Thực đơn
trang chủTrò chơi

Thiết lập mạng kỹ thuật. Tính toán thủy lực của mạng lưới tiện ích như đối tượng của hệ thống thông tin địa lý

Tháng 7 năm 1998

Các tác giả tiếp tục loạt bài viết (xem IB GIS số 1(8), 3(10), 5(12) năm 1997) dành cho việc sử dụng công nghệ thông tin địa lý trong vận hành các công trình tiện ích. Lần này chúng ta sẽ cố gắng mô tả các nguyên tắc tích hợp của các hệ thống con tạo và bảo trì kế hoạch điện tử hệ thống con phân tích chế độ thủy lực và truyền thông kỹ thuật mạng lưới tiện ích. Các tác giả, như trong các bài viết trước, chỉ xem xét mạng lưới đô thị hoặc mạng lưới các doanh nghiệp lớn và dựa vào trải nghiệm riêng phát triển và triển khai các hoạt động chuyên môn hệ thông thông tin.

Tính toán thủy lực làm cơ sở cho việc phân tích các chế độ của mạng lưới cấp nhiệt, khí đốt, cấp nước và thoát nước áp lực. Ở các nước CIS và Baltic, tính toán thủy lực có tầm quan trọng lớn nhất đối với mạng lưới sưởi ấm, được xác định bởi các nguyên tắc xây dựng và quy tắc hoạt động của chúng. Bất kỳ hệ thống thông tin nào cho mạng lưới sưởi ấm không cung cấp tính toán thủy lực, có cực kỳ cơ hội hạn chế các ứng dụng và do đó khó có thể được xem xét nghiêm túc. Tính toán thủy lực của mạng lưới khí đốt, cấp nước và thoát nước đô thị trước đây chỉ được sử dụng bởi các tổ chức thiết kế và khoa học. Tuy nhiên, các tổ chức hoạt động gần đây cũng cho thấy sự quan tâm ngày càng tăng đối với việc mô hình hóa các chế độ thủy lực.

Nhu cầu về dịch vụ vận hành của các mạng kỹ thuật dẫn đến nhu cầu tạo ra cơ sở dữ liệu thống nhất, trên cơ sở đó giải quyết các nhiệm vụ tạo sơ đồ điện tử (GIS) cấp cao nhất) và các vấn đề công nghệ, đặc biệt - tính toán thủy lực của mạng lưới. Chỉ có cách tiếp cận này đối với nội dung thông tin của hệ thống, cùng với các phương pháp và thuật toán của toán học ứng dụng, mới cho phép chúng ta nói về mô hình kỹ thuật số truyền thông kỹ thuật như một đối tượng GIS.

"tính toán thủy lực" là gì?

Tất nhiên, trong khuôn khổ bài viết này, các tác giả không có ý định đưa ra một công thức toán học chặt chẽ cho bài toán tính toán thủy lực. Nó được trình bày trong hàng chục chuyên khảo đã trở thành kinh điển của lĩnh vực này. lĩnh vực chủ đề. Bạn vẫn không thể viết hay hơn, và do đó chúng tôi giới thiệu những người khao khát sản xuất đến với những người cha đẻ của lý thuyết hiện đại về mạch thủy lực (ví dụ, và). Đối với chúng tôi, điều sau đây rất quan trọng ở đây: kết quả của bất kỳ tính toán thủy lực nào luôn là phân phối dòng chảy - đối với mỗi phần của mạng có tốc độ dòng chảy của sản phẩm được vận chuyển và đối với mỗi nút của mạng - áp suất. Đồng thời, các phương pháp xác định dữ liệu ban đầu có thể khác nhau khá nhiều. Nếu mạng không chứa các bộ điều chỉnh (áp suất, lưu lượng hoặc nhiệt độ), thì bài toán tính toán thủy lực sẽ trở thành một hệ phương trình phi tuyến nhiều chiều. Đổi lại, việc tuyến tính hóa hệ thống này dẫn đến một hệ thống phương trình tuyến tính thưa thớt với một cấu trúc cụ thể (các nhà toán học khôn ngoan đã học cách sử dụng hiệu quả các thuộc tính của sự thưa thớt cụ thể này từ thời có những hạn chế nghiêm trọng đối với khả năng tính toán của máy tính). Các cơ quan quản lý làm phức tạp đáng kể nhiệm vụ vì trong trường hợp này, sự bất bình đẳng được thêm vào hệ phương trình.

Có khá nhiều phương pháp giải bài toán thủy lực và chúng cũng được nhiều người biết đến; Như vậy, xe đạp đã được phát minh, và vấn đề nằm ở chỗ làm cho nó ít nhiều tươm tất. Vì vậy, chất lượng của cả thuật toán và triển khai phần mềm tính toán thủy lực, chính trong lĩnh vực này mà các đối thủ cạnh tranh đã tranh giành trong thập kỷ thứ ba. (Không hề khiêm tốn, chúng tôi lưu ý rằng Trung tâm Máy tính Thông tin Potok coi niềm tự hào đặc biệt của mình là một chương trình tính toán thủy lực chất lượng cao, cho phép, ngay cả trên máy tính 386, trong 1-2 giây để có được phân phối dòng hoàn chỉnh cho các mạng chứa hàng nghìn máy tính. của các phần, ở bất kỳ mức độ vòng lặp nào. Tác giả của chương trình này - nhân viên của chúng tôi, A.L. Podolsky).

Sơ đồ tính toán và sơ đồ truyền thông kỹ thuật

Các chương trình tính toán thủy lực đầu tiên xuất hiện cách đây 30 năm, rất lâu trước khi máy tính ra đời. phân phối đại chúng Hệ thống thông tin địa lý. Sau khi các quy trình tính toán thủy lực đáng tin cậy và hiệu quả được thiết lập, những thách thức trong việc tạo ra các lớp vỏ tùy chỉnh thân thiện với người dùng bắt đầu xuất hiện. Những shell này phải có khả năng thực hiện các chức năng sau:
đầu vào ban đầu của dữ liệu nguồn;
kiểm soát tính chính xác của dữ liệu nguồn;
trực quan hóa và phân tích kết quả tính toán;
hiệu chỉnh dữ liệu nguồn.

Để có được kết quả yêu cầu, người sử dụng phải vẽ (ra giấy) sơ đồ tính toán, biên soạn (trên giấy) các bảng phân đoạn, hộ tiêu thụ, trạm bơm và bộ điều tiết, nhập các bảng này vào máy tính, lấy bảng tính, áp dụng kết quả tính toán. vào sơ đồ tính toán (một lần nữa trên giấy). Ở mỗi giai đoạn, người dùng mắc phải nhiều lỗi khác nhau, việc loại bỏ chúng tốn rất nhiều thời gian và công sức. Với sự xuất hiện những máy tính cá nhân Hệ thống tính toán thủy lực đã trải qua những thay đổi mang tính cách mạng theo hai hướng:
dữ liệu ban đầu và tính toán bắt đầu được lưu trữ trong tiêu chuẩn Cơ sở dữ liệu quan hệ dữ liệu, và không phải trong nhiều loại tập tin nhị phân;
Sơ đồ tính toán hiện được mô tả bằng máy tính, vừa trở thành nguồn dữ liệu ban đầu chính vừa là phương tiện phân tích kết quả tính toán.

