一种水资源配置系统网络图的自查方法及装置与流程

本发明涉及水资源优化配置领域，尤其涉及一种水资源配置系统网络图的自查方法及装置。
背景技术：
：水资源系统是维持经济系统和生态环境系统健康的基础，合理配置水资源才能实现水资源的可持续利用，促进经济社会和生态环境之间的协调发展。水资源配置的基础工作之一是绘制水资源配置系统网络图，即为了尽可能地客观准确地反映真实系统，把实际的流域水资源系统概化为由节点和有向线段构成的网络，通过在水资源配置系统网络图的基础上，利用数学工具建立配置模型进行优化计算，实现对水资源的合理配置。但是，绘制水资源配置系统网络图过程中，由于水资源系统中节点比较多，以及用户存入数据库中的节点信息可能有误，根据各节点绘制的水资源配置系统网络图将可能出现错误，从而导致后续建立的配置模型出错，影响水资源配置的合理性，目前的对水资源配置系统网络图的检查，通常是由人工完成，检查过程中存在操作繁琐、效率低且准确度低。可见，目前在检查绘制的水资源配置系统网络图是否有误的过程中，存在操作繁琐、效率低且准确度低的问题。技术实现要素：本发明实施例提供一种水资源配置系统网络图的自查方法及装置，以解决目前在检查绘制的水资源配置系统网络图是否有误的过程中，存在操作繁琐、效率低且准确度低的问题。第一方面，本发明实施例提供了一种水资源配置系统网络图的自查方法，包括：绘制水资源配置系统网络图；根据所述水资源配置系统网络图，生成所述水资源配置系统网络图对应的有向拓扑图；判断所述有向拓扑图是否满足预设条件，其中，所述预设条件包括无自环、无循环以及连通；若所述有向拓扑图满足预设条件，则确定所述水资源配置系统网络图正确，并以所述水资源配置系统网络图构建水资源配置模型。第二方面，本发明实施例还提供一种装置，包括：网络图绘制模块，用于绘制水资源配置系统网络图；拓扑图生成模块，用于根据所述水资源配置系统网络图，生成所述水资源配置系统网络图对应的有向拓扑图；判断模块，用于判断所述有向拓扑图是否满足预设条件，其中，所述预设条件包括无自环、无循环以及连通；确定模块，用于若所述有向拓扑图满足预设条件，则确定所述水资源配置系统网络图正确，并以所述水资源配置系统网络图构建水资源配置模型。这样，本发明实施例中，绘制水资源配置系统网络图；根据所述水资源配置系统网络图，生成所述水资源配置系统网络图对应的有向拓扑图；判断所述有向拓扑图是否满足预设条件，其中，所述预设条件包括无自环、无循环以及连通；若所述有向拓扑图满足预设条件，则确定所述水资源配置系统网络图正确，并以所述水资源配置系统网络图构建水资源配置模型。这样，在绘制水资源配置系统网络图过程中，可以自动检查绘制的水资源配置系统网络图是否正确，从而使对水资源配置系统网络图的检查操作简单、效率高且准确度高。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例提供的一种水资源配置系统网络图的自查方法的流程示意图；图2是本发明实施例提供的另一种水资源配置系统网络图的自查方法的流程示意图；图3是本发明实施例提供的水资源配置系统网络图；图4是图3中水资源配置系统网络图对应的有向拓扑图；图5是本发明实施例提供的一种水资源配置系统网络图的自查装置的结构示意图；图6是本发明实施例提供的拓扑图生成模块的结构示意图；图7是本发明实施例提供的判断模块的结构示意图；图8是本发明实施例提供的第一判断单元的结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。