給水管網(wǎng)系統(tǒng)建模及其可靠性分析(文件)
【正文】 閥門位置圖；立即給出應(yīng)停水的管段和用戶清單；在部分管段停水的條件下可以進(jìn)行管網(wǎng)工況模擬仿真計(jì)算，評(píng)估系統(tǒng)的供水能力。我國是發(fā)展中國家，大多數(shù)城市給水管網(wǎng)是在新中國成立后鋪設(shè)的。這里的舊賬，不只是對(duì)硬件管網(wǎng)的改造擴(kuò)建，還應(yīng)注意軟件管網(wǎng)系統(tǒng)建模的跟進(jìn)，或在原有模型基礎(chǔ)上的優(yōu)化。接下來就給水管網(wǎng)的可靠性談?wù)勛约旱膶W(xué)習(xí)所得。工程設(shè)計(jì)中考慮到可靠性，就有可能減少因故障引起的損失和維修費(fèi)用。對(duì)可靠性的分析方法和不可修復(fù)或難修復(fù)的系統(tǒng)不同。給水管網(wǎng)系統(tǒng)可靠性分析主要包括可靠性指標(biāo)、管網(wǎng)系統(tǒng)備用和各組分故障時(shí)的影響三個(gè)方面。觀測(cè)的時(shí)間越長，相同組分觀測(cè)的次數(shù)越多，得到的可靠性指標(biāo)越為確切，因此對(duì)系統(tǒng)中各組分發(fā)生故障的長期記錄是很重要的。①工作不間斷性指標(biāo)包括故障概率和正常工作概率、故障強(qiáng)度、故障間隔時(shí)間。故障間隔時(shí)間是故障強(qiáng)度的倒數(shù)。其中修復(fù)強(qiáng)度的含義類似于故障強(qiáng)度，修復(fù)時(shí)間可由類似工程的工時(shí)定額確定，并不純粹是隨機(jī)的。串聯(lián)系統(tǒng)每一組分可處于工作狀態(tài)或故障狀態(tài)。由n個(gè)相同組分串聯(lián)的系統(tǒng)，平均正常工作的時(shí)間為一個(gè)組分的1/n。并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度隨著組分?jǐn)?shù)n的增加而增加，可是建造費(fèi)用也隨之增加。給水管網(wǎng)的管段相互連接，同一管段可以和其他管段并聯(lián)或串聯(lián)，于是形成了感官和連接管組成的環(huán)狀網(wǎng)系統(tǒng)。輸水管系統(tǒng)的備用方式是增加平行敷設(shè)的管線。在平行的輸水管之間安裝連接管，可以提高系統(tǒng)的可靠性。設(shè)置調(diào)節(jié)水池可以減小輸水管和管網(wǎng)干管的計(jì)算流量，因而降低了建造費(fèi)用和管理費(fèi)用。3）管網(wǎng)各組分故障時(shí)對(duì)流量的影響。從城市管網(wǎng)供水到用戶，水流情況很復(fù)雜，因?yàn)橛盟畱魯?shù)量和用水規(guī)律隨各類用戶而異，因此不可能按個(gè)別時(shí)間的實(shí)際用水情況進(jìn)行管網(wǎng)計(jì)算。對(duì)管網(wǎng)最不利管段損壞時(shí)的計(jì)算，是在由最高用水時(shí)確定的管徑基礎(chǔ)上，按最不利位置的管段損壞時(shí)的事故用水量和設(shè)計(jì)水壓核算管網(wǎng)。工程設(shè)計(jì)中考慮到可靠性，就有可能減少因故障而引起的損失和維修費(fèi)用。四、結(jié)語給水管網(wǎng)系統(tǒng)是一個(gè)由各種管道、泵站、水塔、調(diào)節(jié)閥等多種設(shè)施構(gòu)成的水輸送系統(tǒng)。包括模型的類型、建模所需信息、建模過程與校驗(yàn)、在實(shí)際中的應(yīng)用以及管網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)、系統(tǒng)備用、各組分障礙的影響、設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)可靠性的考慮等幾個(gè)方面的內(nèi)容。對(duì)復(fù)雜管網(wǎng)的多種工況條件，考慮管網(wǎng)的可靠性建立管網(wǎng)系統(tǒng)模型或者開發(fā)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新領(lǐng)域，使之更符合城市供水管網(wǎng)的工程實(shí)際，以更好的指導(dǎo)現(xiàn)實(shí)工作。給水管網(wǎng)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)模擬和科學(xué)調(diào)度是供水企業(yè)生產(chǎn)管理科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的發(fā)展方向，是提高供水系統(tǒng)運(yùn)行效率、運(yùn)行安全可靠性和供水企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的有效途徑?？梢哉f管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的四個(gè)方面：水壓、水量的保證性；水質(zhì)的安全性；可靠性和經(jīng)濟(jì)性既相互聯(lián)系，又相互制約。保證給水系統(tǒng)可靠性是給水設(shè)計(jì)的主要任務(wù)之一。樹狀網(wǎng)屬于無備用的系統(tǒng)，只適用于管線損壞時(shí)允許暫時(shí)停水以及有備用水池的給水對(duì)象。管網(wǎng)中直徑、長度和位置不同的管段損壞時(shí)，對(duì)管網(wǎng)輸水能力產(chǎn)生不同的影響，所以事故時(shí)的水量和水壓降低情況也不一樣。即使輸水管完全損壞，只要水池有水，仍可向外供水。給水系統(tǒng)中廣泛使用各種類型、不同用途的調(diào)節(jié)水池。輸水管的備用實(shí)際上是找出以最小費(fèi)用達(dá)到規(guī)定供水要求并保證可靠性的管線條數(shù)。2）管網(wǎng)系統(tǒng)備用。還可以將串聯(lián)與并聯(lián)結(jié)合起來形成串聯(lián)和并聯(lián)的組合系統(tǒng)。當(dāng)所有并聯(lián)的組分同時(shí)發(fā)生故障時(shí)，該系統(tǒng)才停止工作。由各組分組成的系統(tǒng)，從起點(diǎn)到終點(diǎn)只有唯一的一條工藝路線，是串聯(lián)系統(tǒng)的特點(diǎn)。管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)有基本組分和備用組分，前者在正常工作時(shí)使用，后者在基本組分發(fā)生故障時(shí)使用。系統(tǒng)或設(shè)備的可靠性應(yīng)包括損壞后能盡快修復(fù)的能力，以縮短不能工作的時(shí)間。因?yàn)橥粫r(shí)間內(nèi)，組分的故障概率和正常概率之和為1，就可由故障概率得出該段時(shí)間內(nèi)的正常工作概率。為了對(duì)可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)，應(yīng)該定出主要的指標(biāo)。給水管網(wǎng)的可靠性既和水管材料與管徑有關(guān)，也和水管接頭的構(gòu)造，安裝質(zhì)量、埋管基礎(chǔ)、土壤性質(zhì)、交通運(yùn)輸情況
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