Gần như đồng thời với việc giới thiệu các hệ thống tính toán thủy lực với biểu diễn đồ họa của sơ đồ thiết kế, khả năng tạo và sử dụng các hệ thống để chứng nhận thông tin liên lạc kỹ thuật dựa trên các kế hoạch điện tử xuất hiện. Vì bất kỳ hệ thống nào trong số này đều có chi phí lao động lớn để tạo và cập nhật Cơ sở dữ liệu, các vấn đề ngay lập tức nảy sinh liên quan đến sự tương tác của các hệ thống này. Các tác giả tin tưởng sâu sắc rằng hệ thống chứng nhận mạng và hệ thống tính toán chế độ thủy lực trên thực tế là một hệ thống thông tin và đồ họa duy nhất, dựa trên cơ sở dữ liệu với cấu trúc bảng được tính toán cẩn thận. Các kế hoạch tiện ích được lập trên cơ sở máy tính bảng tiêu chuẩn của thành phố có thể được sử dụng trực tiếp dưới dạng sơ đồ thiết kế hoặc chuyển đổi thành sơ đồ thiết kế bằng quy trình tự động. Rõ ràng, để thực hiện được điều này, các phương pháp xác định và hệ thống hóa các nút và phần của mạng trong sơ đồ phải được nghĩ ra. Đặc biệt vấn đề quan trọng là một định nghĩa rõ ràng về người tiêu dùng mạng.

Lời nguyền của chiều

Kinh nghiệm của các tác giả đã chỉ ra rằng mạng lưới nhiệt, khí đốt thực tế và đặc biệt là mạng lưới thoát nước áp lực của ngay cả các thành phố lớn cũng không tạo ra các mạng con với hơn 10 nghìn đoạn cần tính toán thủy lực. Tính toán các mạng như vậy trên máy tính hiện đạiđược thực hiện chỉ trong vài giây, mặc dù quá trình đọc thông tin nguồn và ghi kết quả vào cơ sở dữ liệu có thể mất vài phút. Đây là một lập luận khác ủng hộ việc sử dụng trực tiếp các kế hoạch hoạt động làm phương án thiết kế. Mạng lưới cấp nước của các thành phố lớn có thể tạo ra mạng lưới chứa hàng chục nghìn đoạn. Ví dụ, mạng lưới cấp nước ở Moscow có khoảng 100 nghìn đoạn. Những mạng như vậy vốn đã khó tính toán ngay cả trên siêu máy tính, nhưng điều đó không đến nỗi tệ. Quan trọng nhất, với kích thước như vậy, việc nhập chính xác thông tin ban đầu rồi phân tích kết quả tính toán là gần như không thể. Trong trường hợp này, cần sử dụng các phương pháp bán heuristic để xây dựng các sơ đồ tính toán đơn giản hóa (tương đương). (Trong số các phương pháp mà các tác giả gặp phải, những cách tiếp cận thú vị nhất để lựa chọn phương án thiết kế và thực sự để giải quyết các vấn đề tính toán thủy lực của mạng lưới cấp nước nói chung, được sử dụng tại Doanh nghiệp Thống nhất Nhà nước Vodokanal của St. Petersburg). Tuy nhiên, hệ thống thông tin và đồ họa để chứng nhận mạng lưới cấp nước phải bao gồm thủ tục đặc biệt sự hình thành đồ họa ban đầu và thông tin văn bảnđể xây dựng các sơ đồ tính toán.

Các phương pháp trực quan hóa kết quả tính toán thủy lực

Sẽ rất thuận tiện khi trình bày kết quả tính toán thủy lực bằng cách sử dụng các công nghệ được áp dụng trong hệ thống thông tin địa lý, mặc dù cũng có một số phương pháp trực quan hóa ban đầu. Các biến thể chính là:

Chứng chỉ thủy lực về các nút và phần của mạng. Người dùng đánh dấu đối tượng cần thiết trên sơ đồ mạng và nhận trợ giúp trong cửa sổ chứa các đặc tính thủy lực và công nghệ của nút. Các loại chứng chỉ có thể được tùy chỉnh theo yêu cầu của người dùng.

Trình tạo báo cáo chứa các chế độ thủy lực của các đơn vị và phần. Theo quy định, các báo cáo như vậy được trình bày dưới dạng bảng, các hàng là nút, phần, người tiêu dùng hoặc trạm bơm và các cột là các thông số công nghệ và thủy lực (tốc độ dòng chảy, áp suất, tốc độ, v.v.). Danh sách cột và điều kiện chọn đối tượng được tùy chỉnh theo yêu cầu của người dùng.

Các bản đồ chuyên đề (sơ đồ). Các đối tượng mạng được đánh dấu bằng nhiều cách khác nhau công cụ đồ họa(ví dụ: màu sắc) tùy theo điều kiện linh hoạt. Ví dụ: mạng lưới có thể được tô màu theo vùng áp suất, làm nổi bật các nhiễu loạn thủy lực, vùng nước tù đọng, hiển thị hướng dòng chảy bằng mũi tên, v.v.

Chữ ký kết quả tính toán trên sơ đồ mạng chính. Người dùng được cung cấp các phương tiện để đặt các dòng chữ đặc biệt liên quan đến các đối tượng mạng lưới tiện ích. Danh sách các thông số hiển thị được cấu hình theo yêu cầu của người dùng. Những dòng chữ này được đặt trong một lớp đặc biệt, có thể tắt bất cứ lúc nào để không làm lộn xộn sơ đồ.

Xây dựng đồ thị đo áp suất. Đồ thị đo áp cho thấy đồ thị thay đổi áp suất dọc theo đường dẫn nhất định. Để xây dựng biểu đồ đo áp suất, người dùng đánh dấu các nút cần thiết trên sơ đồ mạng, chương trình sẽ tự động tìm đường dẫn kết nối các nút này và tạo ra một tài liệu đặc biệt - một biểu đồ chứa ở dạng rất tiện lợi thông tin cần thiết về các chế độ thủy lực (xem hình). Dọc theo đường dẫn đã chọn, các bảng tùy ý có thể được tạo bằng cách sử dụng trình tạo báo cáo để bổ sung cho biểu đồ đo áp suất.

Lời bạt

Các tác giả hy vọng rằng trong các ấn phẩm của mình, họ đã có thể dẫn dắt người đọc đáng kính một cách lặng lẽ và không phô trương đến ý chính về những gì chức năng cần lưu ý khi lựa chọn công cụ GIS này hoặc công cụ khác để xây dựng hệ thống thông tin cho các doanh nghiệp kỹ thuật truyền thông. Và một lần nữa, họ không lười nhắc bạn về mức độ liên quan của vấn đề về các định dạng trao đổi, vì rõ ràng rằng công việc của GIS thành phố “lớn” không phải là xử lý, chẳng hạn như các phép tính thủy lực.

Hẹn gặp lại!

Văn học:

1. Evdokimov A.G., Dubrovsky V.V., Tevyashev A.D., “Phân phối dòng chảy trong mạng lưới kỹ thuật”, Moscow, Stroyizdat, 1979
2. Merenkov A.P., Khasilev V.Ya., “Lý thuyết mạch thủy lực”, Moscow, Nauka, 1985


Công ty cổ phần Arkada là nhà cung cấp hàng đầu giải pháp tích hợpĐối với tự động hóa của các doanh nghiệp công nghiệp và tổ chức thiết kế, đại diện độc quyền về các giải pháp của NTP Truboprovod mời các chuyên gia của bạn tham gia chương trình đào tạo về chủ đề:

^ Tính toán thủy lực và nhiệt thủy lực

V. gói phần mềm"Hệ thống thủy lực"

Giá: 3.300 UAH.

Sự kiện sẽ được thực hiện bởi các chuyên gia từ công ty phát triển NTP Truboprovod.

Sự kiện này dành cho những sinh viên thực hiện các nhiệm vụ thực hiện các phép tính nhiệt và thủy lực, cũng như chọn đường kính đường ống bơm các sản phẩm lỏng hoặc khí, cũng như hỗn hợp khí-lỏng.

1 ngày.

^ Chức năng và khả năng chính của chương trình “Hệ thống thủy lực”. Cơ sở lý thuyết tính toán thủy lực và nhiệt của đường ống.


