專利名稱：感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水環(huán)境模型的集成方法，特別涉及一種感潮河網(wǎng)與排水 管網(wǎng)模型的集成方法。
背景技術(shù)：
利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立水環(huán)境模型可以有效地預(yù)測水動(dòng)力、水質(zhì)時(shí)空變化 規(guī)律，有利于對水資源實(shí)施綜合管理，為流域的水安全保障、水資源配置、 水環(huán)境治理和水生態(tài)保護(hù)提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。水循環(huán)是一個(gè)復(fù)雜的循環(huán)系統(tǒng)， 涉及到水環(huán)境領(lǐng)域的一、二、三維多種數(shù)學(xué)模型，目前水的綜合規(guī)劃與管理 缺乏水的綜合模型系統(tǒng)，感潮河網(wǎng)模型和排水管網(wǎng)模型作為水務(wù)規(guī)劃與管理 的兩個(gè)重要關(guān)鍵技術(shù)手段，急需整合融合、集成創(chuàng)新建立水陸排水系統(tǒng)的綜 合模型系統(tǒng)。
感潮河網(wǎng)模型是模擬感潮河網(wǎng)地區(qū)水流、水質(zhì)受上游來水、下游潮沙、 區(qū)域降雨徑流、取水排水、人工調(diào)控等因素影響下的時(shí)空變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模 型。排水管網(wǎng)模型是模擬城鎮(zhèn)化地區(qū)雨水排水管網(wǎng)系統(tǒng)及污水處理排放管網(wǎng) 系統(tǒng)，在降雨集水、污水納管等條件下管道水流、水頭、水質(zhì)等指標(biāo)時(shí)空變 化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型。
受排水和水利專業(yè)分割的影響，目前的感潮河網(wǎng)模型和排水管網(wǎng)模型是
各自獨(dú)立研究的。 一般是先執(zhí)行排水管網(wǎng)模型，連續(xù)計(jì)算直至運(yùn)行結(jié)束，然 后再開始執(zhí)行感潮河網(wǎng)模型，將管網(wǎng)排水入河的流量變化過程作為河網(wǎng)水系 排澇模擬計(jì)算的輸入條件，連續(xù)計(jì)算直至運(yùn)行結(jié)束。這是利用兩個(gè)模型先后 分別進(jìn)行獨(dú)立計(jì)算，在計(jì)算過程中，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換、動(dòng)態(tài)交互、并行準(zhǔn) 確計(jì)算， 一般只能反映管網(wǎng)排水入河對河網(wǎng)水位、流量的單向作用和影響， 而不能反映河網(wǎng)水位的變化對管網(wǎng)排水能力的影響。
而城鎮(zhèn)化地區(qū)的河網(wǎng)是管網(wǎng)排水的載體，管網(wǎng)排水入河影響河網(wǎng)的水位、流量變化，同時(shí)河網(wǎng)水位的變化又影響管網(wǎng)的排水能力，因此在水務(wù)管理中 勢必要集成感潮河網(wǎng)模型與排水管網(wǎng)模型來共同研究。
請參見圖1,其為現(xiàn)有的一種管網(wǎng)排水模型與河網(wǎng)排水模型集成計(jì)算的流
程圖，其包括以下步驟
S101,運(yùn)行排水管網(wǎng)模型，計(jì)算得出管網(wǎng)排水入河的流量過程數(shù)據(jù)。 S103,將排水管網(wǎng)模型輸出的管道入河流量過程數(shù)據(jù)作為感潮河網(wǎng)模型 的輸入條件，再計(jì)算得出區(qū)域河網(wǎng)的排澇分析數(shù)據(jù)。
上迷這種計(jì)算方式是將一個(gè)模型計(jì)算結(jié)束生成的結(jié)果作為另一個(gè)模型計(jì) 算的輸入條件，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模型之間的靜態(tài)、耦合、串行計(jì)算。但是，由于管 網(wǎng)排水和河網(wǎng)排水是互為關(guān)聯(lián)、互相影響、密不可分的兩個(gè)過程，這種先后 獨(dú)立計(jì)算的方式不能全面、真實(shí)、準(zhǔn)確地反映兩個(gè)模型之間的相互作用和相 互影響，存在計(jì)算誤差，與實(shí)際情況不能完全吻合，也影響河網(wǎng)與管網(wǎng)設(shè)施 的優(yōu)化配置，乃至影響水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)與研究方案的科學(xué)性、合理性及可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出 一種感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法，以解決 現(xiàn)有的感潮河網(wǎng)模型與排水管網(wǎng)模型結(jié)合計(jì)算存在誤差的問題。
