(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210955928.X (22)申请日 2022.08.10 (71)申请人 昆明理工大 学 地址 650000 云南省昆明市昆明理工大 学 建工楼425 (72)发明人 贾睿　杜坤　宋志刚　 (74)专利代理 机构 湖北唯迈知识产权代理事务 所(普通合伙) 42314 专利代理师 孙振韬 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 113/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于最短路径矩阵寻找有阀门供水管 网的部件的方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于最短路径矩阵寻找 有阀门供水管网的部件的方法， 具体按照以下步 骤实施： (1)利用EPANET2.2软件构建给水管网拓 扑模型。 (2)利用MATLAB  2016b调用EPANET.DLL 动态链接库调取管段距离。 (3)利用MATLAB   2016b内置函数sparse创建稀疏矩阵。 (4)在利用 M A T L A B  2 0 1 6 b 的 内 置 函 数 graphallshortestpaths创建距 离矩阵。 (5)在寻 找距离矩阵中非Inf距离的节点归为同一个部 件。 本发明提供了不需要从关联矩阵以及一些阀 门膜瓣等复杂方法获取供水管网的部件。 本文通 过一个简单的方法获取供水管网的部件,且具有 高效性、 稳定性 等优点。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115374582 A 2022.11.22 CN 115374582 A 1.一种基于最短路径 矩阵寻找有阀门供 水管网的部件的方法， 其特 征包括以下步骤： (1)利用EPANET2.2软件构建给 水管网拓扑模型； (2)利用MATLAB  2016b调用EPANET.DL L动态链接库调取 管段距离； (3)利用MATLAB  2016b内置函数sparse创建稀疏矩阵； (4)在利用MATLAB  2016b的内置函数graphal lshortestpaths创建距离矩阵； (5)在寻找 距离矩阵中非I nf距离的节点归为同一个部件。 2.如权利要求1所述的一种基于最短路径矩阵寻找有阀门供水管网的部件的方法， 其 特征在于步骤(2)中调用EPANET.DL L动态链接库方法获取 管段距离方法如下： ①首先利用EPANET  2.2建立模型： (1)节点参数输入(高程、 需水量、 需水模式)等 (2)连接节点形成管 段并输入相关参数(管长、 管径)等 (3)添加水池或水塔等供 水设备 (4)添加水泵及相应参数(水泵曲线)等 (5)添加阀门(TCV) ②将管网模型导出为*.i np文件： (1)选择File选项 (2)选择Expor t选项 (3)选择Netw ork.inp ③将inp文件、 EPANET2.DL L及EPANET.h放在一个文件夹导入MATLAB2016b； ④获取管段管长。 3.如权利要求1所述的一种基于最短路径矩阵寻找有阀门供水管网的部件的方法， 其 特征在于步骤(3)中sparse内置函数， 利用内置函数graphallshortestpaths计算节点与节 点距离最近的距离构成最短距离矩阵。 4.如权利要求1所述的一种基于最短路径矩阵寻找有阀门供水管网的部件的方法， 其 特征在于步骤(5)寻找 距离矩阵中非距离I nf的距离归为 一个部件。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115374582 A 2一种基于最短路径 矩阵寻找 有阀门供水管 网的部件的方 法 技术领域 [0001]本发明属于供水管网划分管网部件(segment)领域， 具体涉及一种基于最短路径 矩阵寻找有阀门供水管网的部件的方法， 对利用传统的连接矩阵或者关联矩阵识别管网部 件的一种新的识别方法。 技术背景 [0002]供水管网需要适当的维护， 以向消费者提供安全、 可饮用和稳定的供水。 对供水管 网的传统分析通常将每个管道视为一个独立的单元。 然而， 只有当每根管道的两端都存在 阀门， 在发生损坏时可以隔离外围供水时， 才存在独立管道。 尽管有 人建议在每根管道的两 端放置阀门， 但由于预算限制， 大多数旧的甚至新的地方配水系统都没有在每根管道的两 端安装阀门。 沃尔斯基还指出， 在发生管道损坏的情况下， 需要关闭所有外围阀门进行维 修。 因此， 管道损坏不仅仅影响单个管道， 而是影响被关闭的阀门和邻近的供水系统隔离的 区域。 因此， 基于阀门封闭部件 对管网脆弱性分析有着 深远意义。 [0003]在最近发表论文中的供水管网识别部件方法中， 人们通常采用一种识别瓣膜和孤 立节段之间关联的算法。 该方法是基于网络拓扑矩阵的使用， 该网络的拓扑被修改以说明 阀门系统的存在。 该方法算法复杂不易实现， 且对于供水管网领域， 不利于普及综合而言本 算法有计算简单， 且便于实现， 可以直接利用EPANET  2.2软件直接导出*.inp 文件直接识别 管网部件。 发明内容 [0004]本发明的目的是提供一种识别供水管网部件的新方法， 该算法具有计算效率高。 比目前论文所提及算法简单易懂。 [0005]本发明采用的技 术方案为： [0006]一种基于最短路径矩阵寻找有阀门供水管网的部件的方法， 其特征包括以下步 骤： [0007](1)利用EPANET2.2软件构建给 水管网拓扑模型。 [0008](2)利用MATLAB  2016b调用EPANET.DL L动态链接库调取 管段距离。 [0009](3)利用MATLAB  2016b内置函数sparse创建稀疏矩阵。 [0010](4)在利用MATLAB  2016b的内置函数graphal lshortestpaths创建距离矩阵。 [0011](5)在寻找 距离矩阵中非I nf距离的节点归为同一个部件。 [0012]上述步骤(2)中具体步骤如下： [0013]①首先利用EPANET  2.2建立模型： [0014](1)节点参数输入(高程、 需水量、 需水模式)等 [0015](2)连接节点形成管 段并输入相关参数(管长、 管径)等 [0016](3)添加水池或水塔等供 水设备 [0017](4)添加水泵及相应参数(水泵曲线)等说　明　书 1/3 页 3 CN 115374582 A 3