一种排水管网流量预测方法、装置、存储介质及电子设备

1.本发明涉及排水管网技术领域，具体涉及一种排水管网流量预测方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术：

2.近年来，随着城市化进程的不断加快和城镇规模不断扩张，城镇附近的水文条件发生较大改变，绿化面积减少、路面不透水性增加等原因导致地表径流增加。然而，当前市政建设的排水管网的泄洪能力与雨水径流量相比远远滞后，城市的排洪能力不足导致城市内涝问题频发，人民的人身财产安全面临着巨大威胁。为了解决城市内涝问题，需要建立更为完善的排水管网系统，而建立恰当的城市排水管网模型、求解管网内的水位流量信息是建设满足泄洪要求的排水管网的必要条件。
3.目前，对于排水管网的流量分析大多采用saint－venant双曲方程组建模，通过preissmann四点加权隐式差分格式对控制方程组进行数值离散后采用三级联解法进行求解。但这种方法只适用于求解单一管段的流量，对于管道中存在雨水井时，则需要将管道在构筑物处分解成两个管段，按顺序逐段求解，即在求解完上游管段得到下边界条件后，将其处理后作为下游管段的上边界条件进行第二段管道的计算这种方法的求解耗时较长，效率较低。并且当排水管网处于有压状态时，使用该方法对管网求解需要的时间步长极小，消耗大量计算资源。

技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供了涉及一种排水管网流量预测方法、装置、存储介质及电子设备，以解决现有技术中管道中存在雨水井时，求解耗时较长且效率较低的技术问题。
5.本发明提出的技术方案如下：
6.第一方面，本发明实施例提供一种排水管网流量预测方法，所述排水管网中包括至少一个雨水井，每个雨水井对应两个边界节点，每个边界节点对应一段管段；该排水管网流量预测方法包括：获取排水管网的管径以及每个所述雨水井的边界节点水位；基于所述管径和所述边界节点水位确定每段所述管段的流动状态；基于每段所述管段的流动状态，经过预设第一方法计算，得到每段所述管段的流量，所述预设第一方法根据所述管段的流动状态确定；基于每段所述管段的流量确定所述排水管网的流量。
7.结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，基于所述管径和所述边界节点水位确定每段所述管段的流动状态，包括：当每个所述边界节点水位均小于所述管径，确定所述管段处于非满管流无压状态；当每个所述边界节点水位均大于所述管径，确定所述管段处于满管流有压状态；当每个所述边界节点水位未均大于所述管径，确定所述管段处于明满过渡流状态。
8.结合第一方面，在第一方面的另一种可能的实现方式中，基于每段所述管段的流
动状态，经过预设第一方法计算，得到每段所述管段的流量之前，所述方法还包括：当所述管段处于非满管流无压状态，建立非恒定自由表面流模型控制方程；当所述管段处于满管流有压状态，基于达西公式，建立有压管流模型控制方程；当所述管段处于明满过渡流状态，建立非恒定管路过渡流模型控制方程。
9.结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现方式中，基于每段所述管段的流动状态，经过预设第一方法计算，得到每段所述管段的流量，包括：当所述管段处于非满管流无压状态或明满过渡流状态，基于所述非恒定自由表面流模型控制方程和所述非恒定管路过渡流模型控制方程，经过四点加权隐式差分格式和牛顿拉夫森迭代法处理，得到线性离散方程组；基于所述线性离散方程组计算得到所述管段的流量；当所述管段处于满管流有压状态，基于所述有压管流模型控制方程计算，得到所述管段的流量。
10.结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现方式中，基于每段所述管段的流动状态，经过预设第一方法计算，得到每段所述管段的流量之后，所述方法还包括：获取每段所述管段中每个所述边界节点的入流值，所述入流值反映流入所述管段的流量；基于每段所述管段的流量和每个所述边界节点的所述入流值，计算得到每个所述边界节点的净流量；当所述边界节点的净流量不为零，基于边界节点的净流量和与所述边界节点相连的每段所述管段的流量计算每个所述边界节点的流量相对误差值；将每个所述边界节点的流量相对误差值与预设阈值进行比对；当所述流量相对误差值大于所述预设阈值，校正所述边界节点的水位。
11.结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现方式中，当所述流量相对误差值大于所述预设阈值，校正所述边界节点的水位，包括：当每段所述管段均处于非满管流无压状态或明满过渡流状态，经过圣维南方程的黎曼不变量处理，得到校正后的所述边界节点的水位；当每段所述管段均处于满管流有压状态，经过水量平衡关系式和牛顿下山法处理，得到校正后的所述边界节点的水位。
12.结合第一方面，在第一方面的又一种可能的实现方式中，得到校正后的所述边界节点的水位之后，所述方法还包括：基于校正后的所述边界节点的水位，计算与所述边界节点相连的每段所述管段的流量。
