[發明專利]用于建模、分析、檢測并監測流體網絡的系統和方法

有效

• 申請號: 201780052856.5
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN109643432B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 詹尼弗·F·舒馬赫;薩貝爾·塔吉維彥;羅納德·D·耶西;安德魯·P·博尼法斯;尼古拉斯·G·阿梅爾;布洛克·A·哈勃;哥爾珊·哥爾納利
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q50/26
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張成新

本發明提供了用于基于由有向圖表示的流體網絡的模型確定流體網絡中的傳感器或基礎結構放置，確定流體網絡中感興趣的異常，并且最佳地確定流體網絡中的傳感器覆蓋的系統和方法。

技術領域

本公開涉及建模、分析、監測和檢測流體網絡的方法和系統。

背景技術

諸如水網絡的流體網絡可遇到影響可用性和質量的問題，包括緩慢滲漏或快速滲漏、運輸基礎結構的腐蝕、污染等。這些問題可無法被發現和解決，直到它們對基礎結構、水質或健康造成重大影響。一個示例是2014年1月的Elk河化學品泄漏，其中約30萬居民受到影響，122人因污染而住院。

發明內容

希望能夠及早或實時檢測流體網絡中的問題(例如，管道涂層問題、滲漏/裂縫、污染等)，并且能夠通過預測何時和何處可能發生問題(issue/problem)進行預防行動而不是被動行動。

在一個方面，本公開描述了最佳確定流體網絡中的傳感器或基礎結構放置的方法。該方法包括創建流體網絡的模型。該模型包括i)表示設置在流體網絡中的流體基礎結構的多個定向連接的節點，和ii)定位在流體網絡中的一個或多個所選擇的位置處的一個或多個傳感器。該方法還包括將模型表示為與布置在流體網絡外部的處理器相關聯的矩陣數據結構，經由處理器分析該矩陣以評估模型的每個節點是否滿足一個或多個可定位性標準。分析矩陣包括解釋和執行與處理器相關聯的多個指令。確定流體網絡中的傳感器或基礎結構放置。

在另一方面，本公開描述了一種系統，所述系統包括定位在流體網絡中的一個或多個所選擇的位置處的一個或多個傳感器。該傳感器被構造成在相應位置處從流體網絡收集數據。處理器設置在流體網絡的外部。該處理器被構造成接收來自傳感器的數據，并基于流體網絡的模型分析數據。該模型可以包括表示設置在流體網絡中的流體基礎結構的定向連接節點。與處理器相關聯的多個指令能夠由處理器解釋和執行，以分析數據并確定流體網絡內的傳感器放置。

在另一方面，本公開描述了確定流體網絡中感興趣的異常的方法。該方法包括提供設置在流體網絡中的一個或多個所選擇的位置處的一個或多個傳感器。該傳感器被構造成在相應位置處從流體網絡收集數據。該方法還包括經由一個或多個傳感器在一個或多個位置處收集來自流體網絡的數據，經由處理器接收來自傳感器的數據，以及基于流體網絡的模型經由處理器分析該數據。該模型表示為與處理器相關聯的有向圖。該有向圖包括多個定向連接的節點，其中一個或多個假想節點添加在兩個相鄰節點之間。

在另一方面，本公開描述了最佳確定流體網絡中的傳感器覆蓋的方法。該方法包括創建流體網絡的模型。該模型包括表示設置在流體網絡中的流體基礎結構的定向連接節點。該方法還包括將模型表示為與布置在流體網絡外部的處理器相關聯的矩陣數據結構，并且經由處理器分析該矩陣以評估每個節點是否滿足一個或多個可定位性標準。分析矩陣包括解釋和執行與處理器相關聯的多個指令。該方法還包括將每個節點分配給定位區域、檢測區域和不可到達區域中的一個。

在本公開的示例性實施方案中獲取各種意料不到的結果和優點。本公開的示例性實施方案的此類優點包括及早或實時檢測和確定流體網絡中的問題，包括預測流體網絡中可能出現的問題的預防行動，最佳傳感器或流體基礎結構放置等。

已總結本公開的示例性實施方案的各種方面和優點。上面的發明內容并非旨在描述本公開的當前某些示例性實施方案的每個例示的實施方案或每種實施方式。下面的附圖和具體實施方式更具體地舉例說明了使用本文所公開的原理的某些優選實施方案。

附圖說明

結合附圖考慮本公開的各種實施方案的以下詳細描述可更全面地理解本公開，其中：

圖1是根據一個實施方案的檢測流體網絡中的感興趣的異常的方法的流程圖。

圖2示出根據一個實施方案的用于檢測流體網絡中的感興趣的異常的系統的框圖。