  • Khả năng của chương trình “Hệ thống thủy lực” và những hạn chế về phạm vi của nó.

  • Cấu trúc của chương trình “Hệ thống thủy lực” và mục đích của các mô-đun.

  • Tuyên bố và chính thức hóa các nhiệm vụ được giải quyết trong chương trình:

  • Tính toán thiết kế, tính toán băng thông, tính toán xác minh:

  • Dòng chảy, áp suất và đường kính ống trong đường ống, mối quan hệ của chúng. Giảm áp suất trong đường ống, phương trình Bernoulli.

  • Chế độ dòng chảy - tầng, hỗn loạn, chuyển tiếp. Số Reynolds. Sự phụ thuộc của độ giảm áp suất vào tốc độ là tuyến tính và bậc hai.

  • Độ nhám của đường ống và tính toán tổn thất áp suất trong đường ống. Lựa chọn giá trị độ nhám.

  • Các điện trở cục bộ và tính toán của chúng (sách tham khảo của Idelchik, Miller).

  • Tính toán nhiệt của đường ống. Tính toán tổn thất nhiệt ra môi trường. Công thức Shukhov. Các điện trở nhiệt chính của quá trình truyền nhiệt từ sản phẩm được bơm ra môi trường. Có xét đến tính chất của khí thực (hiệu ứng ga), có xét đến năng lượng ma sát đối với chất lỏng.

  • Tính toán dòng chảy hai pha. Các phương pháp cơ bản để mô hình hóa dòng chảy hai pha, các phụ thuộc cơ bản và mối tương quan để tính toán hàm lượng khí thực, điện trở hai pha, chế độ dòng chảy của hỗn hợp hai pha.

  • Hiện tượng cavitation. Dự trữ Cavitation và tính toán của nó.

Giao diện người dùng của chương trình “Hệ thống thủy lực”, xác định dữ liệu ban đầu.


  • Các khái niệm cơ bản của sơ đồ thiết kế. Điện trở thủy lực, tiết diện, nhánh, nút, nguồn, người tiêu dùng.

  • Xem lại các cửa sổ, menu và bảng điều khiển của chương trình, tùy chỉnh giao diện.

  • Cấu trúc của dữ liệu nguồn và nhiệm vụ của chúng:

  • Đặt dữ liệu chung cho đường ống.

  • Dữ liệu trên môi trường và kết cấu cách nhiệt (làm việc với cơ sở dữ liệu về vật liệu cách nhiệt).

  • Chỉ định dữ liệu sản phẩm. Phương pháp phân công và tính năng của chúng. Mô hình hóa dầu và sản phẩm dầu, tính toán lại quá trình chưng cất các phần dầu.

  • Chỉ định các nhánh đường ống và dữ liệu về chúng. Hướng dòng chảy trong các nhánh, luồng vào/ra tại các nút nhánh.

  • Các loại mặt cắt (điện trở thủy lực) và cách sử dụng chúng, mô hình hóa các điện trở “gộp” và các điện trở có chiều dài. Đầu vào và kế toán của tees. Phân công máy bơm.

  • Chèn các nút vào đường ống, xác định các vòng khép kín, xác định các phụ kiện đường ống kín.

  • Hiển thị đồ họa sơ đồ tính toán và các cài đặt của nó. Chế độ đồ họa chính xác, đồng bộ hóa dữ liệu trên các phần tử với màn hình đồ họa của chúng.
Ngày 2.

Thực hiện các phép tính trong chương trình “Hệ thống thủy lực”. Bài học thực tế.


  • Sơ đồ hóa thiết kế thực sựđường ống và sự lựa chọn đúng đắn sơ đồ tính toán. Tầm quan trọng và tính đúng đắn của việc tính đến các yếu tố nhất định của sơ đồ.

  • Tuyên bố về vấn đề cần giải quyết trong chương trình, các giá trị được chỉ định và tìm kiếm.

  • Các loại tính toán được thực hiện bởi chương trình, mục đích của chúng và công dụng thực tế:

  • Tính toán thiết kế: có tính đến các hạn chế về tốc độ di chuyển của sản phẩm, cài đặt tính toán thiết kế. Tự mình thực hiện các phép tính.

  • Tính toán thông lượng và phân phối dòng chảy trong đường ống. Thiết lập các van điều khiển. Tự mình thực hiện các phép tính.

  • Kiểm tra tính toán thủy lực và nhiệt: tính toán “từ nguồn đến người tiêu dùng” và ngược lại, các biến thể tính toán khác nhau. Tự mình thực hiện các phép tính.

  • Tính toán dòng chảy hai pha: các loại dòng chảy hai pha (dòng chảy “đóng băng” và dòng chảy sôi/ngưng tụ), các tính năng của cài đặt tính toán. Tự mình thực hiện các phép tính.

  • Trình bày và in kết quả tính toán.

  • Giải thích kỹ thuật của kết quả tính toán.

GeoInfoGrad tiến hành học từ xa việc sử dụng GIS Zulu và ZuluThermo để lập bản đồ điện tử, lập mô hình, điều chỉnh mạng lưới sưởi ấm, phát triển và cập nhật các mô hình điện tử của hệ thống và sơ đồ cung cấp nhiệt.

Khóa đào tạo ZuluThermo

Ví dụ về video giáo dục

Bài giảng giới thiệu

    « Mô hình điện tử hệ thống sưởi ấm và cách tiếp cận hiện đại về việc điều chỉnh và hiện đại hóa mạng lưới sưởi ấm bằng một ví dụ"

    trong khuôn khổ chương trình “CƠ BẢN PHÁT TRIỂN CÁC CHƯƠNG TRÌNH CUNG CẤP NHIỆT CHO CÁC KHU ĐỊNH CƯ VÀ CÁC QUẬN ĐÔ THỊ” nhằm nâng cao trình độ cán bộ chính quyền chính quyền địa phương và các chuyên gia từ các tổ chức cung cấp nhiệt do Cơ quan Giáo dục Tự chủ Nhà nước Liên bang về Giáo dục Chuyên nghiệp Nâng cao "IPK TEK" thực hiện

Bài học thực tế

1. Các thành phần và thao tác giao diện người dùng cơ bản:
Một. Menu, thanh công cụ, di chuyển quanh bản đồ, thu phóng.
b. Thiết lập tỷ lệ và tọa độ.
c. Hoa tiêu, nơi làm việc, danh sách các bản đồ và lớp.
d. Bật/tắt hiển thị các lớp, thứ tự sắp xếp. Các loại lớp: vector, raster, tính toán. Lớp hoạt động.

2. Công cụ cơ bản. Chọn một đối tượng, nhóm, đối tượng. Thuộc tính hình học của một đối tượng.

3. Đo khoảng cách và diện tích.

Bài 2. Giới thiệu 2 0:25

Khóa đào tạo ZuluThermo. Tài liệu video. Mục lục. Bài học thực tế

Bài 1. Phần 1. Giới thiệu 0:13

  1. Các thành phần và thao tác giao diện người dùng cơ bản:
    1. Menu, thanh công cụ, di chuyển quanh bản đồ, thu phóng.
    2. Thiết lập tỷ lệ và tọa độ.
    3. Bộ điều hướng, không gian làm việc, danh sách bản đồ và lớp.
    4. Bật/tắt hiển thị các lớp, thứ tự sắp xếp. Các loại lớp: vector, raster, tính toán. Lớp hoạt động.
  2. Công cụ cơ bản. Chọn một đối tượng, nhóm, đối tượng. Thuộc tính hình học của một đối tượng.
  3. Đo khoảng cách và diện tích.

