给水管网系统建模与可靠性分析报告.doc

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1、word格式文档给水管网系统建模及其可靠性分析摘要给水管网系统是一个拓扑结构复杂、规模庞大、用水变化随机性强、运行控制为多目标的网络系统。管网建模是仿真给水管网系统动态工况的最有效的方法，是为模拟管网系统建立数学模型的过程。模拟内容主要是图形模拟、状态模拟和参数模拟。而建立模型并不是一蹴而就的，要不断的开发、更新和完善。在管网优化设计的四个方面中，保证给水系统可靠性是给水设计的主要内容之一。随着现代科学技术的快速发展，可靠性工程理论日益受到广泛重视。关键词：给水管网系统建模；管网优化设计：管网系统可靠性一、引言我国各城市的市政公用输配系统（供水、供气

2、）是城市重要的基础设施之一，也是城市建设和可持续性发展的制约因素，这些工程网络在系统规划上有许多方面存在着共性。对给水管网系统进行建模，一方面对于大量复杂、繁琐的问题能够取得快速、准确的计算结果，大大提高了工作效率，使得以前很少或者不可能进行的大型工程量计算问题和多方案比较问题得以顺利解决。另一方面，可以对输配系统的工作状态（水力、水质）进行比较准确的模拟仿真，尤其当系统中有较完善的设施时，更可以对系统的实时工况进行在线模拟，这样不仅可为系统的优化运行、调度提供很好的基础条件，为系统的改扩建提供可靠的依据，也为给水管网水质预测和安全输配提供支持。专业

3、整理word格式文档对给水管网系统建模完成后应注意管网的优化设计，包括四个方面：水压、水量的保证性；水质的安全性；可靠性和经济性。随着现代科学技术的快速发展，作为系统工程之一的可靠性工程理论日益受到广泛重视。在近代，各种工程系统、构筑物设计时，已经开始应用可靠性的数学理论。可靠性和其他技术经济指标一样，成为评价系统优劣的主要指标。可靠性问题之所以得到重视，是因为系统、构筑物、设备相互有关，任一部分损坏可能导致整个系统的故障，而整个系统的故障，例如给水系统发生故障，将对社会和人民生活带来损害。而故障的发生多数为随机事件，一般无法预料和预防，因此给水系统

4、可靠性具有概率的性质。在生活节奏日益加快的今天，确保给水管网系统的正常运行具有十分重要的意义。二、文献综述1. 国内研究历史与现状我国原哈尔滨建筑大学给排水系统研究室，在80年代末着力开展了建模理论与实践的研究。近年来，同济大学与南京、佛山、上海等城市供水企业合作，紧密结合企业科技进步和技术应用需求，合作开展供水管网建模、管网科学调度和管网地理信息系统软件开发和应用，成功开发了“同济宏扬给水管网建模、科学调度和管网GIS”系列软件，取得了良好的科学技术成果和应用效益，对于我国城市供水管网信息化技术进步和生产应用起到了有力的推动作用。2. 国外研究历史

5、与现状国外在管网建模方面起步于20世纪60年代。20世纪80年代在计算机技术飞速发展的促动下，英国在管网建模与应用方面做了大量工作，并提出了建模的标准。专业整理word格式文档随着计算机及相应技术的发展、遥测远传设备的应用，进入了实用化阶段。3. 文献综述给水管网系统建模，是为模拟管网系统建立数学模型的过程。建立模型可以解决以往难以解决的问题，显著提高管理水平和经济效益，便于后续方案优化和管道的更新改造。本文是在查阅相关文献后，主要对管网系统建模和优化的可靠性方面进行的综合分析整理。包括模型的类型、建模所需信息、建模过程与校验、在实际中的应用以及管网

6、系统的可靠性指标、系统备用、各组分障碍的影响、设计时对可靠性的考虑等几个方面的内容。4. 选题研究存在的主要问题给水管网建模及其可靠性分析主要存在两方面的问题。一是硬件上，越是精细的模型越是对计算机的运算处理能力要求的高。算法的改进可以相应缓解这一问题，但计算机技术能否进一步发展是制约管网模型能否更真实的指导现实工作的一大因素。二是软件上，建模的过程需要跨多个学科的人才，只有兼顾扎实的专业知识、具备丰富的实践经验，同时拥有一定的计算机基础，才能真正建立起并可以优化管网模型。这种复合型人才也是该课题能否得到很好发展的制约因素。5. 今后的发展方向通过建

7、立管网地理信息系统、管网压力、流量及水质监测系统，应用计算机软件进行管网水力及水质动态模拟和管网运行科学调度，保持管网系统水量和水压的优化分布，节约供水能耗和供水成本，降低管网中爆管事故的发生概率，提高供水安全性和企业服务水平，促进供水行业现代化技术进步和供水行业国产化应用软件的发展，是我国城市供水行业在今后10-15年内的科技创新发展方向。在今后随着计算机处理能力的提升，给水管网建模势必会得到更加广泛的应用。专业整理word格式文档三、分析与总结自编讲义中主要内容是给水管网模拟模型水力分析、压力分析和水质分析，以及燃气管网模拟模型的水力分析和压力分

8、析，借助图论等数学工具，跨学科进行交叉，尤其是应用计算机技术对模型和解法进行编程，以在实际工程中取得很好的效