本發(fā)明提供一種感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成交互計(jì)算方法，包括以 下步驟首先，導(dǎo)出感潮河網(wǎng)模型仿真的核心函數(shù)并封裝為動(dòng)態(tài)鏈接庫，屏 蔽不同開發(fā)工具的差異。其次，基于.NET平臺(tái)將動(dòng)態(tài)鏈接庫中的核心函數(shù)封 裝成符合OpenMI標(biāo)準(zhǔn)的C語言接口。最后，將感潮河網(wǎng)模型與排水管網(wǎng)模 型的核心函數(shù)在OpenMI平臺(tái)上進(jìn)行集成交互計(jì)算。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法，在 導(dǎo)出感潮河網(wǎng)模型仿真的核心函數(shù)之前還包括步驟將感潮河網(wǎng)模型的運(yùn)行 方式轉(zhuǎn)換為單時(shí)間步長的運(yùn)行模式。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法，將 感潮河網(wǎng)模型的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換為單時(shí)間步長的運(yùn)行模式包括以下步驟首先，將感潮河網(wǎng)模型的整個(gè)運(yùn)行周期劃分為可調(diào)的若干時(shí)間步。然后，根據(jù)不同 的交互時(shí)間間隔和交互位置，設(shè)置感潮河網(wǎng)模型調(diào)用不同的輸入?yún)?shù)。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法，將感潮河網(wǎng)模型與排水管網(wǎng)模型的核心函數(shù)在OpenMI平臺(tái)上進(jìn)行集成交互時(shí) 包括以下步驟首先，將排水管網(wǎng)模型的運(yùn)行方式設(shè)置成與所述感潮河網(wǎng)模 型相銜接的單時(shí)間步長的運(yùn)行模式。其次，統(tǒng)籌感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型交 互計(jì)算的開始次序，將排水管網(wǎng);f莫型每運(yùn)行一個(gè)時(shí)間步長的輸入?yún)?shù)設(shè)置為調(diào)用感潮河網(wǎng)模型在該時(shí)刻或前一時(shí)間步長計(jì)算輸出的相關(guān)數(shù)據(jù)。最后，將 感潮河網(wǎng)模型每運(yùn)行一個(gè)時(shí)間步長的輸入?yún)?shù)設(shè)置為調(diào)用排水管網(wǎng)模型在該 時(shí)刻或前 一 時(shí)間步長計(jì)算輸出的相關(guān)數(shù)據(jù)。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法，將 感潮河網(wǎng)模型與排水管網(wǎng)模型的核心函數(shù)在OpenMI平臺(tái)上進(jìn)行集成交互時(shí) 還包括步驟為感潮河網(wǎng)模型設(shè)置一運(yùn)行觸發(fā)開關(guān)。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法，將 核心函數(shù)封裝成OpenMI標(biāo)準(zhǔn)包括以下步驟首先，將動(dòng)態(tài)鏈接庫中的函數(shù)與 C語言中的函數(shù)——對應(yīng)。其次，將感潮河網(wǎng)模型導(dǎo)出的核心函數(shù)轉(zhuǎn)化為C 語言下的函數(shù)。最后，將轉(zhuǎn)化的C語言函數(shù)封裝成符合OpenMI標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài) 鏈接庫文件。本^明的有益效果是1、 本發(fā)明利用OpenMI平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)水力模型的自動(dòng) 交互、動(dòng)態(tài)耦合、并行準(zhǔn)確計(jì)算，可以進(jìn)一步提高城鄉(xiāng)區(qū)域排水排澇模擬計(jì) 算的精度和速度，全面、真實(shí)、準(zhǔn)確反映區(qū)域排澇與集水區(qū)排水之間的相互 作用和相互影響，可以進(jìn)一步優(yōu)化河網(wǎng)與管網(wǎng)排水系統(tǒng)的工程措施，節(jié)省工 程建設(shè)投資，本發(fā)明將為適應(yīng)城鄉(xiāng)水務(wù)一體化發(fā)展、發(fā)揮好水的綜合效益、 實(shí)現(xiàn)河網(wǎng)與管網(wǎng)蓄排水相容以及污水治理與水環(huán)境改善相配的可持續(xù)發(fā)展提 供有力的技術(shù)支撐。