国外给水管网建模软件简介

日期:2020-01-27编辑作者:使用说明

  近年来,随着我国供水事业的发展,一些自来水公司正在寻求建立给水管网的微观水力模型,以期达到对供水管网科学规划和为生产调度提供科学依据的目的。国外从上世纪八十年代就开始了供水管网建模的实践,本文将搜集到的国外建模软件的一些信息汇集如下,希望能为从事管网建模的同仁提供一些参考。

  以这些性能为准则,再结合用户的实际需求,可对市场上多种建模软件进行比较、选择。

  在1984年的调查中,AWWA统计用户使用的管网分析软件超过25种。从那时起, 出现了一些比早期版本更流行,且易于使用的新软件。例如:

  EPANET是由美国环保署开发的免费软件,最初是作为评价配水系统水质的工具。EPANET运行在Windows 环境下,结果显示与操作都基于Windows 环境。尽管EPANET仅能进行延时模拟,但是它能模拟诸如水体反应和管壁反应这样的管网水质变化。这个软件的求解过程非常快。通过混合算法,初步解决了因节点法引起的低流量收敛问题。与商业的建模软件相比,EPANET最主要的缺陷在于使用文本编辑进行数据输入。尽管EPANET缺乏图形输入能力,但是它能提供吸引人的、彩色显示的输出图形。如果不考虑这些缺陷,EPANET作为建模软件,在预测配水管网水头损失、水压和水质方面做得非常好。

  WaterCAD是位于美国康涅狄格州沃特伯里的海思德公司的产品。作为一个独立的水力模拟软件,它包含自己的图形编辑器和强大的建模能力,并保留了基于Windows 界面的EPANET的特色。WaterCAD能产生与实际管网成比例的管网图或简图,能在管网图下面衬DXF格式的背景图。模拟后的管网通过彩色显示反映出模拟结果。WaterCAD还具有强大的注释能力。

  WaterCAD的一些特性包括模拟方案管理工具、消防流量分析和水质分析、模拟结果图形输出。WaterCAD也能产生等压线图来说明高压区、低消防流量区域、等水压区域和其它相关的系统特性。WaterCAD既能提供恒定流分析,也能提供延时模拟分析。

  Cybernet也是海思德公司的产品,它如同WaterCAD一样包含水力建模的能力,但是它能运行在AutoCAD环境下。Cybernet基本上是运行在AutoCAD环境下的WaterCAD。这种运行模式给用户提供了能利用AutoCAD R14的所有功能的便利,因此它与其它图形有良好的兼容性。在产生高质量的图形输出和模拟结果方面,AutoCAD环境给了这个软件更多的灵活性。

  H2ONET是MW软件有限公司的建模软件。与EPANET相比,它以基于Windows的AutoCAD界面为特征。像Cybernet一样,H2ONET使用AutoCAD R14环境并利用其所有功能创建管网图;然而,H2ONET需要与AutoCAD绑定, 不能作为一个单独的软件运行。H2ONET提供了许多建模功能,包括模拟方案管理、消防流量模拟和消火栓分析与水质分析。H2ONET特有的一些性能包括与SCADA系统能进行连接,它允许从SCADA系统直接提取建模数据用于模型校验和运行应急预案;能量管理模块用于确定能效高、费用低的运行策略。

  H2ONET对于管网的变化以颜色变化区分,提供“所见即所得”的注释,包含产生等压线ONET提供一个报表工具用于定制报表,可通过用户选择变量、期望的单位、列的格式和相应的水力时间段。

  SynerGEE Water是美国STONER公司新的建模软件。它没有使用混合法求解管网方程,SynerGEE使用的是牛顿-拉夫森法节点法。5s的wifi模块因为SynerGEE有能力求解大规模、复杂的超过100,000根管道的管网,所以它过去主要被拥有大规模配水管网的用户使用。然而,SynerGEE的高级版本使得它对任何规模的管网都适用。

