近日，昆明理工大学杜坤副教授团队在《Water Research》上发表研究成果，提出了一种基于残差时间序列标准偏差最小化的校准框架，实现了在不对高程数据进行额外测量的情况下对管道水力参数的精准估计，是管网水力模型校核研究方向的一项重要突破。杜坤副教授为该论文的第一作者，昆明理工大学为论文的第一完成单位。

建立可靠的给排水管网水力模型是进行城市水系统科学规划与高效运维的基础。传统模型校准方法通常假设压力计高程无误，忽视了高程误差与管道粗糙度系数之间的补偿效应，导致校准结果出现系统性偏差。

杜坤团队提出的新方法新方法在简单管网测试中，面对高程误差、节点需求变化和压力测量噪声等多源误差时表现出良好的鲁棒性。在轻度噪声条件下，校准值与真实值高度吻合，平均绝对百分比误差（MAPE）仅为0.46%；即使在高度噪声环境中，平均误差也仅为2.27%。为验证方法的普适性，研究人员还在"C-town"基准管网中进行了更复杂的测试，结果显示，在轻度噪声场景下，校准的管道粗糙度系数与真实值接近，MAPE为0.87%；而在高噪声水平下，方法仍保持显著稳健性，平均误差仅为1.53%。这些结果充分证明了该方法在不同复杂程度的管网系统中均具有优异的校准性能和抗干扰能力。

研究发现：高程误差主要引起残差的静态偏移，而管道粗糙度不准确则产生动态残差变化；与传统残差最小化方法不同，新方法通过最小化残差时间序列的标准偏差，有效分离了高程误差对管道粗糙度校准的影响。这一创新方法解决了高程数据不准确条件下的校准难题，特别适用于地形复杂的云南山地城市。该研究为给排水管网模型校准提供了新范式，有助于提升城市给排水系统规划的准确性和可靠性。

杜坤副教授所在的“城镇给排水系统优化与内涝整治团队”长期聚焦于基础设施的智能优化与运维研究。近年来，团队在多个国际知名学术期刊上发表了高水平论文十余篇，包括《Reliability Engineering & System Safety》2篇，《Water Research》2篇，《Water Resources Research》1篇，研究成果在国内外引起了广泛关注。

论文链接 https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.125058

（供稿：建筑工程学院）