2、 本發(fā)明利用OpenMI平臺(tái)實(shí)現(xiàn)感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成創(chuàng)新、 自動(dòng)交互、動(dòng)態(tài)耦合、并行準(zhǔn)確計(jì)算，不需要重新開發(fā)整個(gè)模型，可以節(jié)省6開發(fā)時(shí)間，減少開發(fā)投入，提高研發(fā)效率。


圖1為現(xiàn)有的一種管網(wǎng)排水模型與河網(wǎng)排水模型集成計(jì)算的流程圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法流程圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的另一種感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法流程圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例的一種將核心函數(shù)封裝成OpenMI標(biāo)準(zhǔn)的流程圖； 圖$為本發(fā)明實(shí)施例的一種感潮河網(wǎng)模型與排水管網(wǎng)模型交互運(yùn)算的示 意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例的一種感潮河網(wǎng)模型在計(jì)算單個(gè)時(shí)間步長時(shí)的運(yùn)算 流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的原理是將原先用Fortran語言開發(fā)的感潮河網(wǎng)模型封裝成 OpenMI的標(biāo)準(zhǔn)，并與排水管網(wǎng)模型一同在OpenMI平臺(tái)上運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)感潮河 網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型在運(yùn)行時(shí)可以自動(dòng)交互、互相關(guān)聯(lián)、動(dòng)態(tài)耦合的目的。本發(fā)明所涉及的OpenMI (the Open Modelling Interfaces )指開放式的模型 公共接口。它于2002年在歐盟的資助下，由英國生態(tài)與水文中心(CEH)牽 頭，有14個(gè)歐洲組織參加的Harmonit項(xiàng)目開始實(shí)施。通過OpenMI環(huán)境提供 的模型包裝功能，用戶可以將原有軟件模型包裝為OpenMI兼容模型，與集成 前的運(yùn)行方式一樣。OpenMI已經(jīng)受到全世界很多政府、研究機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注。 OpenMI有望成為水環(huán)境研究領(lǐng)域軟件模型開發(fā)的長期標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明所引用的排水管網(wǎng)模型可以是英國Wallingford軟件公司開發(fā)的城 市排水系統(tǒng)水力模型(InfoWorks CS),其符合OpenMI的標(biāo)準(zhǔn)，因而將感潮 河網(wǎng)模型封裝成OpenMI的標(biāo)準(zhǔn)后，便能實(shí)現(xiàn)感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型在 OpenMI平臺(tái)上的交互計(jì)算。以下結(jié)合附圖，具體說明本發(fā)明。請參見圖2,其為本發(fā)明實(shí)施例的一種感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方 法流程圖，其包括以下步驟S201,導(dǎo)出感潮河網(wǎng)模型仿真的核心函數(shù)，并封裝成動(dòng)態(tài)鏈接庫，屏蔽 不同開發(fā)工具的差異。S203 ，基于.NET平臺(tái)將動(dòng)態(tài)鏈接庫中的核心函數(shù)封裝成符合OpenMI標(biāo) 準(zhǔn)的C語言接口。S205,將感潮河網(wǎng)模型與排水管網(wǎng)模型的核心函數(shù)在OpenMI平臺(tái)上進(jìn) 行集成交互計(jì)算。