Bài 1. Phần 1. Dữ liệu đối tượng 0:09

  1. Dữ liệu cho đối tượng được chọn. Dữ liệu cho tất cả các đối tượng thuộc loại. Yêu cầu.

Bài 1. Phần 2. Làm việc với mô hình tính toán hiện có của hệ thống cấp nhiệt 1:31

  1. Chỉnh sửa bản đồ hiện có. Thêm người tiêu dùng mới và các phần mạng.
  2. Tô màu theo tốc độ. Đồ thị Piezometric. Kiểm tra kết nối topo của mạng.
  3. Xem xét dữ liệu về các thành phần mạng. Điền dữ liệu ban đầu để tính toán cho các phần tử mạng được thêm vào. Tính toán với một người tiêu dùng bổ sung. Phân tích tính toán. Lựa chọn đường kính thích hợp.

Bài 1. Phần 3. Làm việc với mô hình tính toán hiện có của hệ thống cấp nhiệt 0:39

  1. Chỉnh sửa bản đồ hiện có Thêm người tiêu dùng và các phần mạng mới (tiếp theo).
  2. Phân tích công việc độc lập.
  3. Xuất dữ liệu sang Excel.
  4. In không có bố cục. In trên nhiều trang.

Bài 2. Giới thiệu2 0:25

  1. Tạo một lớp tính toán và tính toán một mạng nhỏ. Đánh giá ngắn Các tính năng chính của ZuluThermo: Nhập dữ liệu ban đầu, tính toán, phân tích kết quả tính toán, đề xuất cải tiến chế độ thủy lực.

Bài 2. Phần 1 1:40

  1. Tạo cơ sở dữ liệu,
  2. Xuất từ ​​AutoCAD
  3. Kết nối raster. Sự định cỡ Nhóm
  4. Chuyển đổi lớp

Bài 2. Phần 2 1:02

  1. Kết nối raster thẻ công cộng và hình ảnh không gian (tiếp theo),
  2. Tạo lớp (lặp lại). Vẽ.
  3. Điền dữ liệu bảng, tự động điền độ dài phần.
  4. Sắp xếp và chỉnh sửa chữ khắc.

Bài 3. Phần 1. Tính toán mạng lưới sưởi ấm 0:57

  1. Cài đặt tính toán.
  2. Điền số liệu ban đầu để tính toán.
  3. Phép tính. Nhận xét kết quả tính toán.
  4. Mô hình hóa mạng lưới 4 ống cấp nước nóng.

Bài 3. Phần 2 1:10

  1. Tính toán xác minh của mạng lưới sưởi ấm.
  2. Biểu đồ nhiệt độ.
  3. Tính toán có tính đến tổn thất nhiệt.
  4. Các loại và chế độ của các phần tử của hệ thống cung cấp nhiệt/lớp tính toán:
    1. vận hành mạng lưới với một trạm bơm,
    2. van,
    3. người tiêu dùng tổng quát
    4. đơn vị điều tiết,
    5. áo len.
  5. Trợ giúp về các thành phần mạng và thông số của chúng

Bài 4. Phần 1 1:01

  1. Cấu trúc lớp. Phong cách. Các loại và chế độ. Chú giải, chia tỷ lệ biểu tượng. Chỉnh sửa, tạo mới. Đối tượng nguyên thủy và tiêu chuẩn.
  2. Cơ sở dữ liệu lớp. Chỉnh sửa bảng cơ sở dữ liệu. Thêm một trường vào một bảng. Loại dữ liệu. Yêu cầu. Thiết kế bảng người dùng (truy vấn). Nhóm và tô màu các trường. Sử dụng tài liệu, tập tin, hình ảnh làm dữ liệu.

Bài 4. Phần 2 1:19

  1. Giới hạn chế độ demo
  2. Cấu trúc dữ liệu (tiếp theo). Tạo một bảng trong một lớp mới. Yêu cầu (ví dụ).
  3. Thuộc tính lớp. Khái quát hóa - phạm vi của thang đo khả năng hiển thị.
  4. Dự án.
  5. Niêm phong. Bố trí in.
  6. Raster. Chèn. Điều chỉnh độ trong suốt và màu sắc.

Bài 5 2:08

  1. Chèn, chụp, hiệu chỉnh các trình quét
  2. Tab “Dịch vụ” trong mô-đun ZuluThermo: Dấu độ cao từ bản đồ, phù điêu. Tự động điền chiều dài, điểm cuối của địa điểm từ bản đồ.
  3. Tính toán tổn thất nhiệt tiêu chuẩn.
  4. Tô màu mạng lưới sưởi ấm theo 2 cách. Các trang tô màu theo chủ đề. Hiển thị đường kính theo độ dày, hao hụt theo màu sắc.
  5. Hoạt động lớp phủ. Cộng, trừ các đối tượng.
  6. Lựa chọn các nhóm đối tượng Hoạt động đại chúng với các nhóm.
  7. Loại bỏ các bản ghi không cần thiết và thêm các bản ghi trống vào cơ sở dữ liệu.
  8. Làm việc với các bảng cơ sở dữ liệu.
  9. Tìm kiếm một đối tượng bằng phím.
  10. Chuyển đổi một lớp từ màn hình và các thông số.
  11. Sao chép, đổi tên, lập chỉ mục một lớp.
Giáo viên: Lunykov A.V., Govorov V.L.

Sự tiện lợi của việc sử dụng GIS như một hệ thống thông tin và tham chiếu với mạng lưới tiện ích, đường phố và nhà cửa được lập bản đồ chính xác tới khu vực là điều hiển nhiên. GIS cho phép bạn liên kết các đối tượng mạng với lãnh thổ, kết nối thông tin thuộc tính với chúng, thực hiện trực quan hóa, phân tích và truy vấn không gian, in thông tin, v.v.

Tuy nhiên, trong quá trình vận hành mạng lưới tiện ích, nhiều câu hỏi cụ thể không liên quan trực tiếp đến GIS: áp suất trong đường ống nếu máy bơm bị hỏng, bao nhiêu người tiêu dùng sẽ không có nước khi tắt van, điều gì sẽ xảy ra? dòng điện ngắn mạch trên bus. Nếu hàng chục câu hỏi tương tự không thể được trả lời một cách nhanh chóng và chính xác thì khó có thể nói về khả năng quản lý mạng hiệu quả. Mạng cần có khả năng đếm.

Một chút lý thuyết

Cơ sở của mô hình toán học để tính toán mạng là đồ thị. Như bạn đã biết, một biểu đồ bao gồm các nút được kết nối bằng các cung.

Bất kỳ mạng nào cũng có thể có tập hợp các phần tử nút riêng. Ví dụ, trong cung cấp nhiệt, đó là các nguồn, buồng nhiệt, thiết bị tiêu thụ, trạm bơm, van ngắt; trong cung cấp điện - nguồn, máy biến áp, người tiêu dùng, thiết bị chuyển mạch, v.v.

Các cung của đồ thị là các phần của mạng: đường ống, cáp. Phần phải bắt đầu tại một nút nào đó và kết thúc bằng một nút (Hình 1).


Cơm. 1. Một ví dụ về một phần của mạng lưới sưởi ấm nhận được từ các nhà khảo sát.

Các đoạn ống chạy giữa các bức tường bê tông của kênh kết thúc ở tường các tòa nhà và thành giếng. Rõ ràng là không thể sử dụng trực tiếp thông tin này để xây dựng mô hình toán học tính toán. Từ quan điểm của người mẫu, đây không gì khác hơn là một bản vẽ. Và không có gì ngạc nhiên khi từ lâu, tại các doanh nghiệp vận hành mạng có thể xuất hiện các dịch vụ hoàn toàn độc lập liên quan đến việc duy trì sơ đồ, bản vẽ, liên kết các đối tượng mạng với lãnh thổ, chứng nhận mạng và các bộ phận liên quan đến tính toán công nghệ của mạng.

