Bentley WaterCAD CONNECT Edition Update 2(给水建模和分析软件)

　　Bentley WaterCAD CONNECT Edition Update 2是一款专业的给水建模和分析软件，软件提供了稳态/延长周期模拟、全球需求和粗糙度调整、检查数据并验证、使用累加流量计、系统头曲线、后期计算处理器、火灾流量分析、水质分析、临界度分析扩展节点数据、注释模型、对模型进行颜色编码、等高线、在弹性表中查看和编辑数据、绘图、时间序列字段数据等多种强大的功能，为您带来完善的给水建模与模拟分析解决方案，这里为您分享了本，可以免费激活与使用，有需要的朋友赶紧下载吧！

软件功能

　　评估消防水耗供应量

　　使用给水管网水力模型访问和确定防火需要改进的地方。改进设计（比如管道、水泵和水罐的大小和位置）以满足消防水耗和防火要求。

　　分析管道和阀门临界程度

　　发现给水系统的薄弱环节，并评估隔离阀是否能满足需要。使用不同的阀门位置来评估隔离系统各个部分和服务客户的能力。提供隔离阀数据后，WaterCAD/WaterGEMS 会立即自动生成管网段。

　　建立和管理水力模型

　　快速启动模型构建流程并有效管理模型，以便您集中精力制定最佳工程决策。利用并导入许多常用的外部数据格式，最大限度提高地理信息和工程数据的投资回报，并且自动生成输入数据。

　　设计给水管网

　　使用水力模型结果帮助优化复杂给水系统的设计并利用内置方案管理特征来跟踪设计备选方案。或者，WaterGEMS 用户也可以使用内置的 Darwin Designer 网络优化工具为您优化设计。

　　制定冲洗计划

　　在单次运行中借助多个传统单向冲洗事件优化冲洗方案。提高干管冲洗排出固体和死水的速度，冲洗成功的主要标志是冲洗操作期间任意管道中的冲洗速度均达到最高。

　　识别管网漏损

　　过减少管网漏损，节约用水并增加营收。利用流量和压力数据找到要进行详细漏损探测的位置（仅限于 WaterGEMS）。研究可以通过减小压力来降低的漏损量，并观察其对客户服务的影响。

　　管理能源利用

　　正确使用水力建模（包括复杂的水泵组合和变速泵）构建水泵模型，以了解不同的水泵可行性方案对能源利用的影响。最大限度降低与水泵运行成本相关的能耗，同时最大限度提高系统性能。

软件特色

　　全球的公用事业部门和工程公司将 WaterCAD 视为服务于他们基础设施项目的可靠的决策支持工具。有效地设计新的水处理系统、管理现有的水网络，降低业务中断风险并减少能耗。WaterCAD 简单易用，可帮您成功地计划、设计并运行给水系统：

　　增强选取适当服务级别的能力。

　　不间断地供应清洁的饮用水。

　　交付节约资金的高质量的设计成果。

　　WaterCAD 帮您提升设计效率，通过：

　　简化的建模过程:充分利用并导入几乎全部外部数据格式来准确简化模型、轻松分配需水量并且自动提取地形、分配节点。

　　有组织的方案评估:评估并比较任意数量的实物、设计、需水量、网络拓补以及运营方案。

　　CAD 数据互用性：通过 MicroStation 或 AutoCAD 使用 WaterCAD，利用 CAD 工具和快捷方式，在熟悉的平台上进行建模。您也可以将 WaterCAD 当做单独应用程序来使用，获取附加灵活性。

　　WaterCAD 是 WaterGEMS 的子集。也可以使用 WaterGEMS 从 ArcGIS 运行您的模型的优化模块（包括校准、设计、水泵调度优化、管道评估、SCADA 集成和管网简化）。

安装方法

　　1、下载并解压软件，打开“install”的安装程序文件夹，双击安装程序wtrc10020206en.exe进入如下的许可协议，勾选【I agree to the license terms and conditions】的选项，点击【install】按钮。

