[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

本發明提供了系統和方法，所述系統和方法用于最佳地確定流體網絡中的傳感器或基礎設施放置，用于確定所述流體網絡中的感興趣的異常，以及用于確定流體網絡中的傳感器覆蓋，其基于由有向圖表示的所述流體網絡的模型。

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能會遇到影響可用性和質量的問題，包括緩慢或快速泄漏、運輸基礎設施的腐蝕、污染等。在這些難題對基礎設施、水質或健康產生重大影響之前，可能無法發現和解決這些問題。一個示例是2014年1月的埃爾克河化學品溢出，其中約有300,000名居民受到影響并且122人因污染而住院。

發明內容

期望能夠在早期或實時檢測流體網絡中的問題(例如，管道涂層問題、泄漏/裂縫、污染等)，并能夠通過預測問題/難題可能發生的時間和地點來搶先行動，而不是之后反應。

在一個方面，本公開描述了一種最佳地確定流體網絡中的傳感器或基礎設施放置的方法。該方法包括創建流體網絡的模型。該模型包括i)表示設置在該流體網絡中的流體基礎設施的多個有向連接節點，以及ii)定位在該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。該方法還包括將所述模型表示為與設置在該流體網絡外部的處理器相關聯的矩陣數據結構，經由該處理器分析該矩陣以評估該模型的每個節點是否滿足一個或多個可定位性標準。分析該矩陣包括解釋和執行與該處理器相關的多個指令。確定該流體網絡中的傳感器或基礎設施放置。

在另一方面中，本公開描述了一種系統，該系統包括定位在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。傳感器被配置成在相應位置處從流體網絡收集數據。處理器設置在該流體網絡的外部。該處理器被配置成從該傳感器接收數據并基于該流體網絡的模型分析該數據。該模型包括表示設置在該流體網絡中的流體基礎設施的多個有向連接節點。與該處理器相關聯的多個指令可由該處理器解釋和執行以分析該數據并確定該流體網絡內的傳感器放置。

在另一個方面中，本公開描述了一種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該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。傳感器被配置成在相應位置處從流體網絡收集數據。該方法還包括在一個或多個位置處經由一個或多個傳感器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，以及基于流體網絡模型經由處理器分析數據。該模型表示為與處理器相關聯的有向圖。有向圖包括多個有向連接的節點，其中在兩個相鄰節點之間添加一個或多個假想節點。

在另一個方面中，本公開描述了一種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該流體網絡中的流體基礎設施的多個有向連接節點。該方法還包括將該模型表示為與設置在該流體網絡外部的處理器相關聯的矩陣數據結構，以及經由該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。分析該矩陣包括解釋和執行與該處理器相關的多個指令。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這種優點包括早期或實時檢測和確定流體網絡中的難題/問題，包括預測流體網絡中的可能問題/難題的搶先行動，最佳傳感器或流體基礎設施放置等。

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示出了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。