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城市日用水量预测及监测点优化布置技术研究与应用

作　者: 杨东豫
导　师: 吕谋；李圭白
学　校: 青岛理工大学
专　业: 市政工程
关键词: 城市日用水量短期预测灰色预测模型 BP神经网络监测点布置灵敏度节点水龄有效监测范围
分类号: TU991.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

城市供水管网系统是一个城市的命脉,供水管网主要是将符合国家标准的水安全的输送到各个用户,从而满足用户对供水的水量、水压、水质的要求。在满足以上要求的前提下,如何使供水管网在最小的供水成本下进行安全、高效的运行,最大程度的减小供水成本,已经成为各供水企业关注的首要问题。基于以上问题,城市日用水量预测以及管网监测点(水压、水量、水质)的优化布置问题得到了专家学者们的高度重视。影响城市用水量的因素,总体上可归结为社会经济因素和天气、气候因素(诸如降雨、阴晴、气温)两大类。以表3-1A区日用水量为原始数据,运用单指数平滑法、自适应单指数平滑法、二次曲线指数平滑法、灰色模型、BP神经网络等方法,分别建立城市日用水量预测模型,编制C++程序对短期日用水量进行预测,分析研究每种模型的预测精度,并对每种模型的优缺点进行了对比说明,综合考虑各方面的因素,最终确定BP神经网络为本课题的最优城市日用水量预测模型。根据国内外关于供水管网监测点优化布置的方法,通过对A区供水管网模型进行分析研究,选取基于反映节点流量变化和管网节点水压分布的两种方法进行了压力监测点的优化布置;采用节点覆盖水量法和节点水龄值法进行了水质监测点的优化布置;利用灵敏度法和有效监测范围的管段流量法进行了流量监测点的优化布置。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-11
第1章绪论  11-15
  1.1 课题的提出及研究背景  11
  1.2 城市日用水量预测与供水管网监测点优化布置的意义  11
  1.3 国内外研究现状  11-13
    1.3.1 城市日用水量预测研究现状  11-12
    1.3.2 供水管网监测点优化布置研究现状  12-13
  1.4 主要研究内容及方法  13-15
    1.4.1 主要研究内容  13
    1.4.2 采用的研究方法  13-15
第2章供水管网系统分析  15-19
  2.1 供水管网系统的特点  15-16
  2.2 供水管网系统的分类  16
  2.3 供水管网系统的组成  16-17
  2.4 影响供水管网运行的因素  17-19
    2.4.1 用水量的影响  17
    2.4.2 供水管网压力、流量、水质的影响  17-19
第3章城市日用水量预测模型的建立  19-35
  3.1 城市日用水量预测模型  19-26
    3.1.1 单指数平滑法  19-20
    3.1.2 自适应单指数平滑法  20-21
    3.1.3 二次曲线指数平滑法  21-22
    3.1.4 灰色模型预测  22-24
    3.1.5 BP 神经网络模型预测  24-26
  3.2 城市日用水量预测模型的建立  26-33
    3.2.1 单指数平滑法预测模型的建立  26-27
    3.2.2 自适应单指数平滑法预测模型的建立  27-28
    3.2.3 二次曲线指数平滑法预测模型的建立  28-29
    3.2.4 GM(1，1)灰色预测模型的建立  29-31
    3.2.5 BP 神经网络预测模型的建立  31-33
  3.3 城市日用水量预测模型精度的确定  33-34
  3.4 小结  34-35
第4章供水管网监测点的优化布置  35-50
  4.1 供水管网压力监测点的优化布置  35-40
    4.1.1 基于反映节点流量变化的压力监测点的优化布置  36-39
    4.1.2 基于反映管网节点水压分布的压力监测点的优化布置  39-40
  4.2 供水管网水质监测点的优化布置  40-46
    4.2.1 基于节点覆盖水量的水质监测点的优化布置  41-44
    4.2.2 基于节点水龄值的水质监测点的优化布置  44-46
  4.3 供水管网流量监测点的优化布置  46-50
    4.3.1 灵敏度法的管段流量监测点的优化布置  46-48
    4.3.2 基于有效监测范围的管段流量监测点的优化布置  48-50
第5章工程实例应用  50-67
  5.1 A 区供水管网压力监测点的优化布置  50-55
    5.1.1 基于反映节点流量变化的A 区管网模型压力监测点的优化布置  50-53
    5.1.2 基于反映节点水压分布的A 区管网模型压力监测点的优化布置  53-55
    5.1.3 两种供水管网压力监测点优化布置的计算结果对比分析  55
  5.2 供水管网水质监测点的优化布置  55-60
    5.2.1 基于节点覆盖水量的A 区管网模型水质监测点的优化布置  55-58
    5.2.2 基于节点水龄值的A 区管网模型水质监测点的优化布置  58-59
    5.2.3 两种供水管网水质监测点优化布置的计算结果对比分析  59-60
  5.3 供水管网流量监测点的优化布置  60-65
    5.3.1 灵敏度法的A 区管网模型管段流量监测点的优化布置  60-61
    5.3.2 基于有效监测范围的A 区管网模型管段流量监测点的优化布置  61-64
    5.3.3 两种供水管网流量监测点优化布置的计算结果对比分析  64-65
  5.4 小结  65-67
第6章结论与展望  67-69
  6.1 结论  67-68
  6.2 展望  68-69
参考文献  69-73
攻读硕士学位期间学术论文及科研工作  73-74
致谢  74

城市日用水量预测及监测点优化布置技术研究与应用

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