一種基于計算機輔助系統(tǒng)的供熱管網(wǎng)可靠性分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及供熱管網(wǎng)可靠性分析方法，特別涉及一種基于計算機輔助系統(tǒng)的供熱 管網(wǎng)可靠性分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 集中供熱系統(tǒng)由熱源、供熱管網(wǎng)以及熱用戶三部分組成。其中供熱管網(wǎng)實現(xiàn)熱量 的輸送和分配等。近年來，城市集中供熱管網(wǎng)的規(guī)模不斷擴大，加上管道使用時間的增長產(chǎn) 生的老化等問題，重大事故的發(fā)生率不斷提高。供熱管網(wǎng)事故不僅影響熱用戶供熱質(zhì)量，還 可能使室內(nèi)采暖設(shè)備受到損壞，造成大量的經(jīng)濟損失。供熱管網(wǎng)可靠性研宄的目的是設(shè)計 出合理的供熱管網(wǎng)供熱管網(wǎng)結(jié)構(gòu)以保障供熱系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。在城市供熱管網(wǎng)的設(shè)計及改 造階段，對其進行可靠性分析，找出對整個供熱管網(wǎng)造成影響相對較大的環(huán)節(jié)，并對此薄弱 環(huán)節(jié)進行改造，減小發(fā)生事故的可能性，提高供熱管網(wǎng)整體的可靠性水平。
[0003] 通過多年的努力，我國在供熱管網(wǎng)可靠性方面的理論研宄正日漸成熟。隨著城市 集中供熱管網(wǎng)的規(guī)模不斷擴大，管網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，加大了可靠性分析實踐中的 難度，因此需要利用先進的、智能的工具來進行輔助研宄。將供熱管網(wǎng)可靠性的分析方法， 用計算機語言進行描述，將可靠性分析中需要進行的每一項工作，用計算機程序來輔助完 成，通過計算機輔助設(shè)計，實現(xiàn)大規(guī)模復(fù)雜供熱管網(wǎng)的歷史數(shù)據(jù)存儲、圖紙繪制、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、 指標計算等內(nèi)容，不僅可以將供熱管網(wǎng)可靠性研宄理論系統(tǒng)化、綜合性的結(jié)合起來，更重要 的意義在于應(yīng)用方面的簡潔性、實用性、安全性，滿足工程設(shè)計、熱網(wǎng)運行所需要的高質(zhì)量 和高效率。
[0004] 該熱網(wǎng)可靠性分析計算機輔助系統(tǒng)能有效的通過當量區(qū)的形式量化熱網(wǎng)中的故 障點和故障影響區(qū)域，并且通過可視化和智能化的方式來判別熱網(wǎng)的影響范圍和指定搶修 方案；軟件中建立了供熱系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)庫，通過故障樣本的積累，可得到符合我國國情的 熱網(wǎng)可靠性計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了解決高效分析供熱管網(wǎng)運行可靠性指標，而提出的一種基于 計算機輔助系統(tǒng)的供熱管網(wǎng)可靠性分析方法。
[0006] 上述的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0007] 步驟一、將AutoCAD軟件繪制的dwg格式的供熱管網(wǎng)圖保存至MySQL數(shù)據(jù)庫； [0008] 步驟二、讀取數(shù)據(jù)庫中供熱管網(wǎng)圖的信息，并將供熱管網(wǎng)圖的信息數(shù)據(jù)進行分級， 并且劃分出當量區(qū)；其中，供熱管網(wǎng)圖的信息包括熱源信息、熱用戶信息和管網(wǎng)信息；熱 源、熱用戶和管網(wǎng)構(gòu)成了故障分析當量區(qū)，簡稱當量區(qū)；
[0009] 步驟三、將劃分出的當量區(qū)進行可視化，基于可視化后的當量區(qū)對供熱管網(wǎng)進行 可靠性分析，得出可靠性指標；
[0010] 步驟四、通過可靠性指標對供熱管網(wǎng)進行評價；即完成了一種基于計算機輔助系 統(tǒng)的供熱管網(wǎng)可靠性分析方法。
[0011] 發(fā)明效果
