一种区域供冷系统管网路线规划方法及系统与流程

本发明涉及空调
技术领域：
，特别涉及一种区域供冷系统管网路线规划方法及系统。
背景技术：
：区域供冷是通过设置集中的制冷站制备空调冷冻水，再通过输送管网向附近各建筑提供空调冷冻水的区域集中供冷方式。这种供冷方式不仅提高了空调系统的效率，同时实现了能源的梯级利用，进而降低了环境污染，改善了系统的热经济性，可使空调供冷满足规模化、专业化、产业化和市场化的要求。然而，区域供冷也存在着建设周期长、投资大、管道冷损失过大导致的供能效率低、经济性差的问题。尤其是在区域供冷系统的管网设计时，目前一般通过设计人员的经验进行管网路线设计，设计出的管网路线结构并不是最优的，常存在管网路线长度过长的问题，导致区域供冷系统的冷损失过大，降低了区域供冷系统的功能效率和经济性，在一定程度上限制了区域供冷技术的推广。技术实现要素：本发明提供了一种区域供冷系统管网路线规划方法及系统，用以解决现有技术中区域供冷系统的管网依靠设计人员的经验设计而导致管网过长、进而造成区域供冷系统的冷损失过大的问题。为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：一种区域供冷系统管网路线规划方法，包括：规划系统根据区域供冷系统设计图建立管网路线规划有向图，其中，所述管网路线规划有向图包括多个顶点和多条边，每条边具有权重值；针对选定的两个顶点，根据所述选定的两个顶点和所述选定的两个顶点之间的其他顶点和所述多条边的连接关系、以及每条边的权重值，确定所述选定的两个顶点之间的最短路径；根据所述最短路径确定区域供冷系统管网路线。本发明提供的区域供冷系统管网路线规划方法中，规划系统通过区域供冷系统设计图建立管网路线规划有向图，在有向图中选定两个顶点，并根据链各个顶点和之间的其他顶点和边的连接关系，以及每个边的权重值，进行选定的两个顶点之间的最短路径的确定，再通过最短路径确定区域供冷系统管网路线的设计，与通过设计人员的经验设计进行管网路线设计的方法相比，本发明提供的区域供冷系统管网路线规划方法精度较高，改善了现有技术中区域供冷系统的管网依靠设计人员的经验设计而导致管网过长、进而造成区域供冷系统的冷损失过大的问题。优选地，所述选定的两个顶点分别为源点和终点，所述选定的两个顶点之间的其他顶点为中间点。进一步地，所述根据区域供冷系统设计图建立管网路线规划有向图，具体包括：根据所述区域供冷系统设计图中的供冷能源站的位置信息建立所述源点；根据所述区域供冷系统设计图中的用户建筑的位置信息建立所述终点；根据所述区域供冷系统设计图中的道路交叉点的位置信息建立所述中间点。进一步地，所述根据区域供冷系统设计图建立管网路线规划有向图，还包括：根据所述设计设计图中的道路分布信息，建立所述多条边。进一步地，所述根据所述设计设计图中的道路分布信息，建立所述多条边，具体包括：根据区域供冷系统设计图中的道路分布信息，判断任意两个道路交叉点之间是否有道路连接，若是，在所述两个道路交叉点对应的两个中间点之间建立一条边；根据区域供冷系统设计图中的道路分布信息，判断所述供冷能源站和任一道路交叉点之间是否有道路连接，若是，则在所述供冷能源站对应的源点和所述道路交叉点对应的中间点之间建立一条边；根据区域供冷系统设计图中的道路分布信息，判断所述用户建筑和任一道路交叉点之间是否有道路连接，若是，则在所述用户建筑对应的终点和所述道路交叉点对应的中间点之间建立一条边。进一步地，所述根据区域供冷系统设计图建立管网路线规划有向图，还包括：根据所述设计设计图中的道路长度信息，确定每条边的权重值。优选地，针对选定的两个顶点，根据所述选定的两个顶点和所述选定的两个顶点之间的其他顶点和所述多条边的连接关系、以及每条边的权重值，确定所述选定的两个顶点之间的最短路径，具体包括：根据所述源点与所述终点之间的所述多个中间点与所述多条边的连接关系、以及每条边的权重值，确定由所述源点到所述终点经过的边的权重值之和最小的路径。进一步地，所述根据所述源点与所述终点之间的所述多个中间点与所述多条边的连接关系、以及每条边的权重值，确定由所述源点到所述终点经过的边的权重值之和最小的路径，具体包括：按照由所述源点到所述终点经过的边的权重值之和的最小值的递增次序，依次确定所述路径中的中间点。