13.第二方面，本发明实施例提供一种排水管网流量预测装置，所述排水管网中包括至少一个雨水井，每个雨水井对应两个边界节点，每个边界节点对应一段管段；该排水管网流量预测装置包括：获取模块，用于获取排水管网的管径以及每个所述雨水井的边界节点水位；第一确定模块，用于基于所述管径和所述边界节点水位确定每段所述管段的流动状态；计算模块，用于基于每段所述管段的流动状态，经过预设第一方法计算，得到每段所述管段的流量，所述预设第一方法根据所述管段的流动状态确定；第二确定模块，用于基于每段所述管段的流量确定所述排水管网的流量。
14.第三方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如本发明实施例第一方面及第一方面任一项所述的排水管网流量预测方法。
15.第四方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如本发明实施例第一方面及第一方面任一项所述的排水管网流量
预测方法。
16.本发明提供的技术方案，具有如下效果：
17.本发明实施例提供的排水管网流量预测方法，根据排水管网的管径和每个雨水井的边界节点水位将每个雨水井的每段管段分为不同的状态，并针对不同状态的管段，利用不同的方法计算对应管段的流量，求解耗时较短且效率较高。因此，通过实施本发明，对处于不同状态下的排水管网分别采取不同的方式进行求解，计算量小，迭代速度快。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是根据本发明实施例提供的排水管网示意图；
20.图2是根据本发明实施例提供的一种排水管网流量预测方法的一流程图；
21.图3是根据本发明实施例提供的排水管网中不同状态下的管段示意图；
22.图4是根据本发明实施例提供的一种排水管网流量预测方法的另一流程图；
23.图5是根据本发明实施例提供的一种排水管网流量预测装置的结构框图；
24.图6是根据本发明实施例提供的计算机可读存储介质的结构示意图；
25.图7是根据本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.本发明实施例提供一种排水管网流量预测方法，所述排水管网中包括至少一个雨水井，每个雨水井对应两个边界节点，每个边界节点对应一段管段。
28.在一实例中，如图1所示，字母a～f分别表示排水管网中管道之间的节点，qd和qe为管道dc段和ef段入口处的流量，g、h是管道中一雨水口的上下游边界节点。cg段为雨水口上游管段，hb段为雨水口下游管段。
29.如图2所示，该方法包括如下步骤：
30.步骤101：获取排水管网的管径以及每个所述雨水井的边界节点水位。
31.具体地，在计算之前，首先给定各边界节点水位/测压管水头，并将其作为相连各管段的边界条件。同时，获取排水管网的管径。
32.步骤102：基于所述管径和所述边界节点水位确定每段所述管段的流动状态。
33.具体地，将排水管网中每个雨水井的边界节点水位与该排水管网的管径进行比对，并根据得到的不同比对结果确定不同管段的流动状态。
34.步骤103：基于每段所述管段的流动状态，经过预设第一方法计算，得到每段所述管段的流量。
35.其中，预设第一方法根据管段的流动状态确定，用于计算不同管段的流量。
36.具体地，不同流动状态下的管段对应不同的计算方法。
37.步骤104：基于每段所述管段的流量确定所述排水管网的流量。
38.具体地，排水管网中包括至少一个雨水井，每个雨水井对应两个边界节点，每个边界节点对应一段管段，即每个雨水井对应多段管段；
39.得到每个雨水井对应的每段管段的流量后，可以得到每个雨水井的流量；进一步，根据每个雨水井的流量可以得到对应排水管网的流量。
40.本发明实施例提供的排水管网流量预测方法，根据排水管网的管径和每个雨水井的边界节点水位将每个雨水井的每段管段分为不同的状态，并针对不同状态的管段，利用不同的方法计算对应管段的流量，求解耗时较短且效率较高。因此，通过实施本发明，对处于不同状态下的排水管网分别采取不同的方式进行求解，计算量小，迭代速度快。
41.作为本发明实施例一种可选的实施方式，步骤102，包括：当每个所述边界节点水位均小于所述管径，确定所述管段处于非满管流无压状态；当每个所述边界节点水位均大于所述管径，确定所述管段处于满管流有压状态；当每个所述边界节点水位未均大于所述管径，确定所述管段处于明满过渡流状态。
42.其中，排水管网呈网状分布，一般呈树状或是环状分布。通常情况下，在重力驱动作用下，雨水或污水从上游向下游流动，管路处于非满管流的无压状态；当遭遇短历时大暴雨或者集中排水时，管路流量猛增，管内水位上升，甚至充满整个管段，管路由非满管流转变为满管流；而后随着排水量的减弱，管路内流量减小，水位逐渐下降，再次处于非满管流无压状态；这样从非满管流无压状态到满管流有压状态，再由满管流有压状态到非满管流无压状态的交替变换，称为明满过渡流状态，即明满过渡流状态包括有压和无压两种状态。