[0012] 本發(fā)明通過當量區(qū)的形式量化熱網(wǎng)中的故障點，并且通過可視化和智能化的方式 來判別熱網(wǎng)的影響范圍和指定搶修方案；軟件中建立了供熱系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)庫，通過故障 樣本的積累，可得到符合我國國情的熱網(wǎng)可靠性計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0013] (1)可識別點及各種連通的線，減少前期處理圖紙的工作量。圖形操作以AutoCAD 為操作平臺。
[0014] (2)信息編輯錄入。供熱管網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)可通過AutoCAD的讀圖功能建立，供熱系 統(tǒng)熱源、熱用戶的基本信息以及設(shè)備的屬性可通過錄入實現(xiàn)；信息編輯修改已錄入的信息， 并實現(xiàn)參數(shù)驅(qū)動；信息輸出計算結(jié)果列表及圖形輸出。
[0015] (3)對管網(wǎng)圖進行當量區(qū)劃分與標定。
[0016] (4)可計算熱網(wǎng)可靠性評價指標。
[0017] (5)已知管段故障，可查找需關(guān)斷的閥門和熱用戶，給出關(guān)閥方案，在AutoCAD圖 中顯示關(guān)斷區(qū)域。
[0018] (6)記錄故障數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計分析得到熱網(wǎng)可靠性計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0019] 本發(fā)明以基于AutoCAD的插件方式開發(fā)，所開發(fā)程序部署在AutoCAD環(huán)境中后可 正常運行，經(jīng)測試功能符合需求規(guī)定。圖9為熱網(wǎng)編輯管理界面，可通過圖形操作或配合左 側(cè)工具欄對熱網(wǎng)系統(tǒng)圖進行編輯修改操作。經(jīng)過編輯處理修正了圖紙錯誤的供熱管網(wǎng)圖 可進行自動識別及當量區(qū)劃分處理，經(jīng)系統(tǒng)處理后的管網(wǎng)圖按照元素類型標示為不同的顏 色，如圖10所示。
【附圖說明】
[0020] 圖1為【具體實施方式】一提出的系統(tǒng)功能模塊圖；
[0021] 圖2為【具體實施方式】二提出的管網(wǎng)連接關(guān)系示意圖；其中，1為熱源，2、3、4、5、7、 11、15為管網(wǎng)連接節(jié)點，6、8、9、10、12、13、14、16、17為熱用戶；
[0022] 圖3為【具體實施方式】三提出的管網(wǎng)當量區(qū)劃分結(jié)果，其中，1為熱源，2、3、4、5、7、 11、15為管網(wǎng)連接節(jié)點，6、8、9、10、12、13、14、16、17為熱用戶；
[0023] 圖4為【具體實施方式】四提出的是將供熱管網(wǎng)建模為圖的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，a~i 字母代表每個節(jié)點的名字即圖狀結(jié)構(gòu)中的九個頂點；a代表熱源頂點、d、g和i代表熱用戶 頂點；e代表閥門節(jié)點；b、c、f和h為管網(wǎng)連接節(jié)點；
[0024] 圖5為【具體實施方式】四提出的鄰接表結(jié)構(gòu)示意圖，其中，數(shù)字代表該節(jié)點在鄰接 表數(shù)組中的標號，a~i字母代表每個節(jié)點的名字即圖狀結(jié)構(gòu)中的九個頂點示意圖；
[0025] 圖6為【具體實施方式】四提出的數(shù)據(jù)庫模型圖；
[0026] 圖7為【具體實施方式】四提出的供熱管網(wǎng)處理類結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖8為【具體實施方式】四提出的劃分當量區(qū)算法流程圖；
[0028] 圖9為【具體實施方式】一提出的供熱管網(wǎng)編輯界面示意圖；
[0029] 圖10為【具體實施方式】一提出的供熱管網(wǎng)識別結(jié)果。
【具體實施方式】
[0030]
【具體實施方式】一：本實施方式的一種基于計算機輔助系統(tǒng)的供熱管網(wǎng)可靠性分析 方法，具體是按照以下步驟制備的：
[0031 ] 步驟一、將AutoCAD軟件繪制的dwg格式的供熱管網(wǎng)圖保存至MySQL (My structure quest language)數(shù)據(jù)庫；
