一种基于计算机辅助系统的供热管网可靠性分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及供热管网可靠性分析方法，特别涉及一种基于计算机辅助系统的供热 管网可靠性分析方法。
【背景技术】
[0002] 集中供热系统由热源、供热管网以及热用户三部分组成。其中供热管网实现热量 的输送和分配等。近年来，城市集中供热管网的规模不断扩大，加上管道使用时间的增长产 生的老化等问题，重大事故的发生率不断提高。供热管网事故不仅影响热用户供热质量，还 可能使室内采暖设备受到损坏，造成大量的经济损失。供热管网可靠性研宄的目的是设计 出合理的供热管网供热管网结构以保障供热系统功能的实现。在城市供热管网的设计及改 造阶段，对其进行可靠性分析，找出对整个供热管网造成影响相对较大的环节，并对此薄弱 环节进行改造，减小发生事故的可能性，提高供热管网整体的可靠性水平。
[0003] 通过多年的努力，我国在供热管网可靠性方面的理论研宄正日渐成熟。随着城市 集中供热管网的规模不断扩大，管网的拓扑结构越来越复杂，加大了可靠性分析实践中的 难度，因此需要利用先进的、智能的工具来进行辅助研宄。将供热管网可靠性的分析方法， 用计算机语言进行描述，将可靠性分析中需要进行的每一项工作，用计算机程序来辅助完 成，通过计算机辅助设计，实现大规模复杂供热管网的历史数据存储、图纸绘制、结构优化、 指标计算等内容，不仅可以将供热管网可靠性研宄理论系统化、综合性的结合起来，更重要 的意义在于应用方面的简洁性、实用性、安全性，满足工程设计、热网运行所需要的高质量 和高效率。
[0004] 该热网可靠性分析计算机辅助系统能有效的通过当量区的形式量化热网中的故 障点和故障影响区域，并且通过可视化和智能化的方式来判别热网的影响范围和指定抢修 方案；软件中建立了供热系统的故障数据库，通过故障样本的积累，可得到符合我国国情的 热网可靠性计算的基础数据。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决高效分析供热管网运行可靠性指标，而提出的一种基于 计算机辅助系统的供热管网可靠性分析方法。
[0006] 上述的发明目的是通过以下技术方案实现的：
[0007] 步骤一、将AutoCAD软件绘制的dwg格式的供热管网图保存至MySQL数据库； [0008] 步骤二、读取数据库中供热管网图的信息，并将供热管网图的信息数据进行分级， 并且划分出当量区；其中，供热管网图的信息包括热源信息、热用户信息和管网信息；热 源、热用户和管网构成了故障分析当量区，简称当量区；
[0009] 步骤三、将划分出的当量区进行可视化，基于可视化后的当量区对供热管网进行 可靠性分析，得出可靠性指标；
[0010] 步骤四、通过可靠性指标对供热管网进行评价；即完成了一种基于计算机辅助系 统的供热管网可靠性分析方法。
[0011] 发明效果
[0012] 本发明通过当量区的形式量化热网中的故障点，并且通过可视化和智能化的方式 来判别热网的影响范围和指定抢修方案；软件中建立了供热系统的故障数据库，通过故障 样本的积累，可得到符合我国国情的热网可靠性计算的基础数据。
[0013] (1)可识别点及各种连通的线，减少前期处理图纸的工作量。图形操作以AutoCAD 为操作平台。
[0014] (2)信息编辑录入。供热管网的拓扑结构可通过AutoCAD的读图功能建立，供热系 统热源、热用户的基本信息以及设备的属性可通过录入实现；信息编辑修改已录入的信息， 并实现参数驱动；信息输出计算结果列表及图形输出。
[0015] (3)对管网图进行当量区划分与标定。
[0016] (4)可计算热网可靠性评价指标。
[0017] (5)已知管段故障，可查找需关断的阀门和热用户，给出关阀方案，在AutoCAD图 中显示关断区域。
[0018] (6)记录故障数据，通过统计分析得到热网可靠性计算的基础数据。
[0019] 本发明以基于AutoCAD的插件方式开发，所开发程序部署在AutoCAD环境中后可 正常运行，经测试功能符合需求规定。图9为热网编辑管理界面，可通过图形操作或配合左 侧工具栏对热网系统图进行编辑修改操作。经过编辑处理修正了图纸错误的供热管网图 可进行自动识别及当量区划分处理，经系统处理后的管网图按照元素类型标示为不同的颜 色，如图10所示。
【附图说明】
[0020] 图1为【具体实施方式】一提出的系统功能模块图；
[0021] 图2为【具体实施方式】二提出的管网连接关系示意图；其中，1为热源，2、3、4、5、7、 11、15为管网连接节点，6、8、9、10、12、13、14、16、17为热用户；
