基于ArcGIS Engine的供水管网平差.pdf 3页

'器给水排水工程WaterSupply&DrainageEngineering基于ArcGISEngine的供水管网平差张可心1，方必和2，李莉3(1．合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥230009；2．合肥工业大学管理学院，安徽合肥230009；3．安徽五维空间建筑设计咨询有限公司．安徽合肥230001)摘要：ArcGISEngine开发组件包可以用来建立供水管网平差模型，同时实现管网数据的存储和可视化。图文并茂。介绍了在建模过程中，如何基于Engine组件进行结构参数和运行参数的提取以及流向的显示，同时减少数据输入量。关键词：供水管网；平差模型；ArcGISEngine；流向显示中图分类号：TU991．36文献标志码：B文章编号：1009—7767(2011)02—0056—03ErrorCompensationofWaterSupplyNetworksEstablishedbyArcGISEngineZhangKexin，FangBihe，LiLi供水管网平差计算在管网规划、设计和改扩建中都具有重要作用。目前常用的管网平差方法有：哈代·克洛斯法、牛顿·菜福逊法、线性理论法、有限元法和图论法。在实际工程中，使用最多的是哈代·克洛斯算法。因此本文采用该算法进行平差计算。1实现步骤采用ArcGISEngine开发组件包建立供水管网平差模型．程序代码采用C莽语言编写。GIS开发组件包为ArcGISEngineSDK9．3for．net．首先利用ArcCatalog及ArcMap建立数据库并绘制管网图形，采用PersonalGeodatabase数据库存储数据。在完成管网平面图绘制后，初始数据(如管段长度、环数、每环管段数、管径、回路矩阵等)均可通过程序从属性表中读取，或进行拓扑处理及运算得出，所需人工输入的数据只有初始分配管段流量及流向。管段实际流向的显示则使用线段的数字化方向来模拟。为便于说明问题及进行验证。使用单水源四环管网原始数据【11。并采用哈代·克洛斯算法进行环状管网平差运算，规定平差精度为0．01。1．1绘制平面图使用ArcCatalog新建PersonalGeodatabase数据库，并在其中新建点层Point、线层Line和面层Polygon3个要素类层。在ArcMap中绘制4环管网，其中管线绘制在线层中，每管段的长度按照实际长度绘制；在点层中绘制管段相交节点；在面层中绘制4个环，每环的组成线段由线层的相应线段组合转换而成。56辛荭焱舂一盯2011No．2(Mar。)V01．291．2管段流量数据输入在线层属性表中新建管段流量“Ql”字段，并录入初始分配流量数据q值。注意，此时的流量值全部为正值，即并未指定流向。1．3拟定初始流向编制程序，根据线段的数字化方向使用箭头进行流向显示12】。若数字化方向与预定的初始流向相反，则进行线段翻转。最终使所有线段的数字化方向都与初始流向相同。流向初始化前后的对比见图1、2。图1初始化前的流向图2初始化后的流向1．4运算数据的提取定义i为环号J为第i环的管段号。编制嵌套i和 ．，的循环进行枚举，获得所需数据。1)环数ni，面层的要素个数131，程序如下：ni=pFeatureClass_Polygon．FeatureCount(null)；2)每环管段数np[il，每环面层的构成子元素，即低等级线层的数量。其中，linesCollection为子元素线层的集合。程序如下：np[i]=linesCollecfion．SegmentCount；3)每环每管段长度印，力，提取线层的线要素的长度信息．程序如下：f[i，刀=linesCollection．get_Segment(j)．Length；4)每环每管段流量qk力，在线层的属性表中提取流量信息。规定在环中的各个管段，以顺时针方向为正方向，若某管段在环中的流向为逆时针，则该管段的流量值为负。程序如下：pFields=pFeature_Line．Fields；q[i,j]=System．Convert．ToDouble(pFeature_Line．get_Value(pFields．