[0032] 步驟二、讀取數(shù)據(jù)庫中供熱管網(wǎng)圖的信息，并將供熱管網(wǎng)圖的信息數(shù)據(jù)進行分級， 并且劃分出當量區(qū)；其中，供熱管網(wǎng)圖的信息包括熱源信息、熱用戶信息和管網(wǎng)信息；當量 區(qū)為當供熱管網(wǎng)結(jié)構(gòu)上具有一定邏輯關(guān)系的某些元部件發(fā)生故障時會造成相同的熱用戶 停止供熱，熱源、熱用戶和管網(wǎng)構(gòu)成了故障分析當量區(qū)，簡稱當量區(qū)；
[0033] 步驟三、將劃分出的當量區(qū)進行可視化，基于可視化后的當量區(qū)對供熱管網(wǎng)進行 可靠性分析，得出可靠性指標；
[0034] 步驟四、通過可靠性指標對供熱管網(wǎng)進行評價如圖1 ;即完成了一種基于計算機 輔助系統(tǒng)的供熱管網(wǎng)可靠性分析方法。
[0035] 本實施方式效果：
[0036] 本實施方式通過當量區(qū)的形式量化熱網(wǎng)中的故障點，并且通過可視化和智能化的 方式來判別熱網(wǎng)的影響范圍和指定搶修方案；軟件中建立了供熱系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)庫，通過 故障樣本的積累，可得到符合我國國情的熱網(wǎng)可靠性計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0037] (1)可識別點及各種連通的線，減少前期處理圖紙的工作量。圖形操作以AutoCAD 為操作平臺。
[0038] (2)信息編輯錄入。供熱管網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)可通過AutoCAD的讀圖功能建立，供熱系 統(tǒng)熱源、熱用戶的基本信息以及設(shè)備的屬性可通過錄入實現(xiàn)；信息編輯修改已錄入的信息， 并實現(xiàn)參數(shù)驅(qū)動；信息輸出計算結(jié)果列表及圖形輸出。
[0039] (3)對管網(wǎng)圖進行當量區(qū)劃分與標定。
[0040] (4)可計算熱網(wǎng)可靠性評價指標。
[0041] (5)已知管段故障，可查找需關(guān)斷的閥門和熱用戶，給出關(guān)閥方案，在AutoCAD圖 中顯示關(guān)斷區(qū)域。
[0042] (6)記錄故障數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計分析得到熱網(wǎng)可靠性計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0043] 本實施方式以基于AutoCAD的插件方式開發(fā)，所開發(fā)程序部署在AutoCAD環(huán)境中 后可正常運行，經(jīng)測試功能符合需求規(guī)定。圖9為熱網(wǎng)編輯管理界面，可通過圖形操作或配 合左側(cè)工具欄對熱網(wǎng)系統(tǒng)圖進行編輯修改操作。經(jīng)過編輯處理修正了圖紙錯誤的供熱管網(wǎng) 圖可進行自動識別及當量區(qū)劃分處理，經(jīng)系統(tǒng)處理后的管網(wǎng)圖按照元素類型標示為不同的 顏色，如圖10所示。
【具體實施方式】 [0044] 二：本實施方式與一不同的是：步驟二中讀取數(shù)據(jù)庫 中供熱管網(wǎng)圖的信息，并將供熱管網(wǎng)圖的信息數(shù)據(jù)進行分級的原則如下：
[0045] (1)從熱源出口閥門之后的供熱管段開始，選擇干線供熱管段作為一級供熱管 段；
[0046] (2)將一級供熱管段上每個節(jié)點引出的支線視為二級供熱管段；
[0047] (3)將二級供熱管段上每個節(jié)點引出的支線視為三級供熱管段，依次類推直至熱 用戶頂點為止
[0048] 以圖2為例，將管段1-2、管段2-3、管段3-4和管段4-5視為一級管段，將管段2-7、 管段3-10、管段4-11、管段5-15、管段5-6視為二級管段，將管段7-8、管段7-9、管段11-12、 管段11-13、管段11-14、管段15-16、管段15-17視為三級管段，至此完成供熱管網(wǎng)分級。其 它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一相同。
【具體實施方式】 [0049] 三：本實施方式與一或二不同的是：步驟二中劃分出 當量區(qū)的具體過程：
[0050] 1)劃分到一個當量區(qū)的各種元部件之間存在一定的邏輯關(guān)系；假設(shè)某一元部件 故障，如果由于該元部件故障導(dǎo)致其他一個或一些元部件停止工作，則故障元部件與這些 停止工