電子底圖上進(jìn)行 供熱管網(wǎng)元素的布置，即放置管段、用戶、熱源等。對于已有的供熱管網(wǎng)，通常管網(wǎng)圖以紙質(zhì) 藍(lán)圖或者電子CAD圖的形式存在。此時需要將其掃描插入，然后矢量化數(shù)據(jù)。最后將管網(wǎng) 數(shù)據(jù)逐一輸入。在繪制地圖時，建議不同元素分圖層管理。
[0105] 操作單元45,用于對所述圖形數(shù)據(jù)文件通過圖形遍歷的方式進(jìn)行操作；
[0106] 在完成圖形文件的建立之后，就可以將供熱管網(wǎng)的信息輸入到系統(tǒng)中。完成數(shù)據(jù) 輸入之后就要對圖形進(jìn)行操作以及數(shù)據(jù)分析處理，為管網(wǎng)布局優(yōu)化提供前提條件。圖形操 作的目的是為了確保輸入的圖形數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤，能夠進(jìn)入下一步計算。數(shù)據(jù)分析處理主要 目的將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成矩陣，包括關(guān)聯(lián)矩陣、基本回路矩陣、權(quán)矩陣。
[0107] 圖形操作主要是通過圖形遍歷操作來完成。遍歷是指從圖中某一點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過圖 的所有節(jié)點(diǎn)，且每個節(jié)點(diǎn)只通過一次的過程。如果圖能夠完成遍歷則表明它必定是連通圖。 對于連通的供熱管網(wǎng)圖就可以判斷輸入管網(wǎng)可以進(jìn)行管網(wǎng)計算。
[0108] 分析處理單元46,用于通過所述熱力管網(wǎng)布局優(yōu)化數(shù)學(xué)模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處 理；
[0109] 在完成圖形操作之后即可進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。數(shù)據(jù)分析處理就是將圖轉(zhuǎn)換為矩 陣。這里也用到網(wǎng)絡(luò)分析的連通性分析，方法依然是遍歷，求解最小生成樹。在供熱管網(wǎng)中， 我們可以把管段和節(jié)點(diǎn)的阻抗作為分支權(quán)值，賦予各個管段和節(jié)點(diǎn)，這樣構(gòu)成圖為賦權(quán)圖。 最小生成樹指在生成樹中賦權(quán)值最小的生成樹。
[0110] 具體的，最小生成樹方法為：
[0111] prim算法（普里姆算法）的基本思想：假設(shè)G = (V，E)是一個具有n個頂點(diǎn)的連 通網(wǎng)，T = (U，TE)是G的最小生成樹，其中U是T的頂點(diǎn)集，TE是T的邊集，U和TE的初值 均為空集。算法開始時，首先從V中任取一個頂點(diǎn)（假定取V0)，將它并入U中，此時U = IV0}，然后只要U是V的真子集，就從那些其一個端點(diǎn)已在T中，另一個端點(diǎn)仍在T外的所 有邊中，找一條最短（即權(quán)值最?。┻叄俣椋╥，j)，其中Vi G U，Vj G (V-U)，并把該邊 (i，j)和頂點(diǎn)j分別并入T的邊集TE和頂點(diǎn)集U，如此進(jìn)行下去，每次往生成樹里并入一個 頂點(diǎn)和一條邊，直到n-1次后就把所有n個頂點(diǎn)都并入到生成樹T的頂點(diǎn)集中，此時U = V， TE中含有n-1條邊，T就是最后得到的最小生成樹?？梢钥闯?，在普里姆算法中，是采用逐 步增加U中的頂點(diǎn)，常稱為"加點(diǎn)法"。
[0112] 第三建立單元47,用于通過可視化編程語言建立熱力管網(wǎng)布局設(shè)計可視化界面。
[0113] 通過常用的可視化編程語言建立熱力管網(wǎng)布局設(shè)計可視化優(yōu)化系統(tǒng)界面。
[0114] 綜上述建立空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，然后是建立圖形文件和相應(yīng)屬性，再后來 是對圖形文件的操作以及對空間數(shù)據(jù)的分析和對屬性數(shù)據(jù)的計算。
[0115] 在進(jìn)行供熱管網(wǎng)水力計算時，結(jié)合圖形編輯和操作可以像傳統(tǒng)設(shè)計方式在CAD平 臺上畫圖一樣，簡單而且直觀。完成圖形數(shù)據(jù)輸入后，建立的屬性數(shù)據(jù)表，將管網(wǎng)計算已知 的數(shù)據(jù)逐一輸入。每個管段都有相應(yīng)的屬性窗口。
[0116] 至此，整個管網(wǎng)布局優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)基本形成，可以實(shí)現(xiàn)空間及屬性創(chuàng)建查詢功能、 圖形輸入編輯操作功能等進(jìn)行熱力管網(wǎng)布局優(yōu)化的簡化操作。
[0117] 具體的，熱力管網(wǎng)布局優(yōu)化數(shù)學(xué)模型如下：
[0121] 其中：
[0122] M為熱網(wǎng)原始圖中的熱用戶和熱源點(diǎn)的數(shù)目，n為熱網(wǎng)走向方案中管段的數(shù)目，對 于所有的方案，n = m-1 :士為方案中編號為j的管段的內(nèi)徑（米）；1 ,為第j管段的長度 (米）；f, (d,)為第j管段的單位長度造價，是d,和敷設(shè)方式的函數(shù)（萬元/米）；s為方案 的管網(wǎng)總造價（萬元）；A為mXn維構(gòu)造矩陣，它單值地反映管網(wǎng)圖式的結(jié)構(gòu)。其元素取 值：若節(jié)點(diǎn)k是管段j的起點(diǎn)，則a k]= -1 ;若節(jié)點(diǎn)k與管段j無關(guān)，則a k]= 0,熱媒從管段 起點(diǎn)流向終點(diǎn)ak_j = 1 ;
[0123] X為管段流率向量，X =[XdX2,...^]T，Xj為第j管段中的熱媒量（噸/時）；Gk 為節(jié)點(diǎn)負(fù)荷（噸/時）。若k節(jié)點(diǎn)是真實(shí)用戶，Gk>0;若k節(jié)點(diǎn)是虛用戶，Gk= 0;當(dāng)k節(jié)點(diǎn) 是熱源時，Gk〈0 ;G為節(jié)點(diǎn)負(fù)荷向量，G = [G1, G2, ...，GJt;目標(biāo)函數(shù)公式1表示尋求一個熱 網(wǎng)走向，使網(wǎng)中各管段的投資總和取得極小值；約束條件公式2為熱網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)熱負(fù)荷（體現(xiàn) 在介質(zhì)流量上）平衡的約束；約束條件公式3為熱源輸出的熱負(fù)荷要滿足所有用戶的熱負(fù) 荷需求。
