管网模型是通过一定的数学方法从真实世界中抽象出来的。为了计算的可行,需要对真实的管网做一些简化与近似,不仅涉及结构(如管线合并、删除),也涉及算法(含有经验的成分)和采集的数据(如节点的水量),更需要对难以查清楚的实际情况做一些估计甚至猜测(如管道的摩阻系数)。
这就是模型的特质。模型相对于真实是一种近似,所以误差是不可避免的。关键是,只要这种误差在模拟真实时可以被接受或忽略不计,那么这个模型就是有效的、可用的。
对于同一个管网,根据不同的需求,可以建立不同的模型,其简化与近似的程度不同,对数据支持的要求不同,对模型校验的强度不同,那么模型的精度也不同。
那是不是精度越高越好?
这个问题当然不是可以简单回答的。精度越高的模型需要投入的建设成本就越高,甚至在条件不具备时,即便投入大量的人力物力也做不到。
前面提到了管网模型有五大类的应用:规划设计、管网评估、工程管理、供水调度、水质分析。这五大类的应用对模型精度的要求逐级提高。
作为规划设计特别是中长期的规划设计,模型可以粗糙些、精度可以低些,一般来说是可以满足要求的。
但若用于水质分析,则对模型精度的要求很高。因为所模拟的对象如余氯,其本身的量值就很小,余氯在管网水体中不断反应消耗后,其量值更是越来越小。如果模型的精度,特别是流量精度太低(余氯的消耗是对流量敏感的),那就很难模拟出合理的结果。(www.daowen.com)
根据不同的目标要求以及实际条件,来确定模型要达到的精度预期,是在项目开展前必须认识清楚的。
根据国外的一些标准,同时根据我们长期的实践经验,从工程管理的角度上来看,只有一个笼统的标准是不够的。解决办法是把这样一个笼统的标准分解为若干个等级。
如果把规划设计所需要的模型精度定位Ⅰ级,那么管网评估、工程管理、供水调度、水质分析的模型精度应该分别是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级。级别越高意味着需要的条件就越苛刻,即需要投入的成本越高、投入的人力越多,建设的周期也就越长,而维护的难度也越高。
这并不是要将建模工作视为畏途,而是只有清楚地认识到这些问题,才能明白无误地确定建模的目的,才能避免进入期望值超出预期的误区,才能少走弯路,使得建立的模型真正能解决当前迫切需要解决的实际问题。
一般说来,可以采用先恰当定位、再循序渐进的步骤来制定建模策略。
如,可以根据企业的现状和条件,将模型的应用定位于管网评估和管网改造。建设这类等级的模型时,条件相对容易满足,也较容易取得成功,实际应用的价值也很高。这可以使得企业的管网管理部门运用模型的模拟功能,充分有效地了解管网的当前工况,诊断管网存在的容量、能量、质量等方面的问题,合理地制定管网改造方案,提高供水的合理性、可靠性和安全性。从而使得模型建设的性价比最高,效益达到最大化。
随着企业信息化程度及管理水平的不断提高,各种条件逐渐成熟,就可以考虑模型的升级,来扩展模型的应用范围,充分发挥模型的增值效应。
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