　　2、正在安装WaterCAD的相关组件。

　　3、弹出如下的Bentley WaterCAD CONNECT Edition Update 2的安装向导，单击【next】。

　　4、选择安装组件与安装位置，这里选择默认的组件即可。

　　5、呼出如下的准备安装窗口，点击【install】按钮。

　　6、弹出如下的Bentley WaterCAD CONNECT Edition Update 2安装成功的提示，点击【finish】结束。

　　7、将补丁文件“bof_watercad®_connect_edition_update_10.02.02.06 _64-bit_r0.exe”复制到安装目录，默认路径为C:\Program Files (x86)\Bentley\WaterCAD\x64（可以右击桌面上的软件快捷方式，然后在“属性”下选择【打开文件所在的位置】）。

　　8、运行补丁文件，点击【patch】按钮进行打补丁。

　　9、运行Bentley WaterCAD CONNECT Edition Update 2即可开始进行使用。

使用说明

　　校准节点

　　对于大多数节点，5英尺的海拔精度就足够了； 因此，USGS地形图通常是可以接受的。 但是，对于要用于模型校准的节点，需要更高的准确性。 考虑以下情况：模型和实际系统在节点处具有完全相同的800英尺HGL（请参见下图）。 地面（和模型节点）的高度为661.2 ft。，而在校准中使用的压力计的高度为667.1 ft。即使模型正确，该模型仍可预测60.1 psi的压力，而压力计则可读取57.5 psi。 。

　　在相反的方向上可能会发生类似的错误，因为使用了不正确的海拔高度，因此错误的压力看起来很准确。 这是为什么应该通过比较建模和观察到的HGL值而不是压力来进行模型校准的原因之一。

　　TRex向导

　　TRex向导将指导您完成基于数字高程模型或数字地形模型中的数据自动将高程分配给指定节点的过程。

　　TRex可以将高程数据从各种文件类型（包括矢量和栅格文件）加载到模型点要素（节点）中。要将栅格文件用作数据源，必须使用ArcGIS平台。使用矢量数据源，可以使用任何平台。矢量数据必须由具有高程的点或具有高程的轮廓组成。

　　重要的是要了解将用于加载节点高程数据的任何源文件的分辨率，投影，基准面，单位和准确性。

　　在美国，可以在USGS国家地图无缝服务器上获取高程数据。垂直精度只能为+/- 7至15 m。

　　步骤1：文件选择

　　在TRex向导的“文件选择”对话框中指定了高程数据源和将要指定高程的要素。有效的海拔数据来源包括：

　　•矢量文件，例如DXF和SHP文件

　　•LandXML文件

　　•InRoads .dtm（仅适用于Microstation平台）

　　•Geopack .tin（仅32位版本）

　　•Bentley MX .fil

　　•Bentley .dgn（仅适用于Microstation平台）

　　DXF文件既可以包含点也可以包含线，因此用户必须指示是基于DXF中的点还是基于DXF中的轮廓线来构建节点高程。

　　Shapefile不允许包含混合几何数据，因此TRex可以安全地确定是基于高程点数据还是高程轮廓线来构建高程图。 “模型点高程”数据源类型使用模型中现有的点高程节点，这些节点必须已经分配了正确的高程值。使用这些作为数据源，TRex可以确定模型中其他节点的高程。

　　Bentley MX（.fil）文件可以包含多个terrain模型。您必须选择一个模型用作高程数据源。

　　在ArcGIS平台上运行时，其他栅格数据源也可以直接在TRex中使用，包括TIN，Rasters（网格），USGS（DEM）和SDTS（DDF）文件。

　　这些数据源通常是在特定的空间参考中创建的，这意味着将使用该空间参考将数据源中的坐标转换为真实的地理位置。布置模型时必须小心，以确保在通过模型的空间参考（如果适用）进行转换时，模型坐标将在此“全局”坐标系中覆盖高程数据源。如果模型和高程数据源的数据彼此不重叠，则TRex将无法插值高程数据。诸如Bentley Map和ArcGIS之类的GIS产品可用于将栅格源数据转换为与模型相匹配的空间参考。

　　如果无法在ArcGIS下运行TRex（即使用独立或CAD平台），则通常可以使用ArcGIS将栅格数据转换为近似于栅格数据源的点shapefile。 Shapefile可以始终在TRex中使用，而不管运行TRex的平台如何。