本實(shí)施例步驟S201中所釆用的感潮河網(wǎng)模型最常見的是用Fortran語言 開發(fā)，以exe文件形式執(zhí)行模型計(jì)算命令的，但現(xiàn)有的感潮河網(wǎng)模型都不符合 OpenMI標(biāo)準(zhǔn)。而為了使感潮河網(wǎng)模型可以在OpenMI平臺(tái)上運(yùn)行，就需要將 感潮河網(wǎng)模型的核心函數(shù)導(dǎo)出，在.NET環(huán)境(.NET環(huán)境是微軟的新一代技術(shù) 平臺(tái))下利用C語言將核心函數(shù)轉(zhuǎn)換為符合OpenMI標(biāo)準(zhǔn)的DLL文件 (Dynamic Link Library,動(dòng)態(tài)鏈接庫)，并正確產(chǎn)生OMI文件(即可在OpenMI 平臺(tái)上運(yùn)行的文件)。由于排水管網(wǎng)模型可以采用英國Wallingford軟件公司開發(fā)的模型，其本 身滿足OpenMI標(biāo)準(zhǔn)。因此在感潮河網(wǎng)模型的核心函數(shù)封裝成OpenMI標(biāo)準(zhǔn)后， 便可以使感潮河網(wǎng)模型與排水管網(wǎng)模型同時(shí)在OpenMI平臺(tái)上運(yùn)行，瞬時(shí)動(dòng)態(tài) 反映管網(wǎng)與河網(wǎng)之間的相互作用和影響，實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動(dòng)交互、動(dòng)態(tài) 耦合及并行準(zhǔn)確計(jì)算，以進(jìn)一步提高模擬計(jì)算的精度和計(jì)算結(jié)果的合理性和 可靠性，全面、真實(shí)、準(zhǔn)確反映兩者之間的相互作用和相互影響，創(chuàng)新發(fā)展 水務(wù)規(guī)劃與研究的關(guān)鍵技術(shù)和方法，使之更符合實(shí)際。為了實(shí)現(xiàn)感潮河網(wǎng)模型與排水管網(wǎng)模型的自動(dòng)交互與動(dòng)態(tài)耦合，本發(fā)明 提出了單時(shí)間步長的運(yùn)行方式，請參見圖3，其為本發(fā)明實(shí)施例的另一種感潮 河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法流程圖，其包括以下步驟S301 ，將感潮河網(wǎng)模型的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換為單時(shí)間步長的運(yùn)行模式。感潮河網(wǎng)模型原先是以多重循環(huán)的運(yùn)行方式，-漠型一旦開始運(yùn)行后，便 會(huì)連續(xù)計(jì)算至模型運(yùn)行結(jié)束，如此便無法在模型運(yùn)行期間與其它模型進(jìn)行交 互。本實(shí)施例中將感潮河網(wǎng)模型的整個(gè)運(yùn)行周期劃分為多個(gè)時(shí)間段，最小時(shí) 間間隔為一個(gè)時(shí)間步長， 一般時(shí)間步長以分鐘為單位，每小時(shí)可劃分成若干 時(shí)間步長。S303,導(dǎo)出感潮河網(wǎng)模型仿真的核心函數(shù)。這里所述的核心函數(shù)是指感 潮河網(wǎng)模型轉(zhuǎn)換為單時(shí)間步長運(yùn)行模式后的核心函數(shù)。S305,將核心函數(shù)封裝成OpenMI標(biāo)準(zhǔn)。封裝時(shí)，需要在.NET環(huán)境下利 用C語言將核心函數(shù)原來的語言轉(zhuǎn)換為符合OpenMI標(biāo)準(zhǔn)的DLL文件，并正 確產(chǎn)生OMI文件。S307,將排水管網(wǎng)模型的運(yùn)行方式設(shè)置成與所述感潮河網(wǎng)模型相銜接的 單時(shí)間步長的運(yùn)行模式。S309,將排水管網(wǎng)模型每運(yùn)行一個(gè)時(shí)間步長時(shí)的輸入?yún)?shù)設(shè)置為調(diào)用感 潮河網(wǎng)模型在該時(shí)刻或前一時(shí)間步長計(jì)算輸出的相關(guān)數(shù)據(jù)。例如，排水管網(wǎng)、感潮河網(wǎng)模型的計(jì)算時(shí)間步長為1分鐘，計(jì)算的起始 時(shí)間為0:00(下同)。如果第一個(gè)時(shí)間步長先運(yùn)^f亍排水管網(wǎng);^莫型，當(dāng)排水管網(wǎng) 模型運(yùn)行一個(gè)時(shí)間步長，即0:01時(shí)，則調(diào)用感潮河網(wǎng)模型0:01時(shí)的模擬輸出 數(shù)據(jù)作為排水管網(wǎng)模型的輸入?yún)?shù)，但此時(shí)刻河網(wǎng)模型沒有運(yùn)行輸出，管網(wǎng) 模型就采用河網(wǎng)模型0:00時(shí)相應(yīng)的初始數(shù)據(jù)；當(dāng)排水管網(wǎng)模型運(yùn)行0:02時(shí)， 調(diào)用感潮河網(wǎng)模型0:01時(shí)的模擬輸出相關(guān)數(shù)據(jù)作為排水管網(wǎng)模型的輸入?yún)?