本发明涉及自来水网
技术领域：
，具体涉及一种高效的自来水网风险管理系统。
背景技术：
：自来水网的安全稳定运行关系到国计民生与国家安全，近年来国内外频繁发生的大规模停水事故引起了人们的广泛关注。随着自来水网容量和规模的逐步扩大，为了增强自来水网的鲁棒性，不断通过高度结构化、最优的设计来实现自来水网现代化，自来水网变得越来越复杂，而复杂的系统在具有鲁棒性的同时，又增加了其脆弱性，脆弱性进一步又影响了安全性。研究表明大规模停水事故往往是由故障连锁反应引起，事故扩大发展阶段则与自来水网中的脆弱环节有着紧密的联系。研究自来水网安全性，有助于为自来水网风险管理建立稳固的基础。技术实现要素：针对上述问题，本发明旨在提供一种高效的自来水网风险管理系统。本发明的目的采用以下技术方案来实现：提供了一种高效的自来水网风险管理系统，包括网络监测子系统、安全评估子系统、安全预警子系统和风险管理子系统，所述网络监测子系统用于对自来水网的运行参数进行监测，所述安全评估子系统用于根据运行参数对自来水网的安全性进行评估，所述安全预警子系统用于根据安全评估情况对自来水网进行安全预警，所述风险管理子系统用于根据安全预警情况确定自来水网风险，并对该风险进行管理。本发明的有益效果为：实现了自来水网的安全评估和风险管理，提高了自来水网的安全性，降低了自来水网的风险。附图说明利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本发明的结构示意图；附图标记：网络监测子系统1、安全评估子系统2、安全预警子系统3、风险管理子系统4。具体实施方式结合以下实施例对本发明作进一步描述。参见图1，本实施例的一种高效的自来水网风险管理系统，包括网络监测子系统1、安全评估子系统2、安全预警子系统3和风险管理子系统4，所述网络监测子系统1用于对自来水网的运行参数进行监测，所述安全评估子系统2用于根据运行参数对自来水网的安全性进行评估，所述安全预警子系统3用于根据安全评估情况对自来水网进行安全预警，所述风险管理子系统4用于根据安全预警情况确定自来水网风险，并对该风险进行管理。本实施例实现了自来水网的安全评估和风险管理，提高了自来水网的安全性，降低了自来水网的风险。优选的，所述安全评估子系统2包括模型建立模块、指标确定模块和安全评估模块，所述模型建立模块用于构建自来水网结构模型，所述指标确定模块用于确定自来水网的综合评价指标，所述安全评估模块用于根据自来水网结构模型和综合评价指标对自来水网的安全性进行评估。本优选实施例实现了自来水网的安全性评估，为自来水网风险管理奠定了基础，优选的，所述模型建立模块用于构建自来水网结构模型，具体为：将自来水网结构表示为拓扑网络fn(v,l)，其中，v＝{v1,v2,…,vn}为节点集，表示自来水站，n表示节点数目，l＝{l1,l2,…,lm}为边集，表示输水管道集合，m表示输水管道数目。本优选实施例通过建立自来水网结构模型，为后续自来水网安全性准确评估奠定了基础。优选的，所述指标确定模块包括第一指标确定子模块、第二指标确定子模块和综合指标确定子模块，所述第一指标确定子模块用于确定反映自来水网运行状态的第一评价指标，所述第二指标确定子模块用于确定反映自来水网运行状态的第二评价指标，所述综合指标确定子模块根据第一评价指标和第二评价指标确定自来水网的综合评价指标；所述第一指标确定子模块用于确定反映自来水网运行状态的第一评价指标，具体采用下式确定：式中，x′表示发生故障后自来水网的管道数，x表示初始时刻自来水网的管道数，cs1表示第一评价指标；第一评价指标越大，自来水网运行状态越好；所述第二指标确定子模块用于确定反映自来水网运行状态的第二评价指标，具体采用下式确定：式中，y0表示初始时刻所有输水管道长度的倒数，y′表示发生故障后自来水网所有输水管道长度的倒数，cs2表示第二评价指标；第二评价指标越小，自来水网运行状态越好；所述综合指标确定子模块根据第一评价指标和第二评价指标确定自来水网的综合评价指标，具体采用下式确定：式中，cs表示综合评价指标；综合评价指标越大，表示自来水网运行状态越好。本优选实施例指标确定模块确定了自来水网运行状态的综合评价指标，便于后续对自来水网安全性进行评估，具体的，第一评价指标能够有效反映自来水网抵抗故障的鲁棒性，第二评价指标反映了自来水网发生扰动后输水效率的变化，综合评价指标结合第一评价指标和第二评价指标，能够综合反映自来水网的运行状态。优选的，所述安全评估模块包括一次评估子模块和二次评估子模块，所述一次评估子模块用于对自来水网的安全性进行一次评估，所述二次评估子模块用于对自来水网的安全性进行二次评估；所述一次评估子模块用于对自来水网的安全性进行一次评估，具体为：计算自来水网综合评价指标的初始值；随机移除一定比例的管道，计算自来水网综合评价指标，得出移除管道比例与自来水网综合评价指标变化的关系，根据自来水网综合评价指标变化情况对自来水网的安全性进行评估，得到一次评估结果；所述二次评估子模块用于对自来水网的安全性进行二次评估，具体为：计算管道的特征参数；计算自来水网综合评价指标的初始值；按照管道的特征参数从大到小，移除一定比例的管道，计算自来水网综合评价指标，得出移除管道比例与自来水网综合评价指标变化的关系，根据自来水网综合评价指标变化情况对自来水网的安全性进行评估，得到二次评估结果；所述计算管道的特征参数：式中，lgl表示管道l的特征参数，μij表示整个网络的所有最短路径的数目，μij(i)表示经过管道l的最短路径的数目，l表示输水管道集合；管道的特征参数越大，表示管道在网络中越重要。本优选实施例通过安全评估模块实现了自来水网安全性评估，具体的，一次评估子模块对管道进行了随机移除，实现了随机故障情况下自来水网的安全性评估，二次评估子模块通过对管道特征参数进行计算，选取特征参数大的管道进行移除，实现了蓄意攻击情况下自来水网的安全性评估，采用本发明方法确定的管道特征参数，能够准确的反映管道的重要性，保证了自来水网安全评估的准确性。采用本发明高效的自来水网风险管理系统对自来水网风险进行管理，选取5个自来水网进行实验，分别为自来水网1、自来水网2、自来水网3、自来水网4、自来水网5，对管理效率和管理成本进行统计，同现有风险管理系统相比，产生的有益效果如下表所示：管理效率提高管理成本降低自来水网129％27％自来水网227％26％自来水网326％26％自来水网425％24％自来水网524％22％最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。当前第1页12