　　•数据源类型-使用此菜单可以选择包含将要使用的输入数据的文件类型。

　　•文件-此字段显示数据文件所在的路径。使用浏览按钮查找并选择所需的文件。

　　•空间参考（仅适用于ArcGIS模式）-单击此字段旁边的省略号（...）以打开“空间参考属性”对话框，允许您指定高程数据文件正在使用的空间参考。

　　•选择高程字段-选择高程单位。

　　•X-Y单位-此菜单允许选择与高程数据文件的X和Y坐标关联的测量单位类型。

　　•Z单位-此菜单允许选择与高程数据文件的Z坐标关联的测量单位类型。

　　•将数据集剪切为模型-在某些情况下，数据源包含某个区域的高程数据，该数据超出了要建模的区域的尺寸。选中此框后，TRex将计算模型的边界框，找到较大的尺寸（宽度或高度），计算该尺寸的缓冲百分比，然后将模型边界框的宽度和高度都增加该量。这样，落在新边界框之外的任何数据点将不会用于生成高程网格。如果未选中此框，则所有源数据点都将用于生成高程网格。选中此框将导致更快的计算速度并使用更少的内存。

　　•缓冲百分比-仅当选中“将剪辑数据集转换为模型”框时，此字段才有效。在此输入的百分比是模型边界框的较大尺寸（宽度或高度）的百分比，该尺寸将被添加到边界框的宽度和高度中，以查找将在其中使用源数据点构建立面的区域啮合。

　　•空间参考（仅限ArcGIS模式）-单击此字段旁边的省略号（...）以打开“空间参考属性”对话框，允许您指定WaterCAD CONNECT模型文件正在使用的空间参考。

　　•也更新不活动元素-选中此框以在高程分配操作中包括不活动元素。取消选中此框时，TRex将忽略标记为不活动的元素。

　　•全部-选择此按钮后，TRex将尝试为WaterCAD CONNECT模型内的所有节点分配高程。

　　•选择-选择此按钮后，TRex将尝试将高程分配给所有当前突出显示的节点。

　　•选择集—选择此选项后，将激活“选择集”菜单。选择“选择集”按钮时，TRex会将高程分配给此菜单中指定的选择集内的所有节点。

　　完成TRex向导

　　显示高程提取过程的结果，并将结果应用于新的或现有的物理替代方案。

　　•“结果预览”窗格-此表格窗格显示了由TRex计算的高程。可以通过单击“标签”列标题按标签对表格进行排序，并通过单击“高程”列标题按高程进行排序。您可以通过右键单击表中的列并选择Filter ... Custom命令来过滤表。您也可以右键单击高程列中的任何值以更改显示选项。

　　•“使用现有替代方案”-选择此选项后，结果将应用于在“使用现有替代方案”菜单中选择的物理替代方案。此菜单允许选择要应用结果的物理替代方案。

　　•“新替代方案” —选择此项后，结果将应用于新的物理替代方案。首先，将复制当前活动的物理替代方案，然后将TRex生成的结果应用于新创建的替代方案。必须在“新替代项”文本字段中提供此新替代项的名称。

　　•父选项-从菜单中选择要复制的选项，或选择<无>创建新的基本选项。

　　•导出结果-将TRex生成的结果导出到制表符或逗号分隔的文本文件（.TXT）。然后，这些文件可以通过WaterCAD CONNECT重复使用或导入到其他程序中。

　　•完成后单击“完成”，或单击“取消”关闭而不进行任何更改。

　　分配

　　这使用GIS的空间分析功能将地理编码（具有基于物理位置的坐标数据，例如x-y坐标）的客户仪表分配给最近的需求节点或管道。将计量需求分配给节点是一种点对点需求分配技术，这意味着将已知点需求（客户仪表）分配给网络需求点（需求节点）。将计量需求分配给管道也是一种点对点分配技术，因为仍然必须将需求分配给节点元素，但是还涉及其他步骤。使用最近的管道仪表分配策略时，将仪表的需求分配给最近的管道。然后，通过使用分配策略，将需求从管道分配到管道末端的节点。就所需数据而言，仪表分配是最简单的技术，因为不需要应用服务多边形（请参见下图）。