TRONG phần mềm, không sử dụng công nghệ thông tin địa lý, Sự miêu tả đồ thị mạng(mã hóa mạng) được thực hiện dưới dạng bảng. Ví dụ, thể hiện trong hình. 1 đoạn của biểu đồ, bao gồm ba thiết bị tiêu thụ và bốn buồng nhiệt, có thể được biểu diễn dưới dạng dạng bảng(xem hình 2).


Cơm. 2. Một đoạn của biểu đồ ở dạng bảng.

Hãy kiểm tra xem chúng tôi đã mô tả tất cả các phần của đoạn mạng chưa. Nhìn qua các mục trong bảng và so sánh với hình vẽ, dễ dàng nhận thấy chúng ta đã bỏ sót một phần (TK3, TK2). Bạn có thể nhanh chóng thêm bản ghi vào bảng và sửa lỗi.

Có vẻ như mọi thứ không quá phức tạp nhưng có thể có hàng nghìn trang như vậy trên mạng. Thật dễ hiểu khi bạn sẽ không còn lâu nữa để bắt đầu thực hiện các phép tính và phân tích kết quả của chúng (trên thực tế, cần phải viết mã). Và ngay cả sau khi hoàn thành việc mã hóa mạng, một chuyên gia tận tâm sẽ định kỳ bị dày vò bởi suy nghĩ liệu mình có nhập đúng mọi thứ hay không.

Bây giờ hãy tưởng tượng rằng có biên tập đồ họa, cho phép bạn làm việc với các điểm và đường có một số thuộc tính bổ sung không liên quan đến kiểu hiển thị và tham chiếu tọa độ:

  • Một đối tượng điểm cũng là một nút trong đồ thị toán học.
  • Một đối tượng tuyến tính cũng là một cung của đồ thị toán học. Theo đó, ở đầu và cuối của một đối tượng tuyến tính như vậy phải có các đối tượng điểm là các nút.

Nếu trình chỉnh sửa đồ họa cho phép bạn thêm các đối tượng có các thuộc tính như vậy, thì khi bắt đầu vẽ một phần của mạng, bạn sẽ cần liên kết phần đầu của phần đó với một trong các nút hiện có hoặc chọn từ tập hợp các nút được bao gồm trong cấu trúc lớp nút mà phần này sẽ bắt đầu. Tương tự như vậy, khi hoàn tất việc nhập một phần, bạn cần buộc phần cuối của nó vào một trong các nút hiện có hoặc cài đặt một nút mới để hoàn thành phần đó.

Nếu chúng ta di chuyển một nút (thay đổi tọa độ của nó), thì điểm bắt đầu và kết thúc của các phần được liên kết với nút này sẽ di chuyển theo nút đó. Nghĩa là, việc thay đổi vị trí của các nút trong không gian sẽ không dẫn đến thay đổi cấu trúc liên kết của đồ thị. Mạng sẽ không “sụp đổ”.

Từ quan điểm của mô hình toán học, việc tọa độ của các nút và điểm gãy của các phần sẽ được nhập theo tọa độ với độ chính xác trắc địa, được phác thảo trên một loại nền nào đó hay được mô tả đơn giản bằng sơ đồ là hoàn toàn không quan trọng. Quan trọng là các cặp đúng các nút được kết nối bằng các vòng cung và bằng cách “vẽ” mạng, chúng tôi sẽ tự động nhận được mã hóa biểu đồ toán học của mạng. Nếu việc vẽ được thực hiện chính xác thì biểu đồ mạng sẽ không có lỗi.

Bây giờ hãy tưởng tượng rằng một hệ thống thông tin địa lý có một trình soạn thảo tôpô như vậy. Sau đó tất cả các khả năng và ưu điểm của GIS được kết hợp với khả năng mô tả dưới dạng bằng đồ họa mô hình toán học của mạng. Khi một GIS có các thuộc tính được mô tả, thông thường người ta nói rằng nó hỗ trợ cấu trúc liên kết nút đường.


Cơm. 3. Một phần của mạng ở dạng biểu đồ.

Quay lại ví dụ trên và sử dụng nó để biểu diễn mạng dưới dạng biểu đồ, bạn có thể lấy một đoạn của lớp để tính toán (Hình 3). Lớp này chứa thông tin về vị trí không gian của các thành phần mạng và mô hình toán học của mạng.

Việc triển khai cụ thể của các trình soạn thảo cấu trúc liên kết có thể khác nhau về mức độ phức tạp và tập hợp các khả năng dịch vụ. Các công cụ chỉnh sửa cho mạng tiện ích phải bao gồm khả năng xác định các quy tắc đặc biệt kiểm soát các hành động được chấp nhận và không được chấp nhận của người dùng khi xác định các thành phần mạng hoặc thay đổi cấu hình của nó. Ví dụ: người tiêu dùng có thể chỉ được liên kết với một trang web; các phần điện áp cao và điện áp thấp không thể được kết nối trực tiếp mà chỉ có thể kết nối thông qua máy biến áp; chỉ một phần nên vào bộ điều chỉnh áp suất và chỉ một phần nên thoát ra; vân vân.

Vì vậy, chúng ta không thể nói về việc chỉnh sửa các đường hoặc điểm - nguyên thủy hình học, mà là về việc chỉnh sửa các đối tượng được xác định có ý nghĩa - người tiêu dùng, dây dẫn, công tắc, máy biến áp hoặc đường ống, van, máy bơm.

Các vấn đề tôpô

Trong các mạng kỹ thuật, bất kể mục đích của chúng là gì, có thể xác định được một số phần tử chung, từ quan điểm tôpô.

1. Nguồn. Yếu tố nút. Trong cung cấp điện, đây có thể là nguồn điện áp, trạm biến áp, trong cấp nước - tháp nước, giếng, trong cấp nhiệt - phòng nồi hơi, nhà máy nhiệt điện. Một nguồn có thể có hai trạng thái: bật hoặc tắt.

2. Người tiêu dùng. Yếu tố nút. Đây là những người tiêu dùng nước, khí đốt, điện và nhiệt. Một nguồn có thể có hai trạng thái: được kết nối hoặc bị ngắt kết nối.

3. Thiết bị cắt. Yếu tố nút. Trong nguồn điện có các công tắc, công tắc, công tắc tơ, trong mạng lưới đường ống - van ngắt: van, van cổng, vòi. Thiết bị tắt có thể có hai trạng thái: mở hoặc đóng.

4. Các nút đơn giản được sử dụng để kết nối các phần và luôn có một trạng thái - mở.

5. Trang web. Đối tượng tuyến tính. Kết nối một cặp nút. Đó là các dây cáp, đường dây điện, các đoạn đường ống. Tùy thuộc vào cách triển khai cụ thể, một phần cũng có thể có trạng thái: mở hoặc đóng. Ngoài ra, phần còn có hướng từ nút đầu đến nút cuối.

Có thể có nhiều tác vụ cụ thể sử dụng các thuộc tính tôpô của biểu đồ mạng. Hãy liệt kê một số trong số họ.

Kiểm tra kết nối. Việc kiểm tra này dựa trên việc tìm đường đi qua biểu đồ giữa hai nút. Nếu tìm thấy đường dẫn giữa các nút thì các nút đó được kết nối với nhau và là thành viên của cùng một mạng con.

Do đó, có thể xác định liệu một người tiêu dùng nhất định có được kết nối với một nguồn nhất định hay không, liệu hai nguồn có hoạt động trên cùng một mạng hay không. Sử dụng các khả năng của GIS để tạo bản đồ chuyên đề, bạn có thể tô màu tất cả các khu vực được liên kết với một nguồn được chỉ định bằng một màu và tất cả các khu vực khác bằng màu khác. Mặc dù thao tác này đơn giản nhưng nó là một phương tiện rất hiệu quả để kiểm soát lỗi đầu vào. Nếu việc ngắt được thực hiện nhầm tại một điểm nào đó trong mạng, có thể thấy ngay sự thay đổi màu sắc của các phần ở đường viền của điểm ngắt.