进一步地，所述按照由所述源点到所述终点经过的边的最小权重值之和的递增次序，依次确定所述路径中的中间点，具体包括：判定所述源点到与所述源点直接连接的各个顶点之间的各个边的权重值大小，将所经过的权重值最小的边对应的顶点标记为路径点；判定所述源点到与所述源点直接连接的、除已标记为路径点的顶点之外的全部顶点对应的各个边的权重值大小，并判定所述源点通过各路径点到除已标记为路径点的顶点之外的全部顶点所经过的全部边的权重值之和大小，将所经过的权重值之和最小的全部边对应的未标记的顶点标记为路径点，直至所述源点被标记为路径点。本发明还提供了一种区域供冷系统管网路线规划系统，包括：建模模块，用于根据区域供冷系统设计图建立管网路线规划有向图，其中，所述管网路线规划有向图包括多个顶点和多条边，每条边具有权重值；规划模块，用于针对选定的两个顶点，根据所述选定的两个顶点和所述选定的两个顶点之间的其他顶点和所述多条边的连接关系、以及每条边的权重值，确定所述选定的两个顶点之间的最短路径；根据所述最短路径确定区域供冷系统管网路线。优选地，所述选定的两个顶点分别为源点和终点，所述选定的两个顶点之间的其他顶点为中间点。进一步地，所述建模模块，具体用于：根据所述区域供冷系统设计图中的供冷能源站的位置信息建立所述源点；根据所述区域供冷系统设计图中的用户建筑的位置信息建立所述终点；根据所述区域供冷系统设计图中的道路交叉点的位置信息建立所述中间点。进一步地，所述建模模块，还用于：根据所述设计设计图中的道路分布信息，建立所述多条边。进一步地，所述建模模块，具体用于：根据区域供冷系统设计图中的道路分布信息，判断任意两个道路交叉点之间是否有道路连接，若是，在所述两个道路交叉点对应的两个中间点之间建立一条边；根据区域供冷系统设计图中的道路分布信息，判断所述供冷能源站和任一道路交叉点之间是否有道路连接，若是，则在所述供冷能源站对应的源点和所述道路交叉点对应的中间点之间建立一条边；根据区域供冷系统设计图中的道路分布信息，判断所述用户建筑和任一道路交叉点之间是否有道路连接，若是，则在所述用户建筑对应的终点和所述道路交叉点对应的中间点之间建立一条边。进一步地，所述建模模块，还用于：根据所述设计设计图中的道路长度信息，确定每条边的权重值。优选地，所述规划模块，具体用于：根据所述源点与所述终点之间的所述多个中间点与所述多条边的连接关系、以及每条边的权重值，确定由所述源点到所述终点经过的边的权重值之和最小的路径。进一步地，所述规划模块，具体用于：按照由所述源点到所述终点经过的边的权重值之和的最小值的递增次序，依次确定所述路径中的中间点。进一步地，所述规划模块，具体用于：判定所述源点到与所述源点直接连接的各个顶点之间的各个边的权重值大小，将所经过的权重值最小的边对应的顶点标记为路径点；判定所述源点到与所述源点直接连接的、除已标记为路径点的顶点之外的全部顶点对应的各个边的权重值大小，并判定所述源点通过各路径点到除已标记为路径点的顶点之外的全部顶点所经过的全部边的权重值之和大小，将所经过的权重值之和最小的全部边对应的未标记的顶点标记为路径点，直至所述源点被标记为路径点。本发明还提供了一种计算机装置，所述计算机装置包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上所述方法的步骤。本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。附图说明图1是本发明实施例一提供的区域供冷系统管网路线规划方法的流程图；图2是图1中所示的步骤s100的流程图；图3是图2中所示的步骤s104的流程图；图4是本发明实施例一提供最短路径规划方法的流程图；图5是本发明实施例一提供的管网路线规划有向图；图6是本发明实施例二提供的区域供冷系统管网路线规划系统的结构示意图。附图标记：10，建模模块；20，规划模块。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，所描述的实施例仅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做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。实施例一本实施例提供了一种区域供冷系统管网路线规划方法，参见图1所示，包括：步骤s100，规划系统根据区域供冷系统设计图建立管网路线规划有向图，其中，管网路线规划有向图包括多个顶点和多条边，每条边具有权重值。