一种复杂供水网络结构化表达方法和系统与流程

本发明涉及水资源调控，具体涉及一种复杂供水网络结构化表达方法和系统。

背景技术：

1、当下用于水资源配置的水网拓扑图多将“水源端-用户端”直接联系，较少考虑实体水在水源工程、净配水工程、管线工程等“工程端”各环节中的流动，几乎没有涉及用户端的产品虚拟水分析，进而导致水资源配置的精细化不足。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种复杂供水网络结构化表达方法和系统，既能对供给侧“水源—水利工程—分区企业”3级供水网络系统进行概化，满足实体水资源供-用-耗-排-回用水循环互聩配置的技术需求，又能与需求侧企业产品生产耗水相衔接，为实体水—虚拟水统筹配置提供支持。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、本发明提供一种复杂供水网络结构化表达方法，所述复杂供水网络结构化表达方法包括：

4、确定复杂供水网络的网络要素；

5、根据复杂供水网络边界为依据，划定复杂供水网络空间范围；

6、识别网络空间范围内的工程功能，并确定所述工程功能与所述网络要素间的对应关系；

7、基于所述对应关系，对所述复杂供水网络模块化处理，得到若干模块；

8、标记各模块的属性；

9、基于各模块的属性，生成所述复杂供水网络的结构化表达结果。

10、可选择地，所述复杂供水网络的网络要素包括节点和通道；

11、所述基于所述对应关系，对所述复杂供水网络模块化处理，得到若干模块包括：

12、对所述复杂网络进行节点划分操作，得到若干节点；

13、根据所述若干节点，确定复杂供水网络中的若干通道；

14、根据若干节点和若干通道，得到若干模块。

15、可选择地，所述通道通过以下方式确定：

16、根据是否具备配水功能，判定是否为通道；

17、根据通道两端节点功能，判定通道类别；

18、根据节点之间的连接关系，确定通道的连接方式。

19、可选择地，所述节点包括水源、水利工程和企业项目；

20、所述水源包括地表水库和地下水源地；

21、所述水利工程包括取水工程、净水厂、再生水厂、矿井水预处理站和矿井水深度处理工程；

22、所述企业项目包括分区企业。

23、可选择地，所述复杂供水网络的结构化表达结果包括：

24、水源与净水厂之间的结构化表达；

25、净水厂与分区企业间的结构化表达；

26、再生水厂与分区企业之间的结构化表达；

27、矿井水预处理站与分区企业之间的结构化表达；

28、矿井水深度处理工程与分区企业之间的结构化表达；

29、分区企业与再生水厂之间排污关系的结构化表达；

30、分区企业与矿井水预处理站之间排污关系的结构化表达

31、矿井水预处理站与矿井水深度处理工程之间的结构化表达。

32、可选择地，所述水源与净水厂之间的结构化表达为一个s×w的矩阵x：

33、

34、其中，第s行第w列元素xs,w为s水源与w净水厂的输水关系值，若可输水则xs,w＝1，否则xs,w＝0；

35、所述净水厂与分区企业间的结构化表达为一个w×j×c的三维矩阵组y：

36、y＝[y1，y2，…，yw]

37、其中，yw表示第w个分矩阵且

38、

39、，第w个分矩阵第j行第c列元素yw,(j,c)为w净水厂与j区c企业的供水关系值，若同时满足：①c企业工矿项目入驻j分区，②w水厂可向其供水，则yw,(j,c)＝1，否则yw,(j,c)＝0；

40、所述再生水厂与分区企业之间的结构化表达为一个rw×j×c的三维矩阵组z：

41、z＝[z1，z2，…，zrw]

42、其中，zrw表示第rw个分矩阵且

43、

44、，第rw个分矩阵第j行第c列元素zrw,(j,c)为rw再生水厂与j区c企业的供水关系值，若同时满足：①c企业工矿项目入驻j分区，②rw再生水厂可向其供水，③供水水质达到该工矿项目用水水质标准，则zrw,(j,c)＝1，否则zrw,(j,c)＝0；

45、所述矿井水预处理站与分区企业之间的结构化表达为一个pt×j×c的三维矩阵组k：

46、k＝[k1，k2，…，kpt]