Tìm kiếm các thiết bị cắt gần đó. Khả năng này cực kỳ quan trọng khi xác định vị trí xảy ra tai nạn hoặc khi lập kế hoạch ngừng hoạt động các phần của mạng. Cấu hình mạng có thể khá phức tạp và rất khó để xác định nhanh chóng và tinh thần những thiết bị ngắt nào cần được đóng để cách ly một phần của mạng. Những sai lầm trong những trường hợp như vậy có thể rất tốn kém. Điều đặc biệt quan trọng là việc tắt máy là tối ưu, nghĩa là nó dẫn đến việc đóng cửa một số lượng người tiêu dùng tối thiểu. Những vấn đề như vậy có thể được giải quyết rất đơn giản trên biểu đồ mạng.

Phân tích kết quả chuyển mạch trong mạng. Hãy xem xét hai trạng thái của một đoạn mạng, trước và sau khi tắt van (Hình 4).


Cơm. 4. Hai trạng thái của một đoạn mạng: trước và sau khi tắt van.

Khi van trên bản đồ được chuyển sang trạng thái “đóng”, biểu đồ mạng sẽ được tính toán lại và người tiêu dùng bị cắt khỏi nguồn sẽ tự động chuyển sang trạng thái “ngắt kết nối”. Đồng thời, một danh sách người tiêu dùng bị ngắt kết nối được hình thành. Nếu có một lớp có các tòa nhà trên bản đồ và các nút tiêu dùng được đặt bên trong đường viền của các tòa nhà, thì bằng cách sử dụng truy vấn không gian, bạn có thể xác định tòa nhà nào đã bị vô hiệu hóa và nhận danh sách địa chỉ của chúng.

Kết quả ngắt kết nối có thể được chuyển đến hệ thống điều độ để tạo các mục trong nhật ký ngắt kết nối và danh sách thuê bao bị ngắt kết nối có thể được chuyển sang hệ thống để giải quyết với người tiêu dùng để tính lại cước thuê bao đã tính.

Lưu ý rằng khi hàng chục hoặc hàng trăm người tiêu dùng bị ngắt kết nối, việc lấy các danh sách như vậy một cách “thủ công” khá tốn công sức và không đảm bảo sẽ tránh được sai sót.

Tính toán công nghệ

Biết cấu trúc liên kết mạng cho phép bạn tìm câu trả lời cho nhiều câu hỏi. Nhưng có một số vấn đề không thể giải quyết được nếu không tính đến bản chất vật lý của mạng.

Hãy xem xét một ví dụ về sơ đồ mạng lưới sưởi ấm đơn giản với hai nguồn và hai người tiêu dùng (Hình 5).


Cơm. 5. Sơ đồ mạng lưới sưởi ấm với hai nguồn và hai người tiêu dùng.

Làm thế nào để xác định hướng nước sẽ chảy ở đoạn giữa? Tìm câu trả lời bằng cách phân tích logic topo mạng là không thể. Quyết định này phụ thuộc vào nhiều yếu tố: áp suất tại đầu ra của từng nguồn, sức cản thủy lực của tất cả các đoạn đường ống, các thông số nhiệt và thủy lực của người tiêu dùng, v.v. Không thể thực hiện được nếu không tính toán vật lý có tính đến công nghệ vận hành mạng.

Đối với mỗi loại mạng lưới tiện ích, có nhiều phương pháp tính toán công nghệ. Đó là các tính toán về điện, thủy lực, nhiệt-thủy lực, cường độ. Điều quan trọng cần lưu ý là việc sử dụng GIS tạo điều kiện thuận lợi và đơn giản hóa rất nhiều công việc tạo mô hình mạng tính toán và nhập dữ liệu thuộc tính.

Mô hình tính toán và thực tế

Cần lưu ý rằng mạng được tạo để tính toán vẫn là mô hình chứ không phải là bản sao hoàn chỉnh của mạng trên mặt đất. Họ có một số khác biệt.

1. Biểu diễn các phần bằng một dòng. Trong một số mạng, các phần chứa một số luồng song song. Vì vậy, trong điện mạng ba pha Có ba pha song song, hoặc ba pha và bằng không. Trong mạng lưới sưởi ấm, theo quy luật, luôn có các đường ống cung cấp và hồi lưu gần đó, và có thể có mạng lưới ba ống và bốn ống. Theo quan điểm của mô hình, không cần thiết phải vẽ ba dây hoặc hai ống cạnh nhau. Người dùng nhập các phần của mạng thành một dòng và tác vụ tính toán, nếu cần, sẽ tự chuyển đổi biểu diễn bên ngoài của mạng thành mã hóa bên trong. Ví dụ, mạch hiển thị ở trên sẽ được chuyển đổi trong bộ nhớ máy tính thành dạng gần đúng như trong Hình 2. 6.


Cơm. 6. Một ví dụ về biểu diễn một dòng.

2. Mức độ chi tiết khi mô tả mạng. Nó có thể thay đổi tùy theo yêu cầu của mô hình. Ví dụ, có thể có hàng trăm van trong mạng lưới cấp nước. Mục đích của họ là chặn một số phần nhất định của mạng. Nhưng mô hình có thể được xây dựng theo cách mà không cần phải mô tả các van. Thay vì van, bạn có thể chỉ cần “bật” và “tắt” chính phần đó và ảnh hưởng vật lý của van có thể được tính đến trong các thuộc tính bằng hệ số điện trở cục bộ (Hình 7).


Cơm. 7. Mạch tương đương, mạch thứ hai được đơn giản hóa.

Các mạch trong hình là tương đương, nhưng mạch thứ hai có ba nút và ít hơn ba phần. Khi có hàng nghìn đối tượng “phụ” như vậy và bạn cần nhập hàng chục thuộc tính vào chúng, thời gian nhập liệu sẽ tăng lên đáng kể.

Nếu có một số nút đăng ký trong tòa nhà thì đối tượng “người tiêu dùng” có thể mô tả từng nút đầu vào một cách riêng biệt. Và trong cùng một mạng, toàn bộ khối có thể được mô tả bởi một người tiêu dùng tổng quát (Hình 8).


Cơm. số 8. Sơ đồ đầy đủ (trên cùng) và sơ đồ đơn giản hóa thể hiện “người tiêu dùng”.

Trong cuộc sống của người tiêu dùng, không có thứ gì gọi là rào cản. Nhưng chính sự khái quát hóa này cho phép bạn tính toán nhanh chóng các mạng đường trục mà không cần vẽ mạng lưới phân phối bên trong khối. Điều này đặc biệt quan trọng khi mạng đường trục và mạng nội bộ nằm trên bảng cân đối kế toán của các doanh nghiệp khác nhau.

3. Độ chính xác và chi tiết của hình ảnh. Độ chính xác trắc địa của việc xác định tọa độ và sự có mặt bắt buộc của tất cả các điểm quay trên mặt cắt trong một số bài toán tính toán là không có. có tầm quan trọng rất lớn. Ví dụ, sự quay và uốn cong của dây dẫn không ảnh hưởng gì đến cường độ dòng điện chạy trong nó. Điều quan trọng là tổng chiều dài của dây, có thể được đặt làm thuộc tính. Nghĩa là, một mặt sẽ rất thuận tiện khi đồ thị mạng tính toán được gắn với khu vực, nhưng mặt khác, việc nhập sơ đồ mạng đơn giản hóa cho phép các kỹ sư bắt đầu tính toán nhanh chóng. Vì vậy, ở nhiều tổ chức, sơ đồ mạng lưới chứng nhận và hệ thống công nghệđể tính toán được thực hiện song song, mặc dù vấn đề đối chiếu một số biểu diễn của cùng một mạng phát sinh.

