什么是 Pywr？

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description: 为了建立 “数字双胞胎”（计算机模拟器），WaterStrategy 使用 Pywr（“Python 水资源”）。

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什么是 Pywr？

Pywr 是一个免费的开源 Python 语言软件库，允许构建高质量（详细和准确）的水资源系统仿真模型。

Pywr 模型可以在您的计算机上快速运行，如果是 WaterStrategy，则可以在云端快速运行。它们可以代表小型水资源系统，例如城市的供水系统，也可以代表非常大的水资源系统，例如横跨多个国家的河流流域，拥有数百名用水者和基础设施资产。Pywr 可以在不同的时间步长（从每天到每月）模拟短期（例如几个月）或更长的周期（如 100 年）。

以下是 Pywr 建模过程的摘要：

1\。设置模型

首先，需要空间水系地图以及相关的水文和用水需求数据。WaterStrategy 可帮助您创建此网络地图，其中包含水进入系统（“流入”）、用水地点（“用水需求”）以及水资源管理地点（基础设施位置）的所有地点（“节点”）。这些节点形成由河流、运河或管道连接的网络（Pywr 称这些为 “链接” 或 “边缘”）。设置网络地图后，即可提供供水和需求数据（通常为时间序列）。

2\。运行模拟

输入所有数据（包括时间步长和时间范围）后，模型就可以进行仿真了（即逐步穿越时间并在整个系统中进行水资源核算）。在每个时间步开始时，计算机首先向所有流入地点注水，然后将这些水输送到管网并分配到不同的用水需求和基础设施位置。该分配过程使用一种称为线性编程的计算技术来执行。一个时间步完成后，模型会更新存储空间，记录哪些地点有多少水，然后继续到下一个时间步长，直到模拟时间跨度结束。

每个用水需求节点都被分配了一个优先级，以表示模型中的水资源分配。每个节点都有相关的惩罚，分配算法在整个网络中分配水，以最大限度地减少总体损失。这种简单的方法允许进行快速且可维护的模拟，可以灵活地表示详细而现实的水管理规则。

3\。查看结果

模型输出包括有多少水进入每个地点（节点），以及每个时间步中有多少水储存、消耗或流过该地点（节点）。这可以跟踪基础设施的使用情况，以及城市、生态系统、灌溉区、发电厂等是否有足够的水。研究结果详细说明了水资源管理系统的运作方式以及水资源收益的分配情况。

最初，模型的参数化很差，产生的预测不准确（“垃圾进入，垃圾流出” 阶段）。但是，随着时间的推移，随着模型的改进（“校准”），它可以成为帮助运营或规划供水系统的有价值的数字双胞胎。该工具可帮助您的组织快速而廉价地评估未来潜在水资源变化和干预措施的影响，并做出正确的决策。

祝你好运！