有向图为图论中的一种基本图，由多个顶点和连结多个顶点的边组成，每个边具有方向，本实施例中，管网路线规划有向图中每个边的方向应根据区域供冷系统的供冷介质的流动方向确定。具体地，步骤s100中的区域供冷系统设计图为在进行区域供冷系统设计时所绘制的工程图，图中应包括供冷能源站和用户建筑的位置信息，供冷能源站为区域供冷系统中供冷介质传输的起始点，用户建筑为区域供冷系统中供冷介质传输的终点。区域供冷系统中供冷介质通过供冷管道输送，由于供冷管道一般沿道路铺设，因此，区域供冷系统设计图中还应包括在供冷能源站和用户建筑之间的道路分布信息，具体包括道路与供冷能源站和用户建筑的连接关系、道路的交叉点分布情况。由于供冷管道沿道路铺设，则每一段供冷管道的长度可视为对应的道路的长度，在进行管网路线规划设计时，需要知道每段道路的长度，则区域供冷系统设计图中还应包括道路的长度信息，具体包括任意两个道路交叉点之间的道路的长度，和供冷能源站或用户建筑与相邻的道路交叉点之间的道路的长度。本实施例中，上述根据区域供冷系统设计图建立管网路线规划有向图的过程采用计算机程序实现，则区域供冷系统设计图为计算机可编辑图像，具体可为位图或矢量图，例如jpg、bmp格式的位图或dxg、dxf格式的矢量图。具体地，可采用matlab对区域发展规划图进行图像处理，或采用cad软件进行二次开发实现管网路线规划有向图的建立。为便于进行最短路径的规划，需对多个顶点进行类别划分，一种具体实施方式中，选定的两个顶点分别为源点和终点，选定的两个顶点之间的其他顶点为中间点。则参见图2所示，上述步骤s100，根据区域供冷系统设计图建立管网路线规划有向图，具体包括：步骤s101，根据区域供冷系统设计图中的供冷能源站的位置信息建立源点；步骤s102，根据区域供冷系统设计图中的用户建筑的位置信息建立终点；步骤s103，根据区域供冷系统设计图中的道路交叉点的位置信息建立中间点。需要说明的是，上述步骤s101-s103中，源点、终点和中间点的建立过程与供冷能源站、用户建筑和道路交叉点的具体形状、大小、相对位置均无关联。且在具体实施中，上述步骤s101-s103无先后顺序之分。在建立源点、终点和中间点，还应根据区域供冷系统设计图建立多条边，以连接上述各个顶点。具体参见图2所示，上述步骤s100，根据区域供冷系统设计图建立管网路线规划有向图，还包括：步骤s104，根据区域供冷系统设计图中的道路分布信息，建立多条边。在建立管网路线规划有向图中的多个边时，应根据区域供冷系统设计图中的道路分布信息，确定任意两个顶点之间是否有边连接，具体地，参见图3所示，上述步骤s104，根据区域供冷系统设计图中的道路分布信息，建立多条边，具体包括：步骤s1041，根据区域供冷系统设计图中的道路分布信息，判断任意两个道路交叉点之间是否有道路连接，若是，则在两个道路交叉点对应的两个中间点之间建立一条边；步骤s1042，根据区域供冷系统设计图中的道路分布信息，判断供冷能源站和任一道路交叉点之间是否有道路连接，若是，则在供冷能源站对应的源点和道路交叉点对应的中间点之间建立一条边；步骤s1043，根据区域供冷系统设计图中的道路分布信息，判断用户建筑和任一道路交叉点之间是否有道路连接，若是，则在用户建筑对应的终点和道路交叉点对应的中间点之间建立一条边。需要说明的是，本实施例建立的上述有向图中，每条边与对应的道路的具体形状无关联，且每条边的方向应根据该条边对应的供冷管道中的供冷介质的流动方向进行确定。且在具体实施中，上述步骤s1041-s1043无先后顺序之分。在建立上述包括多个顶点和多条边的有向图后，还需对每条边进行权重值赋值，以便根据各边的权重值进行最短路径规划。本实施例中，采用道路的长度作为规划过程中的权重值，则上述步骤s100，根据区域供冷系统设计图建立管网路线规划有向图，还包括：步骤s105，根据设计设计图中的道路长度信息，确定每条边的权重值。需要说明的是，每条边的权重值只与该条边对应的道路的实际长度有关，而与对应的道路的具体形状无关。除本实施例中采用道路长度为有向图中的边进行权重赋值之外，在具体实施中，还可采用管路压力损耗量等参数作为权重值。在建立上述管网路线规划有向图之后，将具体的区域供冷系统设计图抽象为有向图中的多个顶点和多条边之间的连接关系，提高了区域供冷系统管网路线规划方法的便利性。