Nhập thông tin thuộc tính

So với việc mô tả mạng thiết kế trên bản đồ, việc gán thuộc tính cho các đối tượng mạng có thể mất nhiều thời gian hơn. Đối với một số đối tượng, số lượng thuộc tính, tùy thuộc vào nhiệm vụ được giải quyết, có thể lên tới vài chục. Cách đơn giản nhất là chỉ ra tuần tự từng đối tượng và nhập thông tin về nó. Biểu diễn đồ họa của dữ liệu giúp tăng tốc quá trình này.

Nếu bạn chọn các nhóm đối tượng có cùng thuộc tính trên bản đồ thì các thuộc tính có thể được gán cho toàn bộ nhóm cùng một lúc. Nếu bản đồ được vẽ theo tỷ lệ và mạng được nhập với độ chính xác tốt thì độ dài của các phần mạng để tính toán có thể được lấy từ cơ sở dữ liệu đồ họa. Nếu có một lớp có địa hình, dấu trắc địa của các nút cũng có thể được lấy tự động. Nếu để tính toán tổn thất nhiệt của đường ống ngầm, cần có thông tin về loại đất và có lớp đường viền cho đất thì loại đất có thể được gán cho tất cả các phần cùng một lúc bằng cách chỉ chạy một truy vấn không gian.

GIS cũng có thể giúp ích rất nhiều trong việc đảm bảo rằng các thuộc tính được nhập vào là chính xác. Ví dụ: trong ArcGIS có thể đặt trước giá trị hợp lệ thuộc tính hoặc trong xem phạm vi hoặc dưới dạng danh sách các giá trị. Khi nhập dữ liệu, người vận hành chọn một trong các giá trị cho thuộc loại này hoặc kiểu con của đối tượng, trong khi khả năng xảy ra lỗi sẽ giảm đi rất nhiều. Ngoài ra, sau khi kết thúc phiên chỉnh sửa, bạn có thể chạy kiểm tra đặc biệt dựa trên các quy tắc được thiết lập trước và mọi khác biệt sẽ được ghi nhận trong quá trình xác minh.

Có nhiều cách để đơn giản hóa việc nhập thuộc tính và kiểm soát lỗi và bạn có thể thêm cách riêng, phụ thuộc vào nhiệm vụ cụ thể và sự khéo léo của người dùng.

Phân tích kết quả tính toán

Quá trình nhập cấu trúc liên kết mạng tính toán và dữ liệu thuộc tính của nó có thể khó khăn và tốn thời gian, nhưng hầu hết công việc chỉ được thực hiện một lần. Các phép tính thường được thực hiện nhiều lần và hiệu quả của việc sử dụng các phép tính phần lớn phụ thuộc vào sự thuận tiện của việc phân tích kết quả.

Kết quả tính toán, bất kể mục đích của chúng, được ghi lại trong bảng. Ví dụ, trong nguồn điện, đây là điện áp tại tất cả các nút, cường độ dòng điện và tổn thất tại mỗi phần; trong cung cấp nhiệt - áp suất và nhiệt độ ở mỗi nút, chi phí, tốc độ và tổn thất ở từng phần. Ở dạng bảng, việc xem qua hàng nghìn bản ghi và xác định kết quả không chính xác do lỗi trong dữ liệu nguồn có thể khá bất tiện.

Việc sử dụng GIS cung cấp các phân tích truyền thống về các bảng: truy vấn, sắp xếp, lựa chọn. Ngoài ra, người dùng còn nhận được một công cụ mạnh mẽ để hiển thị kết quả và thực hiện các truy vấn không gian. Rất thuận tiện để di chuyển qua các mục trong bảng và hiển thị ngay trên bản đồ đối tượng tương ứng với mục hiện tại.

Sử dụng cơ chế tạo bản đồ chuyên đề, bạn có thể tô màu các phần của mạng theo nhiều tiêu chí khác nhau: theo lượng tổn thất, theo tốc độ chuyển động của nước, theo nhiệt độ, theo liên kết với nguồn. Làm nổi bật bằng màu sắc theo các thông số nhất định cho phép bạn nhìn thấy ngay các vị trí quan trọng trong mạng và đánh giá Trinh độ cao sự phù hợp của một số kết quả nhất định.

Một trong những tài liệu chính được tạo ra dựa trên kết quả tính toán thủy lực cho tất cả các mạng lưới đường ống là biểu đồ đo áp suất. Nó mô tả một đường thay đổi áp suất trong các nút mạng dọc theo một số tuyến đường được chọn trên biểu đồ mạng, chẳng hạn như từ nguồn đến một trong những người tiêu dùng. Sử dụng GIS để xây dựng tuyến đường, chỉ cần chỉ ra các nút bắt đầu và kết thúc của nó là đủ. Sau này, tuyến đường được xây dựng tự động. Nếu có thể có một số đường dẫn từ nút này sang nút khác thì chỉ cần chỉ định một số nút trung gian là đủ.

Sau khi xây dựng một biểu đồ có thể đi qua hàng trăm nút, thật thuận tiện để tổ chức sự tương tác của biểu đồ với bản đồ: sau khi chỉ ra một điểm trên biểu đồ, ngay lập tức hiển thị trên bản đồ nút tương ứng với điểm này.


Cơm. 9. Tạo chữ ký chứa thuộc tính đối tượng và kết quả tính toán.

Cực kỳ hữu ích là khả năng hiển thị thông tin đồ họa, dữ liệu nguồn và kết quả tính toán cùng nhau. Sử dụng GIS, bạn có thể dễ dàng gắn nhãn cho các đối tượng, cho biết trường thuộc tính nào cần hiển thị trên bản đồ (Hình 9).

Tính toán kỹ thuật cho ArcGIS 8

Công ty Polytherm ở St. Petersburg đã phát triển các mô-đun tính toán cho hệ thống cấp nhiệt và cấp nước. Tổ hợp phần mềm và tính toán "ARMTEST-Zulu" của chúng tôi đã được sử dụng trong nhiều năm tại nhiều thành phố của Nga. Và bây giờ phiên bản tính toán đầu tiên cho ArcGIS 8 đã được phát hành - mô-đun Zulu ArcHydro và Zulu ArcThermo.

Để xây dựng mô hình mạng tính toán, trình soạn thảo cấu trúc liên kết chạy trong ArcEditor và ArcInfo được sử dụng. Các ứng dụng được phát triển cho phép người dùng tạo một mạng tính toán mới một cách độc lập, chỉnh sửa cấu trúc liên kết của nó, nhập thông tin thuộc tính trên các đối tượng mạng và thực hiện các tính toán công nghệ.

Tính toán thẩm tra mạng lưới cấp nước

Mục đích của việc tính toán xác minh là xác định sự phân bố dòng chảy trong mạng lưới cấp nước, nguồn cung cấp và áp lực của các nguồn có đường kính ống đã biết và lượng nước rút tại các điểm nút.

Để thực hiện tính toán xác minh, các giá trị sau được sử dụng làm giá trị ban đầu:

  • Đường kính và chiều dài của tất cả các phần của mạng và do đó sức cản thủy lực của chúng
  • Đã sửa lỗi rút nước nút
  • Đặc tính áp suất và dòng chảy của tất cả các nguồn
  • Điểm trắc địa của tất cả các điểm nút

Theo kết quả tính toán xác minh, những điều sau đây được xác định:

  • Chi phí và tổn thất áp suất ở tất cả các phần của mạng lưới
  • Nguồn thức ăn
  • Áp suất đo áp suất trong tất cả các nút hệ thống.

