20信昆仑供水管网在线模型建设的关键问题与应用展望

供水管网在线模型建设的关键问题与应用展望信昆仑教授博士生导师同济大学环境科学与工程学院上海市四平路1239号，邮编：200092电话：[phone]传真：[phone]Email：[e-mail]2019.4·浙江义乌提纲在线模型的提出与定义在线模型的核心特征在线模型的功能与建设目标在线模型建设需要解决的关键问题在线模型应用展望供水管网水力模型的定义与用途•通过抽象和简化的方法，对现实的供水管网建立数学模型，并通过计算机软件和图形化的手段进行表达和分析，用于供水系统的辅助运行管理和规划设计等。•物质（流量）守恒•能量（压力与水头损失）守恒模型理论==+hHA0QqAT−=∆∆∂∂++∆∆∂∂+∆∆∂∂−=∆∆∂∂++∆∆∂∂+∆∆∂∂−=∆∆∂∂++∆∆∂∂+∆∆∂∂)0,,0,0()0,,0,0()0,,0,0()0(22)0(11)0(2)0(222)0(211)0(21)0(122)0(111)0(1LLLLLLLLLLFqqFqqFqqFFqqFqqFqqFFqqFqqFqqF传统的离线模型•静态模型（单工况）•延时水力模型（EPS）•多工况模型（方案）•如何准确校核？传统的离线模型的困境《城镇供水管网模型建设技术导则》上海市地方标准DB31/T800-2014影响因素众多标准严格管网拓扑结构管道摩阻系数节点流量阀门状态水池水位水泵特性曲线……•模型的现势性？•节点水量变化时间持续性•节点水量变化的空间不均匀性•未知漏损状态、突发异常状态传统的离线模型的困境3月15日7月11日在线模型的提出•充分利用大量的监测数据•提升模型校核精度•提升模型适应性•充分揭示管网行为状态的动态变化过程•侦测/定位管网状态异常•预测管网未来行为流量压力监测设备成本下降管网地理信息系统普及物联网及通讯手段快速发展人工智能技术取得突破•降低运行维护难度•提升辅助决策价值DMA精细化管理的广泛开展在线模型的定义•在线模型是充分考虑到节点流量、水泵启闭、阀门开度等控制要素的状态变化，能够持续跟踪并预测供水管网状态、具有动态自适应特性的实时模型分析系统。流量/控制的实时输入与处理模型精度的实时评估与校核管网状态的实时预测与响应在线模型的核心特征实时性在线模型的功能与建设目标•优化调度•常规运行调度优化•预案调度评估•状态行为预测与预警•高峰供水预测•爆管/漏损风险预警•低压区/水质风险区辨识•异常事件的实时评估与决策•爆管•突发污染事故•断电•不明用水在线模型建设的核心技术•水力分析方法（压力驱动/流量驱动）•数据分类算法•神经网络算法（预测/异常检测）•最优化算法min1minavlreqmindesdesminreqdes0,,,jjmjjjjjjjjjjjjHHHHQQHHHHHQHH≤−=−≥在线模型建设需要解决的关键问题（一）监测数据质量控制与实时处理流量计远传水表压力计在线模型建设需要解决的关键问题（二）模型的自适应校核在线模型建设需要解决的关键问题（三）异常机制的处理爆管事件&修复过程泵/阀操作压力异常波动2018.1.1-2018.6.30在线模型应用展望与数据挖掘/人工智能的结合适配的监测网络自适应校核技术的完善在线模型建设应用展望谢谢！[e-mail]