　　与最近的分配策略相比，电表分配的准确性较差，因为最近的节点是由需求节点与电表之间的直线距离确定的。不考虑管道路线，因此最近的需求节点可能不是仪表实际接收流量的位置。此外，服务表的实际位置可能未知。

　　仪表在GIS中的地理位置不一定是从系统中取水的点，而可以是地块的质心，建筑物覆盖区的质心或建筑物正面的点。理想情况下，这些计量点应放置在水龙头的位置，但是建筑物或地块的质心可能是所有有关客户帐户的已知信息。

　　计费器汇总

　　Billing Meter聚合是一种将服务面内的所有计量表分配给指定的需求节点的技术（请参见下图）。 服务多边形为每个需求节点定义服务区域。

　　仪表聚合是一种多边形到点的分配技术，因为服务区域包含在GIS多边形层中，而需求节点也包含在点层中。 与每个服务区域多边形内的计量表相关联的需求被分配给相应的需求节点。

　　由于需要服务多边形，因此此方法的初始设置比电表分配策略要复杂得多，其折衷是对电表向需求节点的分配进行更好的控制。 服务多边形的自动构造可能无法产生预期的结果，因此可能需要手动调整多边形边界，尤其是在图形的边缘。

　　生成蒂森多边形

　　蒂森多边形是Voronoi图，也称为Dirichlet镶嵌。给定一组点，它定义了每个点周围的区域。蒂森多边形将一个平面划分为每个点都包含在一个多边形内，并将该区域分配给点集中的一个点。特定的Thiessen多边形内的任何位置都比该多边形的点更靠近该点。在数学上，通过将所有点之间的垂直等分线相交来构造蒂森。

　　蒂森多边形在与位置相关的不同学科中有许多应用，例如业务规划，社区服务，运输和水文/水文建模。对于水分配建模，开发了Thiessen Polygon Creator，以快速轻松地定义需求节点的服务区域。由于交汇处的蒂森多边形内的每个客户都比其他节点更靠近该节点，因此假定特定蒂森多边形内的客户由同一需求节点提供。

　　下图说明了如何手动生成Thiessen多边形。尽管生成器产生的结果与使用此方法获得的结果一致，但Thiessen Polygon Creator并未使用此方法。

　　第一张图显示了管道和连接网络。

　　在第二张图中，在每个结点周围绘制了圆圈。

　　在第三张图中，通过画圆相互连接的线来添加等分线。

　　在最终图中，网络覆盖有通过连接等分线而创建的多边形。

　　蒂森多边形输入对话框

　　通过Thiessen Polygon Creator，您可以快速创建与LoadBuilder需求分配模块一起使用的多边形图层。此实用程序创建多边形图层，这些图层可用作以下LoadBuilder加载策略的服务区域层：

　　•计费表汇总

　　•按地区比例分配

　　•按人口比例分配

　　•按土地用途估算

　　•按人口估算负荷。

　　Thiessen Polygon Creator对话框包含以下步骤：

　　步骤1：节点数据源

　　•节点数据源-选择要使用的数据源。

　　•节点层-列出了Thiessen Polygon Creator可以使用的有效点要素类和shapefile。

　　•当前选择-如果当前要素数据集包含先前创建的选择集，则单击。

　　•仅包括活动元素-单击以激活。

　　•选择-使用此选项可以即时创建一个选择，以与Thiessen Polygon Creator一起使用。要使用此选项，请在打开Thiessen Polygon Creator之前，使用ArcMap选择要素工具选择所需的点要素。

　　步骤2：边界层

　　•缓冲百分比-该百分比值用于计算点集合的边界。为了使缓冲区边界足够大以覆盖所有点，将根据在该字段中输入的值来扩大边界，因为它与绘制连接模型最外部节点的多边形所围成的面积的百分比有关。

　　•多边形边界层-选择边界多边形要素类或shapefile（如果已创建）。指定了边界，以使最外面的多边形不会延伸到无穷大。有关边界层的更多信息，请参见创建边界面要素类。

