是否到达阙值；设社区的中心为起点，又每一楼宇对应一个不同节点，生成大型社区中心区域拓扑图；

中心计算机为小区内水管规划一条最优分布铺排路径，随后根据大型社区中心区域内水管的实时水压信息进行水压调整，避免水压不能够到达阙值。

本发明的有益效果：

以往很难控制的社区水压可以自动化控制；高层建筑的高区居民，多层建筑的较高层可以不要自己加装各种增压泵来增压就可以用水、以及对水压有要求的各种水处理器，如热水器等；另外高层居民也可以摆脱水箱，喝上卫生的水，楼宇以及顶层住户不受水箱漏水等的影响；本发明的水管路径计算以prim算法为基础，结合大型社区中心区域楼宇实际情况进行计算，能够减少冗余计算，提高运算效率。计算出来的路径，最终通过中心计算机与水压探测装置的配合，通过相应大型增压泵的控制，实现居民用水质的飞跃。

附图说明

图1为一水压探测装置示意图；

图2为一流程图显示依据本发明实施例的路径规划方法；

图3为prim路径规划方法流程图；

图中，12通信模块，13测速模块，14水压监测模块,15增压泵控制模块，16处理器。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行详细说明：

本实例中的大型社区中心区域内水管水压探测装置安装在水管内内侧或外侧，一个大型社区中心区域内水管包含若干个这样的装置。每个装置有一个唯一的地址。

图1显示依据本发明实施例的水压探测装置图。

一水压探测装置包括一通信模块12、一测速模块13、一增压泵控制模块15、一处理器16。水压监测模块14获得大型中心社区内水管某一位置某一时刻的具体水压，当小于一个阙值时，判定为少压；通信模块12主要用于将测速模块13、水压监测模块14，获得的信息经过处理器16处理后上传给中心计算机，以及接收中心计算机下发的控制命令。增压泵控制模块15可以根据控制命令控制增压泵开与关。处理器16可以控制测速模块13、水压监测模块14的工作，并将它们获得的信息进行处理，通过通信模块12上传给中心计算机，同时它将通信模块12接收到的中心计算机的命令经过处理发送给增压泵控制模块15，完成相应的控制任务。这些模块都可以利用现有技术实现，水压探测装置借助这些模块将这些功能组合到了一起。

中心计算机在计算路径时，首先生成道路拓扑图。拓扑图上的每个楼宇对应一个节点。各楼宇安置有水压探测装置，道路尤其道路交叉处也安置有水压探测装置。所述增压泵与控制其的水压探测装置临近安置。

图2为显示依据本发明实施例的路径规划方法。