根据该管网路线规划有向图可进行区域供冷系统管网路线规划，继续参见图1所示，本实施例提供的区域供冷系统管网路线规划方法还包括：步骤s200，针对选定的两个顶点，根据选定的两个顶点和选定的两个顶点之间的其他顶点和多条边的连接关系、以及每条边的权重值，确定选定的两个顶点之间的最短路径。由于本实施例中采用道路长度作为有向图中的每条边的权重值，具体实施中，步骤s200中，确定选定的两个顶点之间的最短路径，具体应为确定由源点到终点经过的边的权重值之和最小的路径。确定由源点到终点经过的边的权重值之和最小的路径可采用多种方式实现，例如采用穷举法遍历由源点到终点之间的所有边，从而生成多条路径，从生成的多条路径中选取经过的边的权重值之和最小的路径。该方法在有向图中的顶点和边较多时计算过程复杂，计算效率较低，不利于进行最短路径的选取，因此本实施例中，采用如下方法进行由源点到终点经过的边的权重值之和最小的路径的选取：按照由源点到终点经过的边的权重值之和的最小值的递增次序，依次确定路径中的中间点。具体实施中，参见图4所示，在计算机程序内，上述方法具体可采用如下步骤实现：步骤s01，判定所述源点到与所述源点直接连接的各个顶点之间的各个边的权重值大小，将所经过的权重值最小的边对应的顶点标记为路径点；步骤s02，判定所述源点到与所述源点直接连接的、除已标记为路径点的顶点之外的全部顶点对应的各个边的权重值大小，并判定所述源点通过各路径点到除已标记为路径点的顶点之外的全部顶点所经过的全部边的权重值之和大小，将所经过的权重值之和最小的全部边对应的未标记的顶点标记为路径点，直至所述源点被标记为路径点。以下结合实例说明上述步骤s01-s02的实施方法：参见图5所示，图5为根据区域供冷系统设计图建立的管网路线规划有向图，图中包括a-f共5个顶点，其中，顶点a为源点，顶点f为终点，其他顶点为中间点，图中还包括9条边，各个边的权重值如下表所示：表1边123456789权重值632534235由源点a开始，判断与源点a之间连接的顶点b、c对应的边1、2的权重值大小，通过查找上述表1可知，边2的权重值最小，则将边1对应的中间点c标记为路径点；重新判定与源点a直接连接的顶点b对应的边1的权重值大小、以及通过路径点c与源点a连接的顶点b、d、e之间所经过的边2-3、2-5、2-6的权重值之和的大小，通过查找上述表1可知，路径2-3的权重值之和最小，则将边3对应的未标记的顶点b标记为路径点；重新判定与源点a通过路径点b、c与源点a连接的顶点d、e之间所经过的边1-4、1-3-5、2-5、2-3-4、2-6、1-3-6的权重值之和的大小，通过查找上述表1可知，路径2-5的权重值之和最小，则将边5对应的未标记的顶点d标记为路径点；重新判定与源点a通过路径点b、c、d与源点a连接的顶点e、f之间所经过的边2-6、2-5-7、1-4-7、1-3-5-7的权重值之和的大小，通过查找上述表1可知，路径2-6的权重值之和最小，则将边6对应的未标记的顶点e标记为路径点；重新判定与源点a通过路径点b、c、d、e与源点a连接的顶点f之间所经过的边1-4-8、2-6-9、1-3-5-7-9、1-3-5-8、1-4-7-9、1-3-6-9、2-5-7-9、2-5-8的权重值之和的大小，通过查找上述表1可知，路径2-5-8的权重值之和最小，则将边8对应的未标记的顶点f标记为路径点，由于顶点f为终点，则在终点f被标记为路径点后，规划过程结束。由上述规划方法可得出图5所示的管网路线规划有向图中由源点a到终点f之间的最短路径为a-c-d-f。在根据步骤s200中的规划方法确定出管网路线规划有向图中的最短路径之后，参见图1所示，还包括步骤s300，根据最短路径确定区域供冷系统管网路线。即根据该最短路径确定在区域供冷系统设计图中对应的各条道路，沿道路铺设供冷管道。本实施例提供的区域供冷系统管网路线规划方法中，规划系统通过区域供冷系统设计图建立管网路线规划有向图，在有向图中选定两个顶点，并根据链各个顶点和之间的其他顶点和边的连接关系，以及每个边的权重值，进行选定的两个顶点之间的最短路径的确定，再通过最短路径确定区域供冷系统管网路线的设计，与通过设计人员的经验设计进行管网路线设计的方法相比，本发明提供的区域供冷系统管网路线规划方法精度较高，改善了现有技术中区域供冷系统的管网依靠设计人员的经验设计而导致管网过长、进而造成区域供冷系统的冷损失过大的问题。