[發(fā)明專利]一種供水管網(wǎng)的傳感器布點系統(tǒng)及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911275594.6
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN111022932A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設計）人: 畢宏海;郭光爍;陳巧燕
• 申請（專利權(quán)）人: 上海邦芯物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司
• 主分類號: F17D5/00
• 分類號: F17D5/00;F17D3/01
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 吳軼淳

本發(fā)明提供一種供水管網(wǎng)的傳感器布點系統(tǒng)及方法，涉及供水管網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)領域，包括：拓撲建立模塊，用于建立管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取各管段節(jié)點的正常運行數(shù)據(jù)；第一處理模塊，用于處理得到每個管段節(jié)點的正常運行數(shù)據(jù)發(fā)生變化時所有管段節(jié)點對應的實時運行數(shù)據(jù)；第二處理模塊，用于根據(jù)正常運行數(shù)據(jù)和實時運行數(shù)據(jù)處理得到每個管道節(jié)點的影響變化值；數(shù)據(jù)比較模塊，用于在影響變化值小于預設變化閾值時輸出比較結(jié)果；拓撲輸出模塊，用于根據(jù)比較結(jié)果將對應的管道節(jié)點由管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)中剔除得到管網(wǎng)拓撲優(yōu)化結(jié)構(gòu)，以根據(jù)管網(wǎng)拓撲優(yōu)化結(jié)構(gòu)中進行傳感器布點。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)以最少的傳感器布點覆蓋整個供水管網(wǎng)的監(jiān)測區(qū)域，通用性強。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及供水管網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)領域，尤其涉及一種供水管網(wǎng)的傳感器布點系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

城市供水管網(wǎng)是保證一個城市經(jīng)濟發(fā)展和生活水平的重要基礎設施，是城市生存和發(fā)展的生命線。隨著管網(wǎng)信息化和智慧水務的推進，通過城市供水管網(wǎng)能夠?qū)崟r監(jiān)測管網(wǎng)的壓力、流量、水質(zhì)等參數(shù)的變化，實現(xiàn)管網(wǎng)漏損及異常情況監(jiān)測與快速定位。城市供水管網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測需要依賴于布設于城市供水管網(wǎng)的供水管段的數(shù)據(jù)采集傳感器，以對整個供水管網(wǎng)的各項參數(shù)進行采集，采集的數(shù)據(jù)必須既具有準確性又具有代表性。采集的數(shù)據(jù)的代表性與數(shù)據(jù)采集傳感器的布設數(shù)量以及布設位置息息相關(guān)。數(shù)據(jù)采集傳感器的布置數(shù)量及布設位置直接影響到監(jiān)測點監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。由于監(jiān)測技術(shù)、監(jiān)測網(wǎng)建設以及維護成本的限制，數(shù)據(jù)采集傳感器的布設數(shù)量是有限的，因此必須有效地布置在合理位置，實現(xiàn)以最少的監(jiān)測節(jié)點覆蓋整個城市供水管網(wǎng)的監(jiān)測區(qū)域。

現(xiàn)有技術(shù)中，城市供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集傳感器的布置通常以實際應用需求進行，如最大限度監(jiān)測管網(wǎng)壓力情況，最大限度監(jiān)測水質(zhì)異常情況，最大限度監(jiān)測管網(wǎng)流量情況等，由于數(shù)據(jù)采集傳感器的布置通常針對特定的監(jiān)測目標，如水壓、水質(zhì)或流量等，通用性較差，無法同時實現(xiàn)多個監(jiān)測目標有效監(jiān)測，無法全面準確的獲取供水管網(wǎng)的實時運行狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種供水管網(wǎng)的傳感器布點系統(tǒng)，具體包括：

拓撲建立模塊，用于獲取供水管網(wǎng)的計算機輔助設計圖紙，并根據(jù)所述計算機輔助設計圖紙建立管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)；

所述管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)中包括若干管段節(jié)點；

數(shù)據(jù)獲取模塊，連接所述拓撲建立模塊，用于獲取所述管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)中的各所述管段節(jié)點的正常運行數(shù)據(jù)；

第一處理模塊，連接所述數(shù)據(jù)獲取模塊，用于對所述正常運行數(shù)據(jù)進行處理，得到每個所述管段節(jié)點的所述正常運行數(shù)據(jù)發(fā)生變化時所有所述管段節(jié)點對應的實時運行數(shù)據(jù)；

第二處理模塊，分別連接所述數(shù)據(jù)獲取模塊和所述第一處理模塊，用于根據(jù)所述正常運行數(shù)據(jù)和所述實時運行數(shù)據(jù)處理得到每個所述管道節(jié)點對應的影響變化值；

數(shù)據(jù)比較模塊，連接所述第二處理模塊，用于將所述影響變化值與預設的變化閾值進行比較，并在所述影響變化值小于所述變化閾值時輸出相應的比較結(jié)果；

拓撲輸出模塊，連接所述數(shù)據(jù)比較模塊，用于根據(jù)所述比較結(jié)果將所述影響變化值對應的所述管道節(jié)點由所述管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)中剔除，得到管網(wǎng)拓撲優(yōu)化結(jié)構(gòu)，