FindField(”Q1”)))；5)每环每管段管径d[i，．力，根据界限流量表编制1个转换函数，将提取到的每个管段的流量值换算成相应的管径值。其中，当流量小于9L／s，考虑干管事故时，连接管可能传输较大流量及消防流量，故将管径放大50mm。6)每环每管段所在邻环环号rec[i，儿在环中分别取各个管段的中点。做缓冲处理，获取1个适当半径的圆，然后做拓扑【4l。取得与该圆相叠加的面层环的OlD编号，排除该管段所在环的环号，即获得邻环的环号。当所需的数据提取完毕后，即可进行平差运算。以上过程所提取的数据见表l。1．5环状网平差平差过程涉及到节点连续性方程、能量方程以及压降方程。解环方程时，在拟定初始流量和逐次迭代中均满足连续性方程。并且在环校正流量时已将管段压降方程结合进去嘲。因而只需检查其是否满足能量方程即可。当迭代后所有环的闭合差均小于规定精度时，就认为满足要求，停止迭代。迭代完成后，需要再根据控制点的水压以及管段的压降值来计算各个节点的水压值。由于迭代计算过程比较简单，不再赘述。1．6输出数据进行环状网平差后，输出数据为：每管段的新流量值q2【i卅、各个管段的压降值^H卅、各环的闭合差dh[il、节点水压值H[k】(k为节点数)以及迭代次数times。将新的管段流量值及压降值写入到线层的属性给水排水"1-程器WaterSupply&DrainageEngineering表l原始数据表中，将节点水压值耶】写入到点层的属性表中。输出数据见表2、3。表2输出数据l+4i．『q2[idy(u,)h[／,j]／mdh[il／mtimes：1．7重新显示流向此时管段的流向要依据节点水压值研|j}】而定。由于水流总是由水头高的一端流向水头低的一端。故编制程序，枚举各管段，分别取出管段起点(FromPoint)(下转第71页)2011JFJS2期(3一)第29拳啼荭技术一ET57 确保每天3个循环开挖。2．5．2施工安全在安全通过0．39mx0．2m，一般粒径40～60mm、粒径大于40mm颗粒含量为总质量的70％卵石地层．开挖断面为11．2mx6．68m的双连拱隧道后。通过监控量测数据值分析，其平均下沉量为23mm，完全达到设计给定的沉降值要求。从而证明该方法在含漂石地层中可行。3结语1)在上述地层用常规方法施工的小导管．长度不能符合要求，有的并未发生掉块和塌方，但存在安全隐患。2)在上述地层用常规施工方法无法施工小导管的情况下，用新方法顺利地完成了施工。由于该方比正常条件下的常规施工方法慢。所以仅可在特殊情况下使用，但该型系列钻机具有冲击能，也可在常规地层中施工困难时代替风镐与普通风钻顶入普通小导管。3)新施工方法功率大、移动方便，可以在适当的地层下施工较长的小导管与土钉，也可以考虑其他用途。隧道与地下工程器Tunnel&UndergroundEngineering4)重型凿岩机的选型和钻架设计可以进一步改进和优化。5)新施工方法和小导管长度计算办法，仅供在类似施工条件下使用参考。翻圃参考文献：【l】刘昌用．浅埋暗挖技术在北京地铁复兴门折返线施工中的运用【M】．北京：中国铁道出版社，1988：189一190．【2】梁炯望，董淑棉、张学文，等．锚固与注浆技术手册：地下工程软弱围岩超前预支护【M】．北京：中国电力出版社，1999：143—147．【3】铁道部基本建设总局．铁路隧道新奥法指南【M】．北京：中国铁道出版社．1988：35—38．【4】贺长俊，蒋中庸，刘昌用，等．浅埋暗挖法隧道施工技术的发展田．市政技术，2009，27(3)：27，274-279．收稿日期：2010—12-07作者简介：郜强(1972一)，男，四川绵阳人，注册一级建造师，工程师，主要从事山岭隧道和城市地铁施工工作。(上接第57页)表3输出数据2kI23456789；瓣H[k]／m2426．861629．673024．951227．817230．933324．093727．093129．8693和终点(ToPoint)的节点水压值，进行比较。如果起点的水压值大于终点的水压值。则不更改该管段的数字化方向；否则，说明数字化方向与实际流向相反，更改该管段的数字化方向，使其与管段流向保持一致。最后在线层中使用带箭头的线要素符号来重新显示数字化方向。翻转线段数字化方向的代码如下：if(fromPointH