参见图1，图1是本发明实施例提供的一种水资源配置系统网络图的自查方法的流程示意图，需要说明的是，本发明实施例提供的水资源配置系统网络图的自查方法以水资源配置系统网络图的自查装置为执行主体，如图1所示，包括以下步骤：步骤101、绘制水资源配置系统网络图。本发明实施例中，水资源配置系统中通常包括用水单元、水库、水文站、跨流域引堤水口、河道、引水线路、退水线路、规划调水线路、河道交汇点、引水点以及退水点等对象，结合图论原理以及预设的各对象的信息，水资源配置系统网络图的自查装置可以绘制水资源配置系统网络图。其中，上述对象可以包括第一对象和第二对象，第一对象可以包括用水单元、水库、水文站以及跨流域引堤水口等；第二对象可以包括两上述第一对象之间引导水流的水流路径以及上述水流路径之间相交的水流汇合点等。上述水流路径可以是河道、引水线路、退水线路以及规划调水线路等；上述水流汇合点可以是河道交汇点、引水点和退水点等。因此，结合图论原理，绘制水资源配置系统网络图可以理解为：将上述对象中的用水单元、水库、水文站、跨流域引堤水口、河道交汇点、引水点和退水点等作为节点，将作为节点的对象之间的河道、引水线路、退水线路或规划调水线路，作为节点之间的连线，构建上述水资源配置系统网络图。步骤102、根据水资源配置系统网络图，生成水资源配置系统网络图对应的有向拓扑图。本发明实施例中，由于水资源配置系统网络图中的部分节点以及连线之间存在相互关系，水资源配置系统网络图的自查装置可以将上述各对象作为构建有向拓扑图的点集的点，将各元素之间的相互关系作为构建有向拓扑图的线集的线，并以构建的点集和线集组成的集体作为一个图，即与上述水资源配置系统网络图的有向拓扑图。步骤103、判断有向拓扑图是否满足预设条件，其中，预设条件包括无自环、无循环以及连通。本发明实施例中，由于实际的水资源配置系统中，相邻的对象之间存在固定的水流方向，且所有对象均有水流过，结合图论原理，由水资源配置系统网络图生成的有向拓扑图必然满足以下三个条件：存在关联的两点之间无自环；各点之间无循环；所有的点均处于存在连接关系的整体中，即由点集和线集生成的拓扑图为连通图。步骤104、若有向拓扑图满足预设条件，则确定水资源配置系统网络图正确。本发明实施例中，当上述有向拓扑图满足无自环、无循环以及连通三个条件时，即有向拓扑图满足预设条件，水资源配置系统网络图的自查装置可以确定步骤101中绘制的水资源配置系统网络图正确。当然，当有向拓扑图满足有自环、有循环或不连通中至少一个条件时，水资源配置系统网络图的自查装置可以确定该水资源配置系统网络图存在错误，则需要对绘制的水资源配置系统网络图进行修正。这样，本发明实施例中，绘制水资源配置系统网络图；根据水资源配置系统网络图，生成水资源配置系统网络图对应的有向拓扑图；判断有向拓扑图是否满足预设条件，其中，预设条件包括无自环、无循环以及连通；若有向拓扑图满足预设条件，则确定水资源配置系统网络图正确，并以水资源配置系统网络图构建水资源配置模型。这样，在绘制水资源配置系统网络图过程中，可以自动检查绘制的水资源配置系统网络图是否正确，从而使对水资源配置系统网络图的检查操作简单、效率高且准确度高。参见图2，图2是本发明实施例提供的另一种水资源配置系统网络图的自查方法的流程示意图，需要说明的是，本发明实施例提供的水资源配置系统网络图的自查方法以水资源配置系统网络图的自查装置为执行主体，如图2所示，包括以下步骤：步骤201、绘制水资源配置系统网络图。本发明实施例中，水资源配置系统中通常包括用水单元、水库、水文站、跨流域引堤水口、河道、引水线路、退水线路、规划调水线路、河道交汇点、引水点以及退水点等对象，结合图论以及预设的各对象的信息，水资源配置系统网络图的自查装置可以绘制水资源配置系统网络图。