　　步骤3：输出层

　　•输出文件-指定将要创建的shapefile的名称。

　　需求控制中心

　　需求控制中心是用于处理水模型中所有需求的编辑器。 使用需求控制中心，您可以使用标准SQL选择和更新查询来添加新需求，删除现有需求或修改现有需求的值。

　　需求控制中心提供需求编辑功能，该功能可以：

　　•在所有需求节点或需求节点的子集上打开，

　　•根据需求标准或区域进行分类和过滤，

　　•添加，编辑和删除单个需求，

　　•全局编辑需求，

　　•提供表中所列需求的统计信息，

　　•根据选择集，属性，预定义的查询或区域过滤元素。

　　为了访问需求控制中心，请转到工具>需求控制中心或单击需求控制。 需求控制中心打开。

　　单位需求控制中心

　　单位需求控制中心是用于处理水模型中所有单位需求的编辑器。 使用单元需求控制中心，您可以添加新的单元需求，删除现有的单元需求或修改现有单元需求的值。 您还可以根据需求标准，模式或区域过滤元素。

　　为了访问单元需求控制中心，请转至工具>单元需求控制中心，或单击单元需求控制中心图标。 单位需求控制中心打开。

　　压力相关需求

　　压力相关需求（PDD）允许您通过将节点需求视为节点压力变量来执行水力模拟。 使用PDD，您可以执行以下液压仿真：

　　•一个节点或一组节点上的压力相关需求

　　•结合PDD和基于数量的需求

　　•计算PDD节点上的实际供应需求和需求缺口

　　•将计算出的PDD和相关结果显示在表格和图形中。

　　为了访问PDD，请选择“组件”>“压力相关需求函数”或单击“压力相关需求函数”以打开“压力相关需求函数”对话框。

　　分段线性对话框

　　该对话框允许您定义分段线性曲线的工程库条目。

　　以下按钮位于左侧曲线点表上方：

　　•新建-在曲线点表中创建新行。

　　•删除-从曲线点表中删除当前突出显示的行。

　　曲线点表包含以下列：

　　•压力阈值百分比-定义节点压力相对于参考压力的百分比。

　　•参考需求百分比-定义节点需求相对于参考需求的百分比。

　　分段线性是参考压力百分比与参考需求百分比的表。参考压力的最后输入值是定义阈值压力的最大值。如果最后压力百分比小于100％，则阈值压力等于参考压力。如果最后一个压力百分比大于100％，则阈值压力是参考压力与最大压力百分比的乘积。

　　骨架平行管合并

　　并行管道合并是将共享相同两个末端节点的管道合并为一条液压等效管道的过程。这种骨架化策略依赖于液压等效功能。

　　要合并并行管道，请指定两个管道中的哪一个是“主要”管道。主导管的长度成为主导管的长度，主导管的直径或粗糙度值也变为合并管的长度。您指定要保留的两个属性（直径或粗糙度）中的哪个，程序将确定另一个属性的值以保持水力等效。

　　例如，支配管的直径为10英寸，C因子为120；这些值之一被保留。将要拆除的管道的直径为6英寸，C因子为120。如果保留了10英寸的直径值，程序将进行水力当量计算以确定新管道的粗糙度，以便考虑用于拆除的平行管的额外承载能力。

　　因为此骨架化方法仅去除管道并考虑了被去除的管道的影响，所以网络液压系统保持不变，同时增加了更高级别骨架化的总体潜力。

　　使用Darwin校准器校准模型

　　Calibrator（以及Designer和Skelebrator）是在首次使用时会初始化其数据的组件，因此，至少需要打开该组件才能在当前模型中创建那些数据库字段。

　　注意：例如，如果您尝试使用ModelBuilder导入校准数据，但从未在此特定模型中打开过Calibrator，则在“表格类型”下拉列表中将看不到“字段数据快照”模型类型。这是因为该数据库类型及其关联的字段尚未初始化。您将首先在主菜单中单击分析>达尔文校准器。完成此操作后，将创建“字段数据快照”和其他与校准器相关的字段，然后这些选项将出现在“模型构建器”对话框中。

　　Bentley WaterCAD CONNECT达尔文校准器提供了校准尝试的历史记录，允许您使用手动方法进行校准，支持多个现场数据集，使遗传算法的速度和效率得以校准您的水系统，并提出了多种候选校准方法您考虑，而不只是一种解决方案。您可以设置一系列基本校准，其中可以包含许多子校准，这些子校准从其父级基本校准继承设置。

