[發明專利]用于建模、分析、檢測和監測流體網絡的系統和方法

有效

• 申請號: 201780053134.1
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN109643335B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 詹尼弗·F·舒馬赫;薩貝·塔格瓦伊揚;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;古爾尚·戈爾納瑞
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/20;G06F113/08;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 陳慧

1.一種確定流體網絡中的傳感器或基礎設施放置的方法，所述方法包括：

創建所述流體網絡的模型，其中所述模型包括i)表示設置在所述流體網絡中的流體基礎設施的多個有向連接節點，其中，所述模型的方向對應于所述流體網絡中的流體流方向，以及ii)定位在所述流體網絡中的一個或多個所選位置處的一個或多個傳感器；

將所述模型表示為與處理器相關聯的矩陣數據結構，其中所述處理器設置在所述流體網絡外部；

經由所述處理器分析所述矩陣以評估所述模型的每個節點是否滿足一個或多個可定位性標準，所述一個或多個可定位性標準包括：對于給定節點，評估在所述給定節點下游是否設置了具有相對于所述給定節點不共享任何d分離器的相應路徑的至少兩個傳感器，所述d分離器指的是作為被有向連接的兩個節點之間的依賴性連接的節點，其中分析所述矩陣包括解釋和執行與所述處理器相關的多個指令；以及

基于分析所述矩陣的結果來確定所述流體網絡中的所述傳感器或基礎設施放置，包括：當給定節點不滿足所述可定位性標準時，向所述給定節點提供傳感器，并且當所述給定節點滿足所述可定位性標準時，不向所述給定節點提供傳感器。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述模型包括一個或多個有向無環圖DAG，并且所述矩陣包括可達性矩陣。

3.根據權利要求1所述的方法，其中分析所述矩陣包括動態編程，所述動態編程包括從所述模型中的最低級別開始的自下而上的方法。

4.根據權利要求1所述的方法，其中確定所述傳感器或基礎設施放置包括確定用于覆蓋整個流體網絡的傳感器的最小數量。

5.根據權利要求4所述的方法，其中確定所述傳感器或基礎設施放置包括將所述流體網絡的復雜性指數確定為所需傳感器的所述最小數量與所述節點數量的比率。

6.根據權利要求1所述的方法，其中創建所述模型還包括將所述模型的多個相鄰節點分組為節點集。

7.根據權利要求1所述的方法，其中確定所述傳感器或基礎設施放置包括在所述流體網絡中的所述節點之間添加一個或多個流體路徑以減小所述傳感器數量。

8.一種確定流體網絡中的傳感器或基礎設施放置的系統，所述系統包括：

一個或多個傳感器，所述一個或多個傳感器定位在流體網絡中的一個或多個所選位置處，其中所述傳感器被配置成在相應位置處從所述流體網絡收集數據；和

處理器，所述處理器設置在所述流體網絡外部，其中所述處理器被配置成從所述傳感器接收所述數據，并基于所述流體網絡的模型分析所述數據，其中所述模型包括表示設置在所述流體網絡中的流體基礎設施的多個有向連接節點，以及定位在所述一個或多個所選位置處的一個或多個傳感器，其中，所述模型的方向對應于所述流體網絡中的流體流方向；其中多個指令能夠由所述處理器解釋和執行以分析所述數據并確定所述流體網絡內的傳感器放置，其中，所述處理器還被配置成：

分析矩陣以評估所述模型的每個節點是否滿足一個或多個可定位性標準，所述一個或多個可定位性標準包括：對于給定節點，評估在所述給定節點下游是否設置了具有相對于所述給定節點不共享任何d分離器的相應路徑的至少兩個傳感器，所述d分離器指的是作為被有向連接的兩個節點之間的依賴性連接的節點；以及

基于分析所述矩陣的結果來確定所述流體網絡中的所述傳感器或基礎設施放置，包括：當給定節點不滿足所述可定位性標準時，向所述給定節點提供傳感器，并且當所述給定節點滿足所述可定位性標準時，不向所述給定節點提供傳感器。

9.根據權利要求8所述的系統，其中所述流體網絡包括水網絡。

10.根據權利要求8所述的系統，其中所述流體網絡的所述流體基礎設施包括一個或多個水過濾器。

11.根據權利要求10所述的系統，其中所述多個傳感器包括設置有所述水過濾器的一個或多個過濾器傳感器。