可选的，对象包括第一对象和第二对象，第一对象包括用水单元、跨流域引堤水口、水库和水文站；第二对象包括位于两上述第一对象之间的水流路径以及两水流路径的水流交汇点。其中，上述水流路径可以是河道、引水线路、退水线路以及规划调水线路等；上述水流汇合点可以是河道交汇点、引水点和退水点等。因此，结合图论原理，绘制水资源配置系统网络图可以理解为：将上述对象中的用水单元、水库、水文站、跨流域引堤水口、河道交汇点、引水点和退水点等作为节点，将作为节点的对象之间的河道、引水线路、退水线路或规划调水线路等水流路径，作为节点之间的连线，构建上述水资源配置系统网络图，例如：可以绘制如图3所示水资源配置系统网络图。需要说明的是，上述图论原理为本领域技术人员熟知，在此不再进行赘述。步骤202、生成水资源配置系统网络图对应的点集和线集，其中，点集中的点由水资源配置系统网络图中的对象抽象形成，线集中的线由两对象之间的相互关系抽象形成。本发明实施例中，由于水资源配置系统网络图中的部分节点以及连线之间存在相互关系，例如：如图3所示，水可以经过规划调水线路由跨流域引堤水口调至用户单元，水依次流经跨流域引堤水口、规划调水线路以及用户单元；或者水由水文站前段的河道流入，经过水文站后由水文站后段的河段流出等，水依次流经水文站前段的河道、水文站以及水文站后段的河道。依据图论原理，水资源配置系统网络图的检查装置可以将上述水资源配置系统网络图中的对象抽象成点，构建由对象抽象成的点组成的点集，同时，还可以将各对象之间的相互关系抽象为点的二元关系，即线，并构建由相互关系抽象成的线组成的线集。需要说明的是，由于与用户单元关联的引水线路与退水线路之间的流量差，可以反映该用户单元的用水量，为了降低计算量，可以将用户单元、与该用户单元关联的引水线路、退水线路、引水点以及退水点抽象为点集中的一个点，例如：如图3所示的虚线圈内包括用户单元、与该用户单元关联的引水线路、退水线路、引水点以及退水点，可以将虚线圈部分抽象为一个点。例如：如图3所示，ai(i＝1，2，…，8)表示上述水资源配置系统网络图中的用户单元、水库、水文站、跨流域引堤水口以及河道交汇点等节点；bj(j＝1，2，…，11)表示河道；ck(k＝1，2，…，19)表示整个水资源配置系统内各个对象之间的相互关系。根据图论原理，基于上述水资源配置系统网络图生成点集U＝{u1,u2,...un}，且ai，bj∈U；线集C＝{c1,c2,...cm}，且ci∈C；其中，对于线集C中的任意一条线，点集U中有两个点与线对应。步骤203、构建由点集和线集组成的有向拓扑图。本发明实施例中，当上述步骤202生成与水资源配置系统网络图对应的点集和线集时，水资源配置系统网络图的检查装置可以构建由上述点集和线集组成的拓扑图，另外，由于相邻的对象之间存在固定的水流方向，即点与点之间的线具有方向，则该拓扑图为有向拓扑图。例如：如图4所示，可以构建由上述点集U和线集C组成的有向拓扑图G，其中，G＝(U,C)。步骤204、判断有向拓扑图是否满足预设条件，其中，预设条件包括无自环、无循环以及连通。本发明实施例中，由于实际的水资源配置系统中，相邻的对象之间存在固定的水流方向，且所有对象均有水流过，结合图论原理，由水资源配置系统网络图生成的有向拓扑图必然满足以下三个条件：存在关联的两点之间无自环；各点之间无循环；所有的点均处于存在连接关系的整体中，即由点集和线集生成的有向拓扑图为连通图。可选的，上述步骤204可以包括：基于点集和线集，生成有向拓扑图对应的邻接表以及对应于邻接表的邻接矩阵和关联矩阵；基于邻接矩阵，判断有向拓扑图是否无自环和无循环；基于关联矩阵，判断有向拓扑图是否连通。