　　使用“基本和儿童校准”来建立校准试验的历史记录，以帮助您获得针对水系统的优化解决方案列表。继承不是持久的。如果更改基本校准，则更改不会影响到子校准。

　　您可以使用Darwin校准器功能来调整模型，以更好地匹配配水系统的实际行为。它允许您对模型进行手动调整，也可以使用遗传算法优化进行调整。

　　达尔文校准器对话框的左窗格显示当前水力模型中每个校准算例的列表，以及构成每个算例的手动和优化运行以及计算出的解决方案。

　　组生成器对话框

　　使用“组生成器”，您可以基于现有选择集或通过从图形中选择一组元素来自动创建多个设计组。

　　该对话框由将用于创建需求组的元素列表（每组一个元素）和一个菜单组成，该菜单允许您选择列表中包括的元素。 菜单包含所有现有选择集的列表。 单击省略号按钮以直接从图形中选择元素。 当列表包含要包含在需求组中的所有元素时，请单击“确定”。

　　校准标准

　　使用“校准标准”选项卡可以设置如何评估校准。

　　您指定的选项将应用于“校准算例”中的每个校准试验。校准标准选项卡包含以下控件：

　　•健身类型-从下拉列表中选择要使用的健身类型。通常，不管选择哪种适应性类型，适应性越低表示校准效果越好。适应性类型包括：最小化差异平方，最小化差异绝对值和最小化最大差异。有关更多信息，请参见校准标准公式。 ◦最小化差异平方-使用旨在最小化观测数据与模型模拟值之间的差异平方和的校准。 （模型模拟值包括水力坡度和管道排放量。）此校准有利于使观察到的数据与模拟数据之间的差异平方的总和最小的解决方案。

　　最小差绝对值-使用旨在最小化观测数据与模型仿真值之间的绝对差异之和的校准。该校准有利于使观察到的数据与模拟数据之间的差异的总和最小化的解决方案。

　　最小化最大差异-使用旨在最小化观测数据与模型仿真值之间所有差异的最大值的校准。该校准有利于将观察到的数据与模拟的数据之间最差的单个差异最小化的解决方案。请注意，“最小化最大差异适应性类型”比其他适应性类型对数据的准确性更为敏感。

　　•每个健身点的头/流量-每种健身类型的头和流量为您提供了一种权衡头和流量在校准中的重要性的方法。设置这些值，以使扬程和流量具有单位当量。您可以通过为每个健身点值设置较小的数字来提高“水头”或“水流”的重要性。

　　•流量权重类型-选择使用的权重类型：无，线性，平方，平方根和对数。您使用的加权类型可能会提供或多或少的适用性惩罚。

　　通常，流量较大的测量要比流量较小的测量承担更多的重量。您可以通过选择不同的重量类型来夸大或减少较大的测量值对校准的影响。例如，对于流量较小的流量与流量较大的流量，不使用权重（无）不会造成任何损失。使用对数和平方根可减少流量较小的测量的适应性损失，而使用线性或平方根可增加流量较小的测量的适应性损失。

　　校准解决方案

　　在计算优化运行或手动运行后，一个或多个解决方案将出现在校准研究列表窗格中。突出显示解决方案后，对话框的右侧将提供以下选项卡：

　　解决方案选项卡-解决方案选项卡显示每个调整组的调整值，以及每个调整组中每个元素的原始值和调整值的比较。解决方案结果按调整组类型过滤；在调整组类型窗格中单击所需的类型。

　　“模拟结果”选项卡-“模拟结果”选项卡针对您在现场数据中记录的观测值以及观测值与模拟值之间的差异显示模拟的HGL或流量。解决方案结果按属性类型过滤；在“属性”窗格中单击所需的类型。

　　此外，在“校准研究”列表窗格中突出显示解决方案时，以下控件将变为可用：

　　•导出到方案-单击导出到方案按钮以将当前选择的校准溶液导出到水流模型。这将打开“将校准导出到方案”对话框（有关更多信息，请参见“将校准导出到方案”对话框）。

　　•报告-单击报告按钮以显示解决方案数据窗口的打印预览。

　　•图形-单击图形按钮可查看观察到的数据集与模拟HGL和已观察HGL之间的HGL相关性之间的关系图。