基于供水管网信息管理和分析系统研究

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1、天津大学硕士学位论文供水管网信息管理和分析系统研究姓名：于志强申请学位级别：硕士专业：市政工程指导教师：田一梅20070201中文摘要本文以提高供水企业的科学管理水平为出发点，提出利用GIS技术建立供水管网信息管理和分析系统，基于Geodatabase建立了完善的供水管网空间数据模型，以VB．NET2003和ArcGISEngine9．1为工具进行了系统开发，并利用蒙特卡罗方法和遗传算法混和算法建立了管网微观模型。．首先，通过分析当前构建空间地理数据模型的几种方法和建立供水管网空间数据模型需要解决的难题，选

2、择AreGIS的Geodatabasede作为建模工具，这种模型无论在结构上还是在性能上都具有相当大的优势，并且适合对复杂的网络结构进行建模。进而，以Visio为工具，以A．reGISWater为原型，建立了供水管网空间数据模型，对构建方法和技术要点进行了详细的阐述，并举例说明了如何定义要素的自定义行为，为建立管网信息管理和分析系统奠定了基础。其次，通过分析当前流行的多种GIS开发方式及其特点，同时考虑到Geodatabase数据模型需要搭配AreObjeets才能进行正常存取操作的要求，最终采用ArcGI

3、SEngine构建了供水管网信息管理和分析系统。系统包括信息管理和分析两大部分，能够对供水管网进行动态、科学、安全的管理，并可以在SCADA系统的支持下对管网的运行状况进行实时模拟，完全符合自来水公司日常工作的需要。最后，分析了建立供水管网模型需要重点解决的问题，将模型求解的关键定位于确定各管段的粗糙度系数，并根据系统优化理论建立了粗糙度系数的非线性规划求解模型，采用遗传算法进行求解，其中将蒙特卡罗方法应用于遗传算法的交叉和变异算子，并在此基础上采用面向对象的方法用VB．NET编制了计算程序，将管网建模和管

4、网信息管理系统融合在一起，完善了供水管网分析系统。然后将其应用于一个研究区的管网建模中，采用一天24小时运行工况建立模型后，又以两天48小时运行工况对模型进行检验。检验结果显示两个验证方案各监测点模型计算值与实测值的平均相对误差均分别在2％和3％以下，说明通过该方法求解出的粗糙度系数比较准确，所建模型有很强的适应能力，可以应用于供水管网运行工况的实时模拟。关键词：供水管网GISGeodatabase组件化开发微观模型粗糙度系数遗传算法ABSTRACTInordertoincreasethelevelofsc

5、ientificmanagementofwater-supplycorporation,buildingwatersupplynetworksinformationmanagementandanalysissystembasedonGISisproposed．AsoundwatersupplynetworkdatamodelbasedonGeodatabaseisestablishedandthenthesystemisconstructedusingArcGISEngine9．1andVB．NET2003

6、．Atlast,themicroscopicmodelofwatersupplynetworkisperformedusinggeneticalgorithmsandMonte—Carlomethods．First，accordingtOanalyzingseveralcurrentmethodstoconstructGISspatialdatamodelandtheproblemsthatestablishingthewatersupplynetworkdatamodelneedstoaddress，Ge

7、odatabasededatamodelofArcGISisselected舔themodelingt001．Thiskindofmodelhassubstantialperformanceandissuitableformodelingofcomplexnetworkstructurescompletelywiththewatersupplynetworkmodelingneeds．Then,usingVisioastoolandArcGISWaterasmodel，thewatersupplynetwo

8、rkspatialdatamodelisconstructed．Theproblemsnecessarytopayattentiontoandthemodelingprocessisdesciptedindetail．Howtodefinethecustombahabviorisalsoexpalainedwithallexample．Thismodelisthefoundationofthewatersuppl