[0124] 本實(shí)施例方法所述的功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷 售或使用時，可以存儲在一個計算設(shè)備可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明實(shí)施 例對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該 軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算設(shè)備（可以是個人計算 機(jī)，服務(wù)器，移動計算設(shè)備或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等）執(zhí)行本發(fā)明各個實(shí)施例所述方法的全部或部 分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器（ROM，Read-Only Memory)、隨 機(jī)存取存儲器（RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介 質(zhì)。
[0125] 本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其它 實(shí)施例的不同之處，各個實(shí)施例之間相同或相似部分互相參見即可。
[0126] 對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種集中熱力管網(wǎng)布局方法，其特征在于，包括： 獲取熱力管網(wǎng)布局區(qū)域的信息參數(shù)； 依據(jù)所述信息參數(shù)生成空間地理重要信息數(shù)據(jù)； 通過預(yù)先生成的熱力管網(wǎng)布局優(yōu)化數(shù)學(xué)模型輸出熱力管網(wǎng)布局設(shè)計可視化界面。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述信息參數(shù)包括：地形地質(zhì)信息、行政 區(qū)劃信息、土地利用信息和航空相片信息。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述依據(jù)所述信息參數(shù)生成空間地理重 要信息數(shù)據(jù)包括： 將獲取的所述信息參數(shù)儲存于數(shù)據(jù)庫中； 建立圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)之間的關(guān)系數(shù)據(jù)表； 建立圖形數(shù)據(jù)文件。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述圖形數(shù)據(jù)為節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)線的空間關(guān)系。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述通過預(yù)先生成的熱力管網(wǎng)布局優(yōu)化 數(shù)學(xué)模型輸出熱力管網(wǎng)布局設(shè)計可視化界面包括： 對所述圖形數(shù)據(jù)文件通過圖形遍歷的方式進(jìn)行操作； 通過所述熱力管網(wǎng)布局優(yōu)化數(shù)學(xué)模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理； 通過可視化編程語言建立熱力管網(wǎng)布局設(shè)計可視化界面。6. -種集中熱力管網(wǎng)布局系統(tǒng)，其特征在于，包括： 獲取單元，用于獲取熱力管網(wǎng)布局區(qū)域的信息參數(shù)； 生成單元，用于依據(jù)所述信息參數(shù)生成空間地理重要信息數(shù)據(jù)； 輸出單元，用于通過預(yù)先生成的熱力管網(wǎng)布局優(yōu)化數(shù)學(xué)模型輸出熱力管網(wǎng)布局設(shè)計可 視化界面。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信息參數(shù)包括：地形地質(zhì)信息、行政 區(qū)劃信息、土地利用信息和航空相片信息。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述生成單元包括： 存儲單元，用于將獲取的所述信息參數(shù)儲存于數(shù)據(jù)庫中； 第一建立單元，用于建立圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)之間的關(guān)系數(shù)據(jù)表； 第二建立單元，用于建立圖形數(shù)據(jù)文件。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述圖形數(shù)據(jù)為節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)線的空間關(guān)系。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出單元包括： 操作單元，用于對所述圖形數(shù)據(jù)文件通過圖形遍歷的方式進(jìn)行操作； 分析處理單元，用于通過所述熱力管網(wǎng)布局優(yōu)化數(shù)學(xué)模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理； 第三建立單元，用于通過可視化編程語言建立熱力管網(wǎng)布局設(shè)計可視化界面。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種集中熱力管網(wǎng)布局方法，包括：獲取熱力管網(wǎng)布局區(qū)域的信息參數(shù)；依據(jù)所述信息參數(shù)生成空間地理重要信息數(shù)據(jù)；通過預(yù)先生成的熱力管網(wǎng)布局優(yōu)化數(shù)學(xué)模型輸出熱力管網(wǎng)布局設(shè)計可視化界面。通過獲取熱力管網(wǎng)布局區(qū)域的信息參數(shù)，依據(jù)獲取到的信息參數(shù)生成相應(yīng)的空間地理重要信息數(shù)據(jù)，最后通過預(yù)先生成的熱力管網(wǎng)布局優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，結(jié)合所述空間地理重要信息數(shù)據(jù)輸出熱力管網(wǎng)布局設(shè)計可視化界面，相對于現(xiàn)有技術(shù)能夠提供更加高效、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確合理的集中熱力管網(wǎng)布局。本發(fā)明還公開了一種集中熱力管網(wǎng)布局系統(tǒng)。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105069231
【申請?zhí)枴緾N201510489969
【發(fā)明人】謝文利
【申請人】珠海格力電器股份有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月11日