[0022] 图3为【具体实施方式】三提出的管网当量区划分结果，其中，1为热源，2、3、4、5、7、 11、15为管网连接节点，6、8、9、10、12、13、14、16、17为热用户；
[0023] 图4为【具体实施方式】四提出的是将供热管网建模为图的结构示意图，其中，a~i 字母代表每个节点的名字即图状结构中的九个顶点；a代表热源顶点、d、g和i代表热用户 顶点；e代表阀门节点；b、c、f和h为管网连接节点；
[0024] 图5为【具体实施方式】四提出的邻接表结构示意图，其中，数字代表该节点在邻接 表数组中的标号，a~i字母代表每个节点的名字即图状结构中的九个顶点示意图；
[0025] 图6为【具体实施方式】四提出的数据库模型图；
[0026] 图7为【具体实施方式】四提出的供热管网处理类结构示意图；
[0027] 图8为【具体实施方式】四提出的划分当量区算法流程图；
[0028] 图9为【具体实施方式】一提出的供热管网编辑界面示意图；
[0029] 图10为【具体实施方式】一提出的供热管网识别结果。
【具体实施方式】
[0030]
【具体实施方式】一：本实施方式的一种基于计算机辅助系统的供热管网可靠性分析 方法，具体是按照以下步骤制备的：
[0031 ] 步骤一、将AutoCAD软件绘制的dwg格式的供热管网图保存至MySQL (My structure quest language)数据库；
[0032] 步骤二、读取数据库中供热管网图的信息，并将供热管网图的信息数据进行分级， 并且划分出当量区；其中，供热管网图的信息包括热源信息、热用户信息和管网信息；当量 区为当供热管网结构上具有一定逻辑关系的某些元部件发生故障时会造成相同的热用户 停止供热，热源、热用户和管网构成了故障分析当量区，简称当量区；
[0033] 步骤三、将划分出的当量区进行可视化，基于可视化后的当量区对供热管网进行 可靠性分析，得出可靠性指标；
[0034] 步骤四、通过可靠性指标对供热管网进行评价如图1 ;即完成了一种基于计算机 辅助系统的供热管网可靠性分析方法。
[0035] 本实施方式效果：
[0036] 本实施方式通过当量区的形式量化热网中的故障点，并且通过可视化和智能化的 方式来判别热网的影响范围和指定抢修方案；软件中建立了供热系统的故障数据库，通过 故障样本的积累，可得到符合我国国情的热网可靠性计算的基础数据。
[0037] (1)可识别点及各种连通的线，减少前期处理图纸的工作量。图形操作以AutoCAD 为操作平台。
[0038] (2)信息编辑录入。供热管网的拓扑结构可通过AutoCAD的读图功能建立，供热系 统热源、热用户的基本信息以及设备的属性可通过录入实现；信息编辑修改已录入的信息， 并实现参数驱动；信息输出计算结果列表及图形输出。
[0039] (3)对管网图进行当量区划分与标定。
[0040] (4)可计算热网可靠性评价指标。
[0041] (5)已知管段故障，可查找需关断的阀门和热用户，给出关阀方案，在AutoCAD图 中显示关断区域。
[0042] (6)记录故障数据，通过统计分析得到热网可靠性计算的基础数据。
[0043] 本实施方式以基于AutoCAD的插件方式开发，所开发程序部署在AutoCAD环境中 后可正常运行，经测试功能符合需求规定。图9为热网编辑管理界面，可通过图形操作或配 合左侧工具栏对热网系统图进行编辑修改操作。经过编辑处理修正了图纸错误的供热管网 图可进行自动识别及当量区划分处理，经系统处理后的管网图按照元素类型标示为不同的 颜色，如图10所示。
【具体实施方式】 [0044] 二：本实施方式与一不同的是：步骤二中读取数据库 中供热管网图的信息，并将供热管网图的信息数据进行分级的原则如下：
[0045] (1)从热源出口阀门之后的供热管段开始，选择干线供热管段作为一级供热管 段；
[0046] (2)将一级供热管段上每个节点引出的支线视为二级供热管段；
[0047] (3)将二级供热管段上每个节点引出的支线视为三级供热管段，依次类推直至热 用户顶点为止
[0048] 以图2为例，将管段1-2、管段2-3、管段3-4和管段4-5视为一级管段，将管段2-7、 管段3-10、管段4-11、管段5-15、管段5-6视为二级管段，将管段7-8、管段7-9、管段11-12、 管段11-13、管段11-14、管段15-16、管段15-17视为三级管段，至此完成供热管网分级。其 它步骤及参数与【具体实施方式】一相同。
【具体实施方式】 [0049] 三：本实施方式与一或二不同的是：步骤二中划分出 当量区的具体过程：
[0050] 1)划分到一个当量区的各种元部件之间存在一定的逻辑关系；假设某一元部件 故障，如果由于该元部件故障导致其他一个或一些元部件停止工作，则故障元部件与这些 停止工