數(shù)。如果第一個(gè)時(shí)間步長先運(yùn)行感潮河網(wǎng)模型，再切換運(yùn)行排水管網(wǎng)模型， 則直接調(diào)用河網(wǎng)模型在該時(shí)刻0:01時(shí)的模擬輸出相關(guān)數(shù)據(jù)作為排水管網(wǎng)模型 的輸入?yún)?shù)。S311,將感潮河網(wǎng)模型每運(yùn)行一個(gè)時(shí)間步長時(shí)的輸入?yún)?shù)設(shè)置為調(diào)用排 水管網(wǎng)模型在該時(shí)刻或前一時(shí)間步長計(jì)算輸出的相關(guān)數(shù)據(jù)。例如，考慮到河網(wǎng)模型與管網(wǎng)模型的計(jì)算時(shí)間步長可能不一致，當(dāng)河網(wǎng) 模型運(yùn)行一個(gè)時(shí)間步長，即0:05時(shí)，需調(diào)用管網(wǎng)^f莫型0:05時(shí)的模擬輸出數(shù)據(jù) 作為排水管網(wǎng)模型的輸入?yún)?shù)，若0:05時(shí)，管網(wǎng)模型有輸出數(shù)據(jù)則直接調(diào)用該數(shù)據(jù)，若沒有輸出數(shù)據(jù)則調(diào)用最接近0:05時(shí)(如0:04時(shí))的輸出數(shù)據(jù)。 S313，將感潮河網(wǎng)模型與排水管網(wǎng)模型集成到OpenMI平臺(tái)上。 S315,為感潮河網(wǎng)模型設(shè)置一個(gè)運(yùn)行觸發(fā)開關(guān)。為了使感潮河網(wǎng)的核心函數(shù)可以符合OpenMI標(biāo)準(zhǔn)，封裝需要四步，也即 需要用C語言實(shí)現(xiàn)四個(gè)類。請參見圖4,其為將核心函數(shù)封裝成OpenMI標(biāo)準(zhǔn) 的流程圖。MyEngineDLL是指從感潮河網(wǎng)模型導(dǎo)出的核心封裝函數(shù)。 MyEngineDLL Access類實(shí)現(xiàn)DLL ( Dynamic Link Library,動(dòng)態(tài)鏈接庫)文件中的函數(shù)與C語言中的函數(shù)--對應(yīng)。MyEngineDotNetAccess類將由Fortran導(dǎo)出的DLL封裝的函數(shù)轉(zhuǎn)化為C語言下的函數(shù)并改變一些調(diào)用約束習(xí)慣。 MyEngineWrapper將模型轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)接口供MyLinkableEngine調(diào)用； MyLinkableEngine最終實(shí)現(xiàn)模型對外的接口 。本發(fā)明將感潮河網(wǎng)模型中最核心的計(jì)算模塊剝離出來，形成"單個(gè)時(shí)間 步長"的相對獨(dú)立運(yùn)行模塊。模型進(jìn)行滿足OpenMI標(biāo)準(zhǔn)的移植、封裝后，可 以利用OpenMI平臺(tái)，在感潮河網(wǎng)模型計(jì)算某一 "時(shí)間步長"后，自動(dòng)切換執(zhí) 行排水管網(wǎng)模型，并將該時(shí)間步長的感潮河網(wǎng)模型關(guān)聯(lián)計(jì)算結(jié)果傳輸給排水 管網(wǎng)模型開始該時(shí)間步長的計(jì)算，然后再自動(dòng)切換執(zhí)行感潮河網(wǎng)模型，將同 一時(shí)間步長的排水管網(wǎng)模型關(guān)聯(lián)結(jié)果傳輸給感潮河網(wǎng)模型，進(jìn)行下一時(shí)間步 的計(jì)算，以此類推，動(dòng)態(tài)循環(huán)交互計(jì)算，直至計(jì)算過程結(jié)束為止，達(dá)到感潮 河網(wǎng)模型和排水管網(wǎng)模型在每個(gè)計(jì)算時(shí)間步長的自動(dòng)交互、互相關(guān)聯(lián)、動(dòng)態(tài) 耦合、并行準(zhǔn)確計(jì)算的目的。如圖5所示，其為感潮河網(wǎng)模型與排水管網(wǎng)模型交互計(jì)算的示意圖。圖 中CSSimlD26為排水管網(wǎng)模型，HDWQNTW為感潮河網(wǎng)模型。CSSimlD26 和HDWQNTW之間的連線表示兩個(gè)模型自動(dòng)切換執(zhí)行、管網(wǎng)入流河網(wǎng)交互位 置、相互調(diào)用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的傳遞過程，其中向右的箭頭表示排水管網(wǎng)傳遞給感 潮河網(wǎng)的流量數(shù)據(jù)，向左的箭頭為感潮河網(wǎng)傳遞給排水管網(wǎng)的水位數(shù)據(jù)， Trigger為模型運(yùn)行的觸發(fā)開關(guān)。