本发明涉及市政工程,尤其涉及一种供水管网检测路径的搜索方法。
背景技术:
1、漏损作为供水管网的最常见病害,也是爆管、路面塌陷等重大事故的源头,因其危害大、隐蔽性强、探测难度大等问题导致现有检测技术难以做到精确实施。当下我国城市对供水管网的检漏手段以人工检测为主,即由检测人员使用听漏仪,沿管道逐段听测管道因漏损引起的声音。这种方式需人工遍历漏损区域的整片管网,导致检测过程非常耗时,检测效率低,难以满足当今大型城市对于管网漏损普查的需要。对于实际检漏工作需要,我们需要对一片区域内管网分布设定相应的检测路线,如高风险的管线通常需要优先投入更多的人力物力去进行检查,路线设定可以优先选择通过这类节点,低风险的管线一般不需要或暂时不需要去进行检查,路线设定则考虑忽略这类节点。
2、实际上,现有城市的供水管网分布复杂,多是将树状网和环状网结合使用,在城市中心地区、人口集中地区,管线分布具有高密度、短间距的特点。因此,如何对供水网络复杂区域给出最优检测路径,可以转化为在管网网络中求解最短路径方法的研究。当前用于最短路径的方法基本可分为广度优先搜索方法和深度优先搜索方法两种,广度优先搜索又叫层次遍历,能够得到初始点与目标点之间的所有最短路径,但对于供水管网这类复杂网络问题来说,会产生数据冗杂,不利于实际应用,而对于深度优先搜索来说,其不保留全部的节点路径,避免了不必要的重复搜索问题,在能得到最短路径的同时,搜索效率大大提高,可适用于城市供水管网的最优检测路径搜索问题。为此,本发明提出了一种基于深度优先搜索的供水管网检测路径的搜索方法。
技术实现思路
1、针对上述存在的问题,本发明提出了一种供水管网检测路径的搜索方法,以解决现有技术中人工检漏难以确定最优检测路线问题,为供水管网的实际运维与更新工作提供参考。
2、一方面,本发明公开了一种供水管网检测路径的搜索方法,其中,包括以下步骤:
3、步骤s1,将待检测区域的供水管网划分为多个网格,并建立起每个网格和供水管道之间的对应关系;
4、步骤s2,评估每个网格对应的供水管道的风险值,并将每个网格对应的供水管道的风险值作为该网格的风险值;
5、步骤s3,将待检测区域的供水管网内所有网格中的风险值最高的网格作为当前搜索路径的起点;
6、步骤s4,以起点为中心,在周边的第一相邻外圈的网格内进行搜索,获取该起点周边风险值最高的网格;
7、步骤s5,将风险值最高的网格作为当前搜索路径的下一步网格;
8、步骤s6,以当前搜索路径的下一步网格为中心,在周边的第一相邻外圈的网格搜索风险值最高的网格;
9、步骤s7、判定是否满足设定的全局因子条件,如果满足,结束并保存当前搜索路径,否则,返回执行步骤s5至步骤s7;
10、在其中的一些实施例中,所述步骤s1包括以下步骤:
11、步骤s101,根据待检测区域的供水管网的平面布局确定待检测区域的供水管网在两个方向上的边界;
12、步骤s102,根据所需要划分网格的大小来确定待检测区域的供水管网每个方向上所需的间隔;
13、步骤s103,在两个方向上根据步骤s102确定的待检测区域的供水管网每个方向上所需的间隔将待检测区域的供水管网划分为多个网格;
14、步骤s104,将每个网格内的管道和网格的编号进行关联以建立起每个网格和供水管道之间的对应关系。
15、在其中的一些实施例中,在所述步骤s1中,在gis平台中对待检测区域的供水管网进行网格化处理,以将处待检测区域的供水管网划分为多个网格。
16、在其中的一些实施例中,所述步骤s2具体为:建立区域管网风险评估模型,并根据区域管网风险评估模型评估每个网格对应的供水管道的风险值,且将每个网格对应的供水管道的风险值作为该网格的风险值;
17、其中,每个网格对应的供水管道均包括若干管道段,且所述区域管网风险评估模型包括任一网格对应的供水管道的风险值与该网格内各管道段的次级指标的状态值、次级指标的权重之间的对应关系。
18、在其中的一些实施例中,所述根据区域管网风险评估模型评估每个网格对应的供水管道的风险值的步骤具体包括:
19、步骤s201,从gis平台中提取属性参数,初始化管网数据和预估环境参数,以得到每个网格内各管道段的次级指标的状态值,并将各管道段的次级指标的状态值导入所述区域管网风险评估模型中;