43.具体地，当每个边界节点水位均小于该排水管网的管径时，表明当前管段处于非满管流无压状态；当每个边界节点水位均小于该排水管网的管径时，表明当前管段处于满管流有压状态；当有的边界节点的水位小于管径，有的边界节点的水位大于管径时，即每个边界节点水位未均大于管径，表明当前管段处于明满过渡流状态。
44.在一实例中，如图3所示，管段1处于满管流有压状态，管段2处于非满管流无压状态；管段1与管段2中间的管段处于明满过渡流状态。
45.作为本发明实施例一种可选的实施方式，步骤103之前，所述方法还包括：当所述管段处于非满管流无压状态，建立非恒定自由表面流模型控制方程；当所述管段处于满管流有压状态，基于达西公式，建立有压管流模型控制方程；当所述管段处于明满过渡流状态，建立非恒定管路过渡流模型控制方程。
46.具体地，当管段处于非满管流无压状态时，则采用非恒定自由表面流模型，控制方程为关系式(1)和(2)所示：
[0047][0048][0049]
上述关系式中：z表示水位；b表示断面过水宽度；q表示断面流量；a表示过水断面面积；t表示时间；x表示空间坐标；g表示重力加速度；s0表示比阻，可由曼宁公式确定。
[0050]
当管段处于满管流有压状态，可以忽略管道形变，并采用达西公式(darcy-weisbach)计算管道流量，即建立有压管流模型控制方程，如关系式(3)和(4)所示：
[0051][0052][0053]
上述关系式中：δz表示管段上下边界测压管水头差；l表示管段长度；
[0054]
当管段处于明满过渡流状态，则采用非恒定管路过渡流模型，控制方程同样为关系式(1)和(2)所示。
[0055]
其中，当管段处于明满过渡流无压状态时，关系式(1)和(2)中：z表示水位；b表示断面过水宽度；
[0056]
当管段处于明满过渡流有压状态时，关系式(1)和(2)中：z表示压力水头；b表示为假设的preissmann窄缝宽度，如关系式(5)所示：
[0057]
b＝ga/c2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0058]
作为本发明实施例一种可选的实施方式，步骤103，包括：当所述管段处于非满管流无压状态或明满过渡流状态，基于所述非恒定自由表面流模型控制方程和所述非恒定管路过渡流模型控制方程，经过四点加权隐式差分格式和牛顿拉夫森迭代法处理，得到线性离散方程组；基于所述线性离散方程组计算得到所述管段的流量；当所述管段处于满管流有压状态，基于所述有压管流模型控制方程计算，得到所述管段的流量。
[0059]
具体地，当管段处于非满管流无压状态或明满过渡流状态时，控制方程(即关系式(1)和(2))可以采用preissmann四点加权隐式差分格式离散化，并通过牛顿拉夫森迭代法(newton-raphson)迭代法获得对应的线性离散方程组，如关系式(6)和(7)所示：
[0060][0061][0062]
上述关系式中：
[0063][0064][0065]
其中：表示连续方程；表示动量方程；表示余量；表示余量；j表示断面编号；δ表示两个连续newton－raphson迭代步间的增量。
[0066]
然后，利用该关系式(6)和(7)可以计算得到对应管段的流量；
[0067]
当管段处于满管流有压状态，可以利用关系式(3)和(4)计算得到对应管段的流量。
[0068]
作为本发明实施例一种可选的实施方式，步骤103之后，所述方法还包括：获取每
段所述管段中每个所述边界节点的入流值；基于每段所述管段的流量和每个所述边界节点的所述入流值，计算得到每个所述边界节点的净流量；当所述边界节点的净流量不为零，基于边界节点的净流量和与所述边界节点相连的每段所述管段的流量计算每个所述边界节点的流量相对误差值；将每个所述边界节点的流量相对误差值与预设阈值进行比对；当所述流量相对误差值大于所述预设阈值，校正所述边界节点的水位。
[0069]
其中，入流值反映流入当前管段的流量。
[0070]
具体地，对于雨水口来说，降水时期有流量汇入。每段管段中每个边界节点的净流量满足关系式(8)：
[0071]
δq＝∑q
ij
+q＝0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0072]
上述关系式中：δq表示边界节点的净流量；q
ij
表示与边界节点相连的各管段的流量；q表示入流值。
[0073]
检查边界节点净流量是否满足：δq＝0：
[0074]
若边界节点净流量不满足δq＝0，则计算每个边界节点的流量相对误差值：|δq/min(q
ij
)|；
[0075]
当该流量相对误差值小于等于给定的误差阈值，则该边界节点的水位不需要校正；
[0076]
当该流量相对误差值大于给定的误差阈值，则该边界节点的水位需要校正处理：z＝z+δz。
[0077]