  SynerGEE运行在Windows 环境下,有一个独立的图形界面。因为Access 是目前SynerGEE唯一接受的数据库格式,所以为了充分利用数据库,SynerGEE需要微软的Access支持。它强大的图形功能包括颜色区分,等压线绘制,抓图,并允许各种各样的光栅图,矢量图(例如AutoCAD、ESRI、Microstation文件)作为背景图。5s的wifi模块

  SynerGEE有多种模块能增强基本的水力建模功能。这些模块包括:·子系统管理模块――允许用户在大的详细的管网模型或简化的模型下工作。这个模块能对模型进行提取、整合、简化和削减。·在线模块--能自动转换成运行模式或从SCADA系统中引用数据。

  ·区域隔离模块――使建模者能快速评价管网中切断某个干管产生的影响。为隔离某个区域,区域隔离模块可通知建模者,哪些阀门需要关闭。2.6 AquaCAD

  AquaCAD由位于加拿大魁北克的水力建模咨询公司Aqua数据公司开发和销售。尽管Aqua数据公司在佛罗里达州开始扩展它的业务,但是这个公司办公地点主要在美国以外。

  AquaCAD的建模理论与传统的建模理论不同,因为AquaCAD把消火栓作为管网模型的一部分,这个功能使模型管网能更精确地代表实际管网。

  AquaCAD是基于Windows 的,独立运行的软件。它在自己的图形界面下运行。此外,AquaCAD拥有数字化功能和DXF格式文件作为背景输入的功能。AquaCAD主要的特性包括开放的数据库连接(ODBC)、模拟结果的彩色显示、在线帮助和“孤立节点”(意味着这些节点与管网不相连)特性。AquaCAD与标准的GIS和SCADA系统格式兼容,但是并不能与任何GIS软件进行直接的数据输入连接。为了使GIS和SCADA文件与AquaCAD结合,必须首先将GIS和SCADA文件输入到Access中。AquaCAD的一些模块包括:·非定向冲洗模块――这个模块根据非定向冲洗先后顺序产生冲洗规划。冲洗规划是依据对配水管网的诊断和评价建立的,它包括对正在运行的消火栓进行评价,和模型校验中每一个消火栓的水力评价。5s的wifi模块冲洗规划产生详细的报告和冲洗先后顺序。

  ·水龄和供水区域模块――尽管AquaCAD不能进行水质分析,但是水龄和原水影响区域可通过这两个模块计算。

  InfoWorks WS是英国Wallingford 软件公司的产品。它提供了有效的建模方法反映出管网的工作状况。利用InfoWorks WS,可以建立管网水力模型,并能持续维护所建立的模型。可以进行新建区域的管网规划、现状管网局限性分析、生成不同季节的调度方案、应急预案,进行水质分析、寻求较优的工程解决方案。

  InfoWorks WS为用户提供了一种可靠、安全、易调用的数据结构,简化了数据管理。其完整的开放式数据交换工具提供了一套易用的数据输入、输出和转换功能,保持了数据库的开放性和完整性。InfoWorks WS实现了GIS和水力模型的结合,实现了与GIS的无缝连接,与具有前沿水平的GIS产品可共享模型数据,展现和操作模型模拟结果。主要功能有:·供水系统投资规划·分析供水系统的局限性

  ·对压力管道瞬变流进行分析(能模拟泵的启闭,断电事件和判断是否存在汽蚀的风险)

  由上面的介绍可看出,国外给水管网建模软件具有相似的功能和特性。对于简单的仅有几个压力区的配水管网,当处理相似的问题时,所有的软件都会得出相似的结果。因此,对建模软件的评价最终要比较模拟结果的表达,图形或文本显示的效果,额外功能或特性的不同;并且选择的建模软件应便于使用。

  表2和表3对建模软件的评价进行了全面地总结。表2使用有关的准则,对每一种建模软件进行了比较。表3概括了每一种建模软件的优缺点。

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关键词: 5s的wifi模块

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