47、其中，kpt表示第pt个分矩阵且

48、

49、，第pt个分矩阵第j行第c列元素kpt,(j,c)为pt矿井水预处理站与j区c企业的供水关系值，若同时满足：①c企业工矿项目入驻j分区，②pt矿井水预处理站可向其供水，③供水水质达到该工矿项目用水水质标准；则kpt,(j,c)＝1，否则kpt,(j,c)＝0；

50、所述矿井水深度处理工程与分区企业之间的结构化表达为一个dt×j×c的三维矩阵组t：

51、t＝[t1，t2，…，tdt]

52、其中，tdt表示第dt个分矩阵且

53、

54、，第dt个分矩阵第j行第c列元素tdt,(j,c)为dt矿井水深度处理工程与j区c企业的供水关系值，若同时满足：①c企业工矿项目入驻j分区，②dt矿井水深度处理工程可向其供水，③供水水质达到该工矿项目用水水质标准，则tdt,(j,c)＝1，否则tdt,(j,c)＝0；

55、所述分区企业与再生水厂之间排污关系的结构化表达为一个rw×j×c的三维矩阵组r：

56、r＝[r1，r2，…，rrw]

57、其中，rrw表示第rw个分矩阵且

58、

59、，第rw个分矩阵第j行第c列元素rrw，(j,c)为j区c企业与rw再生水厂的排水关系值，若同时满足：①c企业工矿项目入驻j分区，②rw再生水厂可接收其外排污水，则rrw，(j,c)＝1，否则rrw，(j,c)＝0；

60、所述分区企业与矿井水预处理站之间排污关系的结构化表达为一个pt×j×c的三维矩阵组l：

61、l＝[l1，l2，…，lpt]

62、其中，lpt表示第pt个分矩阵且

63、

64、，第pt个分矩阵第j行第c列元素lpt,(j,c)为j区c企业煤矿项目与pt矿井水预处理站的排水关系值，若同时满足：①c企业煤矿项目入驻j分区，②pt矿井水预处理站可接收其外排矿井水，则lpt,(j,c)＝1，否则lpt,(j,c)＝0；

65、所述矿井水预处理站与矿井水深度处理工程之间的结构化表达为一个pt×dt的矩阵g：

66、

67、其中，第pt行第dt列元素gpt,dt为pt矿井水预处理站与dt矿井水深度处理工程的输水关系值，若可输水则gpt,dt＝1，否则gpt,dt＝0。

68、可选择地，所述复杂供水网络结构化表达方法还包括：

69、基于复杂供水网络的结构变化进行动态调整；其中，所述动态调整包括网络要素调整和模块属性调整。

70、本发明还提供一种基于上述的复杂供水网络结构化表达方法的系统，其所述系统包括：

71、定义网络模块，所述定义网络模块用于确定复杂供水网络的网络要素；根据复杂供水网络边界为依据，划定复杂供水网络空间范围；以及识别网络空间范围内的工程功能，并确定所述工程功能与所述网络要素间的对应关系；

72、模块化处理模块，所述模块化处理模块用于基于所述对应关系，对所述复杂供水网络模块化处理，得到若干模块；

73、标记属性模块，所述标记属性模块用于标记各模块的属性；

74、矩阵表达模块，所述矩阵表达模块用于基于各模块的属性，生成所述复杂供水网络的结构化表达结果。

75、可选择地，所述模块化处理模块还包括划分节点子模块和确定通道子模块，

76、所述划分节点子模块用于对所述复杂网络进行节点划分操作，得到若干节点；

77、所述确定通道子模块用于根据所述若干节点，确定复杂供水网络中的若干通道。

78、可选择地，所述系统还包括结构变化模块，所述结构变化模块用于基于复杂供水网络的结构变化进行动态调整；其中，所述动态调整包括网络要素调整和模块属性调整。

79、本发明具有以下有益效果：

80、1)本发明更加具体的、更加准确的表达“水源-用户-产品”之间的关系，支持水资源面向项目产品的精准分配，能够很好的提高水源与用户之间的匹配程度；

81、2)本发明统筹考虑了常规水和非常规水、实体水和虚拟水，支撑更广义的水资源配置；

82、3)蕴含了水利工程的运行调度。