实施例二基于同一发明构思，本实施例中还提供了一种区域供冷系统管网路线规划系统，由于该系统解决问题的原理与本发明实施例一中提供的区域供冷系统管网路线规划方法相似，因此该系统的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。本实施例提供提供了一种区域供冷系统管网路线规划系统，参见图6所示，包括：建模模块10，用于根据区域供冷系统设计图建立管网路线规划有向图，其中，管网路线规划有向图包括多个顶点和多条边，每条边具有权重值；规划模块20，用于针对选定的两个顶点，根据选定的两个顶点和选定的两个顶点之间的其他顶点和多条边的连接关系、以及每条边的权重值，确定选定的两个顶点之间的最短路径；根据最短路径确定区域供冷系统管网路线。具体地，选定的两个顶点分别为源点和终点，选定的两个顶点之间的其他顶点为中间点。进一步地，建模模块10，具体用于：根据区域供冷系统设计图中的供冷能源站的位置信息建立源点；根据区域供冷系统设计图中的用户建筑的位置信息建立终点；根据区域供冷系统设计图中的道路交叉点的位置信息建立中间点。进一步地，建模模块10，还用于：根据设计设计图中的道路分布信息，建立多条边。进一步地，建模模块10，具体用于：根据区域供冷系统设计图中的道路分布信息，判断任意两个道路交叉点之间是否有道路连接，若是，则在两个道路交叉点对应的两个中间点之间建立一条边；根据区域供冷系统设计图中的道路分布信息，判断供冷能源站和任一道路交叉点之间是否有道路连接，若是，则在供冷能源站对应的源点和道路交叉点对应的中间点之间建立一条边；根据区域供冷系统设计图中的道路分布信息，判断用户建筑和任一道路交叉点之间是否有道路连接，若是，则在用户建筑对应的终点和道路交叉点对应的中间点之间建立一条边。进一步地，建模模块10，还用于：根据设计设计图中的道路长度信息，确定每条边的权重值。具体地，规划模块20，具体用于：根据源点与终点之间的多个中间点与多条边的连接关系、以及每条边的权重值，确定由源点到终点经过的边的权重值之和最小的路径。进一步地，规划模块20，具体用于：按照由源点到终点经过的边的权重值之和的最小值的递增次序，依次确定路径中的中间点。进一步地，规划模块20，具体用于：判定所述源点到与所述源点直接连接的各个顶点之间的各个边的权重值大小，将所经过的权重值最小的边对应的顶点标记为路径点；判定所述源点到与所述源点直接连接的、除已标记为路径点的顶点之外的全部顶点对应的各个边的权重值大小，并判定所述源点通过各路径点到除已标记为路径点的顶点之外的全部顶点所经过的全部边的权重值之和大小，将所经过的权重值之和最小的全部边对应的未标记的顶点标记为路径点，直至所述源点被标记为路径点。实施例三基于同一发明构思，本实施例提供了一种计算机装置，该计算机装置包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述实施例一所提供方法的步骤。由于该计算机装置解决问题的原理与本发明实施例一中提供的区域供冷系统管网路线规划方法相似，因此该计算机装置的实施可以参见上述实施例一提供的方法的实施，重复之处不再赘述。实施例四本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。由于该计算机可读存储介质解决问题的原理与本发明实施例一中提供的区域供冷系统管网路线规划方法相似，因此该计算机可读存储介质的实施可以参见上述实施例一提供的方法的实施，重复之处不再赘述。以上参照示出根据本公开内容实施例的方法、装置(系统)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本公开内容。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。相应地，还可以用硬件和/或软件(包括固件、驻留软件、微码等)来实施本公开内容。更进一步地，本公开内容可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本公开内容上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页12