其中，基于图论原理，有向拓扑图可以由邻接表、邻接矩阵以及关联矩阵表示，并且可以通过邻接矩阵检查该有向拓扑图是否无自环和无循环，通过关联矩阵检查该有向拓扑图是否连通。例如：基于图的表示方法，可以获取如图4所示的有向拓扑图的邻接表、邻接矩阵以及关联矩阵。邻接表是图的一种最主要存储结构,用来描述图上的每一个点，有向拓扑图的邻接表如表1所示。表1邻接表线上游节点下游节点线上游节点下游节点线上游节点下游节点c1b1a1c8a5b11c15b8a7c2a1b2c9b11a6c16a7b9c3b2a2c10b3a3c17b9a8c4a2b6c11a3b4c18a8b10c5b6a4c12b4a2c19b10a5c6a4b7c13a3b5———c7b7a5c14b5a4———根据邻接矩阵的定义：从ui到uj的有向线记为〈ui,uj〉，设图中有n个点，则邻接矩阵为n阶的方阵Ai,j(n×n)，其中：，点ui和uj之间存在一条由ui直接指向uj的有向线时，有Ai,j＝1，否则Ai,j＝0。因此，上述有向拓扑图的邻接矩阵为：根据关联矩阵的定义：对一个具有i个点、j条有向线的有向拓扑图，其点与有向线的关联性质可用i×j阶矩阵表示，其中，关联矩阵可以记为：因此，上述有向拓扑图的关联矩阵为：可选的，上述基于邻接矩阵，判断有向拓扑图是否无自环和无循环的步骤，包括：判断邻接矩阵的主对角线元素是否全部为零，若全部为零，则确定有向拓扑图无自环；判断邻接矩阵的行列式是否大于零，若大于零，则确定有向拓扑图无循环；上述基于关联矩阵，判断有向拓扑图是否连通，包括：判断关联矩阵的秩是否大于或等于N-1，若大于或等于N-1，则确定有向拓扑图连通，其中，N为关联矩阵的行数或列数。例如：如图4所示的有向拓扑图中，获取的邻接矩阵A的主对角线上的元素均为0，则确定上述有向拓扑图中无自环；邻接矩阵A的行列式det[I-A]＝0，其中I是与A同阶的单位矩阵，则确定上述有向拓扑图中无循环；获取的关联矩阵D的秩R(D)＝18，则确定上述有向拓扑图连通，即为连通图。其中，需要说明的是，上述主对角线为邻接矩阵中从左上到右下的一条斜线，上述行列式以及矩阵的秩的获取均为本领域技术人员熟知，在此不再进行赘述。步骤205、若有向拓扑图满足预设条件，则确定水资源配置系统网络图正确。本发明实施例中，当上述步骤204确定有向拓扑图满足无自环、无循环以及连通三个条件时，即有向拓扑图满足预设条件，水资源配置系统网络图的自查装置可以确定步骤201中绘制的水资源配置系统网络图正确。例如：如图4所示的有向拓扑图满足无自环、无循环以及连通，则确定绘制的与该有向拓扑图对应的水资源配置系统网络图正确。需要说明的是，若水资源配置系统网络图不正确，则重新执行绘制水资源配置系统网络图。这样，本发明实施例中，通过生成的水资源配置系统网络图对应的点集和线集，构建有向拓扑图，并判断有向拓扑图是否满足预设条件，以确定水资源配置系统网络图是否正确，从而在绘制水资源配置系统网络图过程中，可以自动检查绘制的水资源配置系统网络图是否正确，从而使对水资源配置系统网络图的检查操作简单、效率高且准确度高。参见图5，图5是本发明实施例提供的一种水资源配置系统网络图的自查装置的结构示意图，如图5所示，水资源配置系统网络图的自查装置500包括网络图绘制模块501、拓扑图生成模块502、判断模块503和确定模块504：网络图绘制模块501，用于绘制水资源配置系统网络图；拓扑图生成模块502，用于根据水资源配置系统网络图，生成水资源配置系统网络图对应的有向拓扑图；判断模块503，用于判断有向拓扑图是否满足预设条件，其中，预设条件包括无自环、无循环以及连通；确定模块504，用于若有向拓扑图满足预设条件，则确定水资源配置系统网络图正确，并以水资源配置系统网络图构建水资源配置模型。