為便于理解，下面給出一個(gè)感潮河網(wǎng)模型在計(jì)算單個(gè)時(shí)間步長時(shí)的運(yùn)算 過程，如圖6所示。其中，參數(shù)myyear、 mymonth是指當(dāng)前年份和月份；參數(shù)nextMonth是指下個(gè)時(shí)間步的月份；參數(shù)flag是指 一個(gè)實(shí)測時(shí)間步內(nèi)的第 幾個(gè)計(jì)算時(shí)間步，取值0 —Mt-l; first標(biāo)記是否是模擬的第一步； CurrentTimeStep是指當(dāng)前時(shí)間步數(shù)。當(dāng)年份改變的時(shí)候，讀入年份河網(wǎng)信息； 當(dāng)月份改變的時(shí)候，讀入月份河網(wǎng)信息；然后根據(jù)時(shí)間步來插值計(jì)算邊界水 位或流量，求解節(jié)點(diǎn)水位，回代求解河道的斷面水位和流量，輸出該時(shí)刻指 定斷面的的水位和流量；求解節(jié)點(diǎn)水質(zhì)濃度，回代求解河道的斷面水質(zhì)濃度， 輸出該時(shí)刻指定位置處的濃度。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)水力模型的自動(dòng)交互、動(dòng)態(tài)耦合、 并行準(zhǔn)確計(jì)算，可以進(jìn)一步提高城鄉(xiāng)區(qū)域排水排澇模擬計(jì)算的精度和速度， 全面、真實(shí)、準(zhǔn)確反映區(qū)域排澇與集水區(qū)排水之間的相互作用和相互影響， 可以進(jìn)一步優(yōu)化河網(wǎng)與管網(wǎng)排水系統(tǒng)的工程措施，節(jié)省工程建設(shè)投資。本發(fā) 明將為適應(yīng)城鄉(xiāng)水務(wù)一體化發(fā)展、發(fā)揮好水的綜合效益、實(shí)現(xiàn)河網(wǎng)與管網(wǎng)蓄 排水相容以及污水治理與水環(huán)境改善相配的可持續(xù)發(fā)展提供有力的技術(shù)支 撐。2、 本發(fā)明建立了感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)水力模型集成交互的創(chuàng)新方法，因 此，不需要重新開發(fā)整個(gè)模型，可以節(jié)省開發(fā)時(shí)間，減少開發(fā)投入，提高研 發(fā)效率，對既有模型研發(fā)與應(yīng)用起到保護(hù)和增強(qiáng)作用，更加符合實(shí)際需求， 很有推廣應(yīng)用價(jià)值。以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本發(fā)明并非局限于此，任 何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。i
權(quán)利要求
1、一種感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法，其特征在于，包括以下步驟導(dǎo)出感潮河網(wǎng)模型仿真的核心函數(shù)并封裝為動(dòng)態(tài)鏈接庫，屏蔽不同開發(fā)工具的差異；基于.NET平臺(tái)將動(dòng)態(tài)鏈接庫中的核心函數(shù)封裝成符合OpenMI標(biāo)準(zhǔn)的C語言接口；將感潮河網(wǎng)模型與排水管網(wǎng)模型的核心函數(shù)在OpenMI平臺(tái)上進(jìn)行集成并交互計(jì)算。
2、 如權(quán)利要求1所述的感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法，其特征在 于，在導(dǎo)出感潮河網(wǎng)模型仿真的核心函數(shù)并封裝為動(dòng)態(tài)鏈接庫之前還包括步 驟將感潮河網(wǎng)模型的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換為單時(shí)間步長的運(yùn)行模式。
3、 如權(quán)利要求2所述的感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法，其特征在 于，將感潮河網(wǎng)模型的運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換為單時(shí)間步長的運(yùn)行模式包括以下步驟將感潮河網(wǎng)模型的整個(gè)運(yùn)行時(shí)間過程按年、月、日、小時(shí)、計(jì)算時(shí)間步 長劃分為多個(gè)時(shí)間段，其中，計(jì)算時(shí)間步長是模型計(jì)算的最小時(shí)間間隔，一 般每小時(shí)可劃分成若干計(jì)算時(shí)間步長>根據(jù)模型的不同交互時(shí)間間隔和交互位置，設(shè)置感潮河網(wǎng)模型調(diào)用不同 的輸入?yún)?shù)。