20、步骤s202,根据一致性矩阵法确定每个网格内各管道段的次级指标的权重,并检查是否满足一致性要求;
21、步骤s203,将各管道段的次级指标的权重导入所述区域管网风险评估模型以得到每个网格内各管道段的风险值,进而得到每个网格对应的供水管道的风险值。
22、在其中的一些实施例中,每个管道段均包括12个次级指标,所述12个次级指标分别为:指标层覆土厚度、指标层管径、指标层管压、指标层管材、指标层温差、指标层道路荷载、指标层管龄、指标层土壤腐蚀性、指标层区域活动、指标层管网密度、指标层管网漏损率、指标层管网事故率。
23、在其中的一些实施例中,在所述步骤s4中,当搜索路径到达待检测区域的供水管网的边界时或无路可走时,扩大一圈搜索范围,以在所述起点周边的第二相邻外圈的网格中继续搜索风险值最高的网格。
24、在其中的一些实施例中,在所述步骤s6中,当搜索路径到达待检测区域的供水管网的边界时或无路可走时,扩大一圈搜索范围,以在所述当前搜索路径的下一步网格周边的第二相邻外圈的网格中继续搜索风险值最高的网格。
25、在其中的一些实施例中,所所述全局因子为搜索路径的基准面积s和宽容度tl;
26、所述设定的全局因子条件为搜索路径的长度的下限为lmin,上限为lmax;
27、其中,
28、lmin=s·(1-tl·100%);
29、lmax=s·(1+tl·100%)。
30、与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果之一:
31、(1)本发明步骤清晰,逻辑简明,能快速为大区域漏损检测提供精确的检测顺序,对城市供水管网漏损检测工作具有重要意义。
32、(2)本发明在现有供水管网人工逐段检测的基础上,引入了深度优先搜索方法,在保证搜索路径不会出现重复的条件下,简化了遍历搜索次数,在现场检测工作实施中可减轻工作量。
33、(3)本发明在现有供水管网风险分析的基础上,给出了基于管道结构属性与管网运营属性的区域管网风险评估模型,通过输入管道12项指标数据,对管网结构属性sp和管网运营so两类因素综合评分,从而提高了供水管道风险值评估的准确性。
1.一种供水管网检测路径的搜索方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的供水管网检测路径的搜索方法,其特征在于,所述步骤s1包括以下步骤:
3.如权利要求1所述的供水管网检测路径的搜索方法,其特征在于,在所述步骤s1中,在gis平台中对待检测区域的供水管网进行网格化处理,以将处待检测区域的供水管网划分为多个网格。
4.如权利要求1所述的供水管网检测路径的搜索方法,其特征在于,所述步骤s2具体为:建立区域管网风险评估模型,并根据区域管网风险评估模型评估每个网格对应的供水管道的风险值,且将每个网格对应的供水管道的风险值作为该网格的风险值;
5.如权利要求4所述的供水管网检测路径的搜索方法,其特征在于,所述根据区域管网风险评估模型评估每个网格对应的供水管道的风险值的步骤具体包括:
6.如权利要求5所述的供水管网检测路径的搜索方法,其特征在于,每个管道段均包括12个次级指标,所述12个次级指标分别为:指标层覆土厚度、指标层管径、指标层管压、指标层管材、指标层温差、指标层道路荷载、指标层管龄、指标层土壤腐蚀性、指标层区域活动、指标层管网密度、指标层管网漏损率、指标层管网事故率。
7.如权利要求1所述的供水管网检测路径的搜索方法,其特征在于,在所述步骤s4中,当搜索路径到达待检测区域的供水管网的边界时或无路可走时,扩大一圈搜索范围,以在所述起点周边的第二相邻外圈的网格中继续搜索风险值最高的网格。
8.如权利要求1所述的供水管网检测路径的搜索方法,其特征在于,在所述步骤s6中,当搜索路径到达待检测区域的供水管网的边界时或无路可走时,扩大一圈搜索范围,以在所述当前搜索路径的下一步网格周边的第二相邻外圈的网格中继续搜索风险值最高的网格。
9.如权利要求1所述的供水管网检测路径的搜索方法,其特征在于,所述全局因子为搜索路径的基准面积s和宽容度tl;