可选的，如图6所示，拓扑图生成模块502可以包括：集合生成单元5021，用于生成水资源配置系统网络图对应的点集和线集，其中，点集中的点由水资源配置系统网络图中的对象抽象形成，线集中的线由两对象之间的相互关系抽象形成；拓扑图构建单元5022，用于构建由点集和线集组成的有向拓扑图。可选的，对象可以包括第一对象和第二对象，第一对象可以包括用水单元、跨流域引堤水口、水库和水文站；第二对象可以包括位于两第一对象之间的水流路径以及两水流路径的水流交汇点。可选的，如图7所示，判断模块503可以包括：拓扑图处理单元5031，用于基于点集和线集，生成有向拓扑图对应的邻接表以及对应于邻接表的邻接矩阵和关联矩阵；第一判断单元5032，用于基于邻接矩阵，判断有向拓扑图是否无自环和无循环；第二判断单元5033，用于基于关联矩阵，判断有向拓扑图是否连通。可选的，如图8所示，第一判断单元5032可以包括：无自环判断子单元50321，用于判断邻接矩阵的主对角线元素是否全部为零，若全部为零，则确定有向拓扑图无自环；无循环判断子单元50322，用于判断邻接矩阵的行列式是否大于零，若大于零，则确定有向拓扑图无循环；第二判断单元5033还用于包括判断关联矩阵的秩是否大于或等于N-1，若大于或等于N-1，则确定有向拓扑图连通，其中，N为关联矩阵的行数或列数。水资源配置系统的网络图的自查装置500能够实现图1至图5中实施例提供的水资源配置系统网络图的自查方法，以及能达到相同的有益效果，为避免重复，这里不再赘述。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法的全部或者部分步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成，的程序可以存储于一计算机可读取介质中，该程序在执行时，包括以下步骤：绘制水资源配置系统网络图；根据水资源配置系统网络图，生成水资源配置系统网络图对应的有向拓扑图；判断有向拓扑图是否满足预设条件，其中，预设条件包括无自环、无循环以及连通；若有向拓扑图满足预设条件，则确定水资源配置系统网络图正确。可选的，根据水资源配置系统网络图，生成水资源配置系统网络图对应的有向拓扑图的步骤，包括：生成水资源配置系统网络图对应的点集和线集，其中，点集中的点由水资源配置系统网络图中的对象抽象形成，线集中的线由两对象之间的相互关系抽象形成；构建由点集和线集组成的有向拓扑图。可选的，对象包括第一对象和第二对象，第一对象包括用水单元、跨流域引堤水口、水库和水文站；第二对象包括位于两第一对象之间的水流路径以及两水流路径的水流交汇点。可选的，判断有向拓扑图是否满足预设条件的步骤，包括：基于点集和线集，生成有向拓扑图对应的邻接表以及对应于邻接表的邻接矩阵和关联矩阵；基于邻接矩阵，判断有向拓扑图是否无自环和无循环；基于关联矩阵，判断有向拓扑图是否连通。可选的，基于邻接矩阵，判断有向拓扑图是否无自环和无循环的步骤，包括：判断邻接矩阵的主对角线元素是否全部为零，若全部为零，则确定有向拓扑图无自环；判断邻接矩阵的行列式是否大于零，若大于零，则确定有向拓扑图无循环；基于关联矩阵，判断有向拓扑图是否连通，包括：判断关联矩阵的秩是否大于或等于N-1，若大于或等于N-1，则确定有向拓扑图连通，其中，N为关联矩阵的行数或列数。所述的存储介质，如只读存储器(Read-OnlyMemory，简称ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3