作为本发明实施例一种可选的实施方式，当所述流量相对误差值大于所述预设阈值，校正所述边界节点的水位，包括：当每段所述管段均处于非满管流无压状态或明满过渡流状态，经过圣维南方程的黎曼不变量处理，得到校正后的所述边界节点的水位；当每段所述管段均处于满管流有压状态，经过水量平衡关系式和牛顿下山法处理，得到校正后的所述边界节点的水位。
[0078]
具体地，若各连接管段均为无压状态或明满过渡流状态，根据特征线理论可知，δz与δq呈线性关系，推导如下：
[0079]
根据圣维南方程(st.venant)的黎曼不变量可以得到关系式(9)：
[0080][0081]
然后，对水位z求导，可以得到关系式(10)：
[0082][0083]
上述关系式中：i表示流入；o表示流出；
[0084]
若各连接管段均为有压状态，基于水量平衡关系式和牛顿下山法得到，δz与δq呈线性关系，推导如下：
[0085]
对每一管段考虑水流的方向性，可以将关系式(4)改写为关系式(11)：
[0086][0087]
上述关系式中：i表示当前节点；j表示同一管段中的另一边界节点；sgn表示符号
函数，如关系式(12)所示：
[0088][0089]
当前边界节点需要满足的流量关系式为如下关系式(13)所示：
[0090][0091]
根据牛顿下山法可以得到关系式(14)：
[0092][0093]
式中：λ表示牛顿下山法系数因子。
[0094]
若连接管段部分为有压状态，部分为无压状态或明满过渡状态，则需要对处于无压状态或明满过渡状态的管段应用关系式(10)，对处于有压状态的管段应用关系式(14)，最后得到δz与δq的关系，推导如下：
[0095]
以图1为例，假设cg段为无压状态或明满过渡流状态，为入流；hb段为有压状态，为出流。
[0096]
对于cg段，可以得到关系式(15)：
[0097][0098]
对于hb，可以得到关系式(16)：
[0099][0100]
将关系式(15)和(16)代入关系式(14)，可以得到关系式(17)：
[0101][0102]
综上，对于任一雨水井，有如下关系式(18)：
[0103][0104]
式中：u表示处于无压状态或明满过渡状态的管段；p表示处于有压状态的管段。
[0105]
进一步地，基于校正后的边界节点的水位，重新计算与该边界节点相连的每段管段的流量。
[0106]
在一实例中，排水管网流量预测流程如图4所示。
[0107]
本发明实施例还提供一种排水管网流量预测装置，如图5所示，该装置包括：
[0108]
获取模块501，用于获取排水管网的管径以及每个所述雨水井的边界节点水位；详细内容参见上述方法实施例中步骤101的相关描述。
[0109]
第一确定模块502，用于基于所述管径和所述边界节点水位确定每段所述管段的流动状态；详细内容参见上述方法实施例中步骤102的相关描述。
[0110]
计算模块503，用于基于每段所述管段的流动状态，经过预设第一方法计算，得到每段所述管段的流量，所述预设第一方法根据所述管段的流动状态确定；详细内容参见上述方法实施例中步骤103的相关描述。
[0111]
第二确定模块504，用于基于每段所述管段的流量确定所述排水管网的流量；详细内容参见上述方法实施例中步骤104的相关描述。
[0112]
本发明实施例提供的排水管网流量预测装置，根据排水管网的管径和每个雨水井的边界节点水位将每个雨水井的每段管段分为不同的状态，并针对不同状态的管段，利用不同的方法计算对应管段的流量，求解耗时较短且效率较高。因此，通过实施本发明，对处于不同状态下的排水管网分别采取不同的方式进行求解，计算量小，迭代速度快。
[0113]
作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述第一确定模块包括：第一确定子模块，用于当每个所述边界节点水位均小于所述管径，确定所述管段处于非满管流无压状态；第二确定子模块，用于当每个所述边界节点水位均大于所述管径，确定所述管段处于满管流有压状态；第三确定子模块，用于当每个所述边界节点水位未均大于所述管径，确定所述管段处于明满过渡流状态。
[0114]
作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述装置还包括：第一建立模块，用于当所述管段处于非满管流无压状态，建立非恒定自由表面流模型控制方程；第二建立模块，用于当所述管段处于满管流有压状态，基于达西公式，建立有压管流模型控制方程；第三建立模块，用于当所述管段处于明满过渡流状态，建立非恒定管路过渡流模型控制方程。
[0115]
作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述第一确定模块还包括：第一处理子模块，用于当所述管段处于非满管流无压状态或明满过渡流状态，基于所述非恒定自由表面流模型控制方程和所述非恒定管路过渡流模型控制方程，经过四点加权隐式差分格式和牛顿拉夫森迭代法处理，得到线性离散方程组；第一计算子模块，用于基于所述线性离散方程组计算得到所述管段的流量；第二计算子模块，用于当所述管段处于满管流有压状态，基于所述有压管流模型控制方程计算，得到所述管段的流量。
[0116]