Tính toán xác minh bao gồm tính toán hệ thống trong trường hợp dập tắt đám cháy vào giờ tiêu thụ nước nhiều nhất và tính toán mạng lưới và đường ống dẫn nước với mức giảm cung cấp nước có thể chấp nhận được do tai nạn ở một số khu vực nhất định. Những tính toán này là cần thiết để đánh giá hiệu suất của hệ thống trong các điều kiện khác với bình thường, để xác định khả năng sử dụng thiết bị bơm được thiết kế trong những trường hợp này, cũng như phát triển các biện pháp ngăn chặn sự sụt giảm áp suất tự do và giảm nguồn cung cấp dưới mức các giá trị giới hạn.

Tính toán thiết kế mạng lưới cấp nước

Mục đích của việc tính toán thiết kế mạng lưới cấp nước cụt và vòng tròn là xác định đường kính của đường ống đảm bảo dòng nước tính toán đi qua ở một áp suất nhất định.

Chế độ vận hành thiết kế của mạng lưới được hiểu là sự kết hợp có thể có giữa khai thác nước và cung cấp nước bằng các trạm bơm, trong đó tải trọng lớn nhất xảy ra đối với các cấu trúc riêng lẻ của hệ thống, đặc biệt là mạng lưới cấp nước. Tải trọng bao gồm tốc độ dòng nước và áp lực.

Mạng lưới cấp nước cũng như các công trình tiện ích khác phải được tính toán liên thông tất cả các công trình của hệ thống cấp và phân phối nước.

Việc tính toán mạng lưới cấp nước được thực hiện với bất kỳ tập hợp các đồ vật, đặc trưng cho hệ thống cấp nước, bao gồm cả những hệ thống có nhiều nguồn.

Tính toán điều chỉnh mạng lưới sưởi ấm

Mục đích của việc tính toán điều chỉnh là cung cấp cho người tiêu dùng lượng nước và nhiệt năng được tính toán. Theo kết quả tính toán, thang máy và vòi phun của chúng được chọn, thiết bị trộn và tiết lưu được tính toán, đồng thời xác định số lượng và vị trí lắp đặt vòng đệm tiết lưu. Việc tính toán có thể được thực hiện với áp suất sẵn có đã biết tại nguồn hoặc với nó lựa chọn tự động trong trường hợp áp suất quy định không đủ.

Theo kết quả tính toán, chi phí và tổn thất áp suất trong đường ống, áp suất tại các nút mạng, bao gồm áp suất sẵn có tại các thiết bị tiêu thụ, nhiệt độ chất làm mát tại các nút mạng (có tính đến tổn thất nhiệt), lượng áp suất dư thừa tại các thiết bị tiêu thụ và nhiệt độ không khí bên trong được xác định.

Việc điều tiết áp suất dư thừa ở đầu vào của thuê bao được thực hiện bằng cách sử dụng vòi phun thang máy và vòng đệm tiết lưu. Vòng đệm bướm ga ở phía trước đầu vào của khách hàng được tự động đặt trên đường ống cấp, đường hồi hoặc cả hai đường ống, tùy thuộc vào chế độ thủy lực cần thiết cho hệ thống. Khi một số nguồn hoạt động trên một mạng, sự phân bổ nước và năng lượng nhiệt giữa các nguồn được xác định. Sự cân bằng được thiết lập giữa nguồn nước và năng lượng nhiệt được cung cấp giữa nguồn và người tiêu dùng. Người tiêu dùng và nguồn tương ứng của họ được xác định, từ đó những người tiêu dùng này nhận được nước và năng lượng nhiệt.

Tính toán xác minh của mạng lưới sưởi ấm

Mục đích của việc tính toán xác minh là để xác định tốc độ dòng chất làm mát thực tế trong các phần của mạng lưới sưởi ấm và tại người tiêu dùng, cũng như lượng năng lượng nhiệt mà người tiêu dùng nhận được ở nhiệt độ nước nhất định trong đường ống cung cấp và áp suất khả dụng tại nguồn.

Đã tạo toán học Mô hình mô phỏng Hệ thống cung cấp nhiệt nhằm giải quyết vấn đề xác minh, cho phép phân tích các điều kiện vận hành thủy lực và nhiệt của hệ thống, cũng như dự đoán những thay đổi về nhiệt độ không khí bên trong của người tiêu dùng. Việc tính toán có thể được thực hiện với nhiều dữ liệu ban đầu khác nhau, bao gồm tình huống khẩn cấp, ví dụ, khi ngắt kết nối khu vực riêng lẻ mạng lưới sưởi ấm, truyền nước và năng lượng nhiệt từ nguồn này sang nguồn khác thông qua một trong các đường ống, v.v.

Theo kết quả tính toán, chi phí và tổn thất áp suất trong đường ống, áp suất tại các nút mạng, bao gồm áp suất sẵn có tại các hộ tiêu thụ, nhiệt độ chất làm mát tại các nút mạng (có tính đến tổn thất nhiệt), nhiệt độ không khí bên trong tại các hộ tiêu thụ, chi phí và nhiệt độ nước ở đầu vào và đầu ra được xác định vào từng hệ thống tiêu thụ nhiệt. Khi một số nguồn hoạt động trên một mạng, sự phân bổ nước và năng lượng nhiệt giữa các nguồn được xác định. Sự cân bằng được thiết lập giữa nguồn nước và năng lượng nhiệt được cung cấp giữa nguồn và người tiêu dùng. Người tiêu dùng và nguồn tương ứng của họ được xác định, từ đó những người tiêu dùng này nhận được nước và năng lượng nhiệt.

Tính toán thiết kế mạng lưới sưởi ấm

Mục đích của việc tính toán thiết kế là xác định đường kính của các đường ống của mạng lưới sưởi ấm vòng cụt và vòng khi tốc độ dòng tính toán được truyền qua chúng ở áp suất sẵn có nhất định (hoặc chưa xác định) tại nguồn.

Nhiệm vụ này có thể được sử dụng khi cấp phép kết nối người tiêu dùng với mạng lưới sưởi ấm, vì bất kỳ nút nào của hệ thống cung cấp nhiệt, chẳng hạn như buồng nhiệt, đều có thể hoạt động như một nguồn. Để biết thêm giải pháp linh hoạt Nhiệm vụ này cung cấp khả năng thay đổi tốc độ di chuyển của nước dọc theo các phần của mạng lưới sưởi ấm, dẫn đến thay đổi đường kính của đường ống và do đó thay đổi áp suất hiện có tại điểm kết nối.

Theo kết quả tính toán, đường kính của các đường ống của mạng lưới sưởi ấm, áp suất khả dụng tại điểm kết nối, chi phí, tổn thất áp suất và tốc độ nước trong các phần của mạng lưới cũng như áp suất khả dụng tại người tiêu dùng được xác định.

Tính toán nhiệt độ yêu cầu tại nguồn

Mục tiêu của bài toán là xác định nhiệt độ yêu cầu tối thiểu của chất làm mát ở đầu ra từ nguồn để đảm bảo rằng mỗi người tiêu dùng có nhiệt độ không khí bên trong không thấp hơn nhiệt độ tính toán.

Phần kết luận

Việc sử dụng phần mềm và hệ thống tính toán của công ty Polytherm dựa trên ArcGIS 8 sẽ không thay thế được kinh nghiệm và tính chuyên nghiệp của bạn nhưng sẽ trang bị cho bạn những kỹ năng mạnh mẽ nhạc cụ hiện đạiđể phân tích và quản lý mạng kỹ thuật.

...Dựa trên toán học
mô hình tính toán
mạng nằm trong biểu đồ.