4、 如權(quán)利要求3所述的感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法，其特征在 于，將感潮河網(wǎng)模型與排水管網(wǎng)模型的核心函數(shù)在OpenMI平臺(tái)上進(jìn)行集成交 互計(jì)算時(shí)包括以下步驟將排水管網(wǎng)模型的運(yùn)行方式設(shè)置成與所述感潮河網(wǎng)模型相同的單時(shí)間步 長的運(yùn)行模式；統(tǒng)籌感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型交互計(jì)算的開始次序，排水管網(wǎng)模型每運(yùn) 行一個(gè)時(shí)間步長時(shí)，將輸入?yún)?shù)設(shè)置為調(diào)用感潮河網(wǎng)模型在該時(shí)刻或前一個(gè) 時(shí)間步長計(jì)算輸出的相關(guān)數(shù)據(jù)，其中該時(shí)刻有輸出數(shù)據(jù)時(shí)采用該輸出數(shù)據(jù)，否則采用前一時(shí)間步長的輸出數(shù)據(jù)；感潮河網(wǎng)模型每運(yùn)行一個(gè)時(shí)間步長時(shí)，將輸入?yún)?shù)設(shè)置為調(diào)用排水管網(wǎng) 模型在該時(shí)刻或前一個(gè)時(shí)間步長計(jì)算輸出的相關(guān)數(shù)據(jù)，其中該時(shí)刻有輸出數(shù) 據(jù)時(shí)采用該輸出數(shù)據(jù)，否則采用前一 時(shí)間步長的輸出數(shù)據(jù)。
5、 如權(quán)利要求4所述的感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法，其特征在 于，將感潮河網(wǎng)模型與排水管網(wǎng)模型的核心函數(shù)在OpenMI平臺(tái)上進(jìn)行集成交 互計(jì)算時(shí)還包括步驟為感潮河網(wǎng)模型設(shè)置一運(yùn)行觸發(fā)開關(guān)。
6、 如權(quán)利要求1所述的感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法，其特征在 于，將核心函數(shù)封裝成OpenMI標(biāo)準(zhǔn)包括以下步驟將動(dòng)態(tài)鏈接庫中的函數(shù)與C語言中的函數(shù)——對應(yīng)；將感潮河網(wǎng)模型導(dǎo)出的核心函數(shù)轉(zhuǎn)化為C語言下的函數(shù)；將轉(zhuǎn)化的C語言函數(shù)封裝成符合OpenMI標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)鏈接庫文件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)模型的集成方法，包括以下步驟首先，導(dǎo)出感潮河網(wǎng)模型仿真的核心函數(shù)并封裝成動(dòng)態(tài)鏈接庫，屏蔽不同開發(fā)工具的差異。其次，基于.NET平臺(tái)將動(dòng)態(tài)鏈接庫中的核心函數(shù)封裝成符合OpenMI標(biāo)準(zhǔn)的C語言接口。最后，將支持OpenMI接口的感潮河網(wǎng)模型與排水管網(wǎng)模型的核心函數(shù)在OpenMI平臺(tái)上進(jìn)行集成并交互。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了感潮河網(wǎng)與排水管網(wǎng)水力模型的自動(dòng)交互、動(dòng)態(tài)耦合、并行準(zhǔn)確計(jì)算，能全面、真實(shí)、準(zhǔn)確反映區(qū)域排澇與集水區(qū)排水之間的相互作用和相互影響，為優(yōu)化河網(wǎng)與管網(wǎng)排水系統(tǒng)的布局和規(guī)模，節(jié)省工程建設(shè)投資，實(shí)現(xiàn)河網(wǎng)與管網(wǎng)蓄排水相容以及污水治理與水環(huán)境改善相配的可持續(xù)發(fā)展提供了關(guān)鍵的技術(shù)支撐。
文檔編號G06F17/50GK101609478SQ200910054569
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者徐貴泉, 兵 陳 申請人:上海市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院