作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述装置还包括：第一获取模块，用于获取每段所述管段中每个所述边界节点的入流值，所述入流值反映流入所述管段的流量；第一计算模块，用于基于每段所述管段的流量和每个所述边界节点的所述入流值，计算得到每个所述边界节点的净流量；第二计算模块，用于当所述边界节点的净流量不为零，基于边界节点的净流量和与所述边界节点相连的每段所述管段的流量计算每个所述边界节点的流量相对误差值；比对模块，用于将每个所述边界节点的流量相对误差值与预设阈值进行比对；校正模块，用于当所述流量相对误差值大于所述预设阈值，校正所述边界节点的水位。
[0117]
作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述校正模块包括：第二处理子模块，用于当每段所述管段均处于非满管流无压状态或明满过渡流状态，经过圣维南方程的黎曼不
变量处理，得到校正后的所述边界节点的水位；第三处理子模块，用于当每段所述管段均处于满管流有压状态，经过水量平衡关系式和牛顿下山法处理，得到校正后的所述边界节点的水位。
[0118]
作为本发明实施例一种可选的实施方式，所述装置还包括：第三计算模块，用于基于校正后的所述边界节点的水位，计算与所述边界节点相连的每段所述管段的流量。
[0119]
本发明实施例提供的排水管网流量预测装置的功能描述详细参见上述实施例中排水管网流量预测方法描述。
[0120]
本发明实施例还提供一种存储介质，如图6所示，其上存储有计算机程序601，该指令被处理器执行时实现上述实施例中排水管网流量预测方法的步骤。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read－only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，hdd)或固态硬盘(solid－state drive，ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0121]
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read－only memory，rom)、随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)、快闪存储器(flashmemory)、硬盘(hard disk drive，hdd)或固态硬盘(solid－state drive，ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0122]
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图7所示，该电子设备可以包括处理器71和存储器72，其中处理器71和存储器72可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
[0123]
处理器71可以为中央处理器(central processing unit，cpu)。处理器71还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
[0124]
存储器72作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的对应的程序指令/模块。处理器71通过运行存储在存储器72中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的排水管网流量预测方法。
[0125]
存储器72可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作装置、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器71所创建的数据等。此外，存储器72可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器72可选包括相对于处理器71远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器71。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0126]
所述一个或者多个模块存储在所述存储器72中，当被所述处理器71执行时，执行如图1－4所示实施例中的排水管网流量预测方法。
[0127]
上述电子设备具体细节可以对应参阅图1至图4所示的实施例中对应的相关描述
和效果进行理解，此处不再赘述。
[0128]
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

技术特征：

