管道更新规划程序
管道更新规划程序为用户提供了一个工具,可用于根据用户选择的任何方面计算每条管道的加权分数。对管道进行计分是一个与系统中的问题和数据的可用性密切相关的过程。管道更新规划程序能够纳入可为管道输入或计算的任何方面。
可为管道计算的分数包括:
分数可以基于如下标准 HAMMER CONNECT 属性:
或使用如下数据扩展:
上面使用的每个属性(例如,容量、材料和覆盖)称为一个方面。第一组方面在特殊例程中进行计算,并称为预定义方面,因为有些 HAMMER CONNECT 分析用于确定分数。请参阅帮助,了解各个方面。
确定管道分数(此分析的最终结果)的总体过程如下:
下面更详细描述每个步骤。
管道更新规划程序 - 所使用的方法
管道更新规划程序分析的结果是每条管道的管道分数。使用以下方程为第 j 条管道计算该分数:
其中 wi 是第 i 个方面的权重,Rij 是第 j 条管道第 i 个方面的分数。
目标是确保各个分数(R 值)的比例在 0 到 100 之间(100 表示最差)。各个 w 值相加应等于 1,以便整体分数的比例也在 0 到 100 之间。
根据方面的类型,各个方面的分数按连续比例或阶跃比例确定。
管道断裂和临界度等方面使用连续函数,而安装年份和材料等用户定义的属性使用阶跃函数。水平轴用某些原始值(例如管道断裂率)以断裂数/年数/英里数描述,或者以发生火灾时或安装年份管道的最大流速(英尺/秒)描述。
管道断裂:对于管道断裂方面,用户应该运行管道断裂分析来计算每条管道的预计断裂率。单个管道断裂分数的计算方式如下:
其中 breakj 是第 j 条管道的断裂率,breakmax 是所有管道中的最大断裂率。
临界度:临界度分数基于与 HAMMER CONNECT 临界度分析计算的需水量相比的短缺量。可以通过停止运行单个管道组件来计算临界度,也可以通过从系统中移除某个给水段来更准确地计算临界度(请参阅下面的临界度帮助,了解有关这方面的更多讨论以及有关计算临界度的详细信息)。临界度分数的计算方式如下:
其中 criticality 是由第 j 条管道中断导致的短缺量,criticalitymax 是所有管道中的最大短缺量。
容量(消防流量):为管道分配消防流量要更困难一些,因为消防流量是节点属性,而不是管道属性。目标是确定哪些管道是系统中的瓶颈。这些管道是在下游节点无法满足所需消防流量时具有最高流速或水头损失坡度的管道。对于每条管道的最差消防流量事件,容量短缺的系数定义为目标流速与实际流速之间的最大差值。用户可以定义一个会使管道成为瓶颈候选对象的流速(比如 5 英尺/秒)。
对于每条管道,原始分数定义为:
rj=max[v-vt]
其中 v 是流速(英尺/秒),vt 是目标流速(英尺/秒)
所使用的目标值是消防流量分项选择的辅助输出部分的是否使用管道流速大于字段中指定的流速。
管道 j 的比例分数将是:
其中 rmax 是超过具有最高流速的管道的目标流速的流速值。
计算方式与水力梯度相似,但没有目标值(即,零)。
可能需要从此计算中排除小管道(例如 2 英寸管道),因为它们预计不会传递消防流量。对于未提供消防流量的区域,可能还需要从消防流量分析中排除节点。在选择目标流速时,还需要确定某个值太低是否意味着某些通常具有高流速的管道是瓶颈,而某个值太高是否意味着几乎所有管道的 Rij.值都不是零。
根据水头损失坡度来计算基本容量通常更可取,因为基本容量对管道粗糙度敏感,而对流速不敏感。对于粗糙度超过预期的管道,使用水力梯度可产生更高的分数。
离散方面:对于分数基于某个管道属性的方面,用户可以选择某个函数,并使用如下所示的表格输入函数:
使用管道更新规划程序
在使用管道更新规划程序之前,用户需要标识将用于对管道进行计分的方面,以及将用作方面分数的计算依据的属性。
(可能需要在用户数据扩展中定义新属性,并使用建模器或复制/粘贴功能从外部数据源导入属性值。要导入值,必须存在一个由 HAMMER CONNECT 模型与外部数据源共享的公用键字段。
对于容量(消防流量)和临界度(短缺)等方面,原始分数计算可能非常耗时,因此在启动管道更新规划程序并指定所使用的方案之前,最好已运行这些分析。但是,如果任何可能会影响分数的属性已更新,可能需要从管道更新规划程序中重新运行方案。
用户可以选择分析>管道更新规划或选择管道更新规划按钮,以启动管道更新规划程序。如果尚未运行任何分析,则此操作会打开欢迎对话框。
选择左侧窗格顶部的新建按钮,以创建新分析。新分析会与以下默认值一起打开:
用户可以通过选择左侧窗格上的第三个按钮来重命名该分析。
用户应选择待校正方案,该方案不一定是当前方案。该方案将用作属性值的源以及用于保存结果的位置,其他方案显式调用的位置除外。
常规选项卡:在右侧窗格的常规选项卡中,用户可以使用对话框顶部的按钮来创建新的方面或删除方面。
可以通过选中使用列中的复选框来确定要包括在管道分数计算中的方面。
在标记列下,用户可以定义新的方面。默认方面管道断裂、临界度和容量(消防流量)会自动包括在列表中,但可以删除它们。要创建新的方面,请单击标记列中的空白单元格,然后单击省略号 (...) 按钮。此操作会打开一个对话框,在该对话框中,可以通过选择新建按钮,然后重命名新的方面,来定义该方面的计分。
然后,用户可以选择将用作该方面的基础的字段,初始化值并设置分数。如果属性是数值,则值列中的值是范围的上限(上方);如果属性是文本,则会显示可能文本值的列表(下方)。
选择组列决定了将对整个管网运行管道更新规划程序(默认设置),还是对先前定义的某个管道选择集运行。
用户可以在权重列中定义分配给每个方面的权重。理想情况下,各个权重相加应等于 1,但用户可以使用某种其他加权体系。
选中计算方案列中的复选框时,意味着 HAMMER CONNECT 将在计算管道分数时重新计算所指定的方案。如果未选中此列中的复选框,管道更新规划程序将使用该方案的最新结果。
方案列指定哪个方案要用于计算该方面的原始分数。用户必须选择正确的方案类型,这点很重要。例如,如果方面是临界度,则所选方案应该是包含临界度运行结果的方案。
预定义的标记选项选项卡:预定义的标记选项选项卡可让用户进一步控制对三个预定义方面(管道断裂、临界度和容量)的处理。在每个子选项卡中,用户可以确定是按连续比例计算分数(默认设置),还是设置某个阶跃函数来将原始分数转换为管道整体分数的比例分数。用户可以通过选择以下选项来指定此行为:
使用连续比例
或者
使用分步比例
如果用户选择连续比例,则不需要提供任何其他信息。如果用户选择阶跃比例,则与其他方面一样,用户必须定义比例。
临界度分数和容量分数为用户提供其他功能,使用户可以指定某些其他选项。
在计算临界度分数时,可以基于给水段而非管道组件来计算短缺量。(分段是可以通过阀门隔离的系统的最小部分。请参阅有关分段的帮助主题。)分段与管道之间不存在一对一关联。管道可由多个分段组成,具体取决于阀门。用户能够控制如何将分段短缺量转换为管道短缺量。在下图中,有两个分段(一个短分段和一个长分段)与管道 102 重叠。
用户可以通过以下三种方法处理多个分段:
在上面的示例中,假设管道 102 的长度为 200 英尺,并且 195 英尺位于分段 B 中(临界度为 10),而剩余 5 英尺位于分段 A 中(临界度为 60)。相应的分数将是:
具体取决于用户选择的选项。
管道更新规划程序 - 所使用的方法主题中所述的容量分数基于消防流量分析中流速超过目标流速的最大范围。由于某些管道较小且不用于消防流量,因此可以使用最小直径值(默认值为 2 英寸)将这些管道从分析中排除。系统将不会为直径等于或小于该值的管道计算容量分数。
计算中使用的流速是残余压力满足所需残余时出现的流速。对于具有大容量的管道,此值将比所需消防流量大得多。如果用户流速仅满足所需消防流量,则应将消防流量分项选择中的消防流量(上限)参数设置为仅稍高于所需消防流量的值。
结果选项卡
要运行管道计分计算,用户需要选择左侧窗格顶部的计算绿色按钮。要仅验证计算是否可运行,请选择计算按钮旁边的下拉小箭头,然后选择验证。
运行完成后,将显示一个摘要结果表,其中包含以下列:
- 管道 ID 和标签
-
管道范围 - 管道整体分数,这是各个方面分数的加权和。较高的值表示管道存在潜在问题,可能需要进行维修、复原、更换或采取某些其他补救措施。
分数通常以 0 到 100 比例表示,除非用户已设置某种其他比例。分数后跟所使用的每个方面的摘要:
- 原始分数(管道断裂)(断裂/年/英里) - 管道断裂分析的结果。
- 分数(管道断裂) - 管道断裂的方面分数,比例为 0 到 100。
- 分数(临界度) - 临界度分数,比例为 0 到 100。
- 原始分数(临界度) - 要停止运行的管道的短缺量百分比,如关联临界度方案中所计算。
- 分数(容量) - 容量分数,比例为 0 到 100。
后续几列包括表示每个用户创建的方面(如果有)的两列。第一列是属性的原始分数,而第二列是比例为 0 到 100 的分数。
- 最后几列包括每条管道的直径、长度、材料和安装年份。