1.一种排水管网流量预测方法，所述排水管网中包括至少一个雨水井，每个雨水井对应两个边界节点，每个边界节点对应一段管段；其特征在于，所述方法包括：获取排水管网的管径以及每个所述雨水井的边界节点水位；基于所述管径和所述边界节点水位确定每段所述管段的流动状态；基于每段所述管段的流动状态，经过预设第一方法计算，得到每段所述管段的流量，所述预设第一方法根据所述管段的流动状态确定；基于每段所述管段的流量确定所述排水管网的流量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述管径和所述边界节点水位确定每段所述管段的流动状态，包括：当每个所述边界节点水位均小于所述管径，确定所述管段处于非满管流无压状态；当每个所述边界节点水位均大于所述管径，确定所述管段处于满管流有压状态；当每个所述边界节点水位未均大于所述管径，确定所述管段处于明满过渡流状态。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于每段所述管段的流动状态，经过预设第一方法计算，得到每段所述管段的流量之前，所述方法还包括：当所述管段处于非满管流无压状态，建立非恒定自由表面流模型控制方程；当所述管段处于满管流有压状态，基于达西公式，建立有压管流模型控制方程；当所述管段处于明满过渡流状态，建立非恒定管路过渡流模型控制方程。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于每段所述管段的流动状态，经过预设第一方法计算，得到每段所述管段的流量，包括：当所述管段处于非满管流无压状态或明满过渡流状态，基于所述非恒定自由表面流模型控制方程和所述非恒定管路过渡流模型控制方程，经过四点加权隐式差分格式和牛顿拉夫森迭代法处理，得到线性离散方程组；基于所述线性离散方程组计算得到所述管段的流量；当所述管段处于满管流有压状态，基于所述有压管流模型控制方程计算，得到所述管段的流量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于每段所述管段的流动状态，经过预设第一方法计算，得到每段所述管段的流量之后，所述方法还包括：获取每段所述管段中每个所述边界节点的入流值，所述入流值反映流入所述管段的流量；基于每段所述管段的流量和每个所述边界节点的所述入流值，计算得到每个所述边界节点的净流量；当所述边界节点的净流量不为零，基于边界节点的净流量和与所述边界节点相连的每段所述管段的流量计算每个所述边界节点的流量相对误差值；将每个所述边界节点的流量相对误差值与预设阈值进行比对；当所述流量相对误差值大于所述预设阈值，校正所述边界节点的水位。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述流量相对误差值大于所述预设阈值，校正所述边界节点的水位，包括：当每段所述管段均处于非满管流无压状态或明满过渡流状态，经过圣维南方程的黎曼不变量处理，得到校正后的所述边界节点的水位；
当每段所述管段均处于满管流有压状态，经过水量平衡关系式和牛顿下山法处理，得到校正后的所述边界节点的水位。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，得到校正后的所述边界节点的水位之后，所述方法还包括：基于校正后的所述边界节点的水位，计算与所述边界节点相连的每段所述管段的流量。8.一种排水管网流量预测装置，其特征在于，所述排水管网中包括至少一个雨水井，每个雨水井对应两个边界节点，每个边界节点对应一段管段；所述装置包括：获取模块，用于获取排水管网的管径以及每个所述雨水井的边界节点水位；第一确定模块，用于基于所述管径和所述边界节点水位确定每段所述管段的流动状态；计算模块，用于基于每段所述管段的流动状态，经过预设第一方法计算，得到每段所述管段的流量，所述预设第一方法根据所述管段的流动状态确定；第二确定模块，用于基于每段所述管段的流量确定所述排水管网的流量。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求1至7任一项所述的排水管网流量预测方法。10.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如权利要求1至7任一项所述的排水管网流量预测方法。

技术总结

本发明公开了一种排水管网流量预测方法、装置、存储介质及电子设备，排水管网中包括至少一个雨水井，包括：获取排水管网的管径以及每个雨水井的边界节点水位；基于管径和边界节点水位确定每段管段的流动状态；基于每段管段的流动状态，经过预设第一方法计算，得到每段管段的流量，预设第一方法根据管段的流动状态确定；基于每段管段的流量确定排水管网的流量。根据排水管网的管径和每个雨水井的边界节点水位将每个雨水井的每段管段分为不同的状态，并针对不同状态的管段，利用不同的方法计算对应管段的流量，求解耗时较短且效率较高。因此，通过实施本发明，对处于不同状态下的排水管网分别采取不同的方式进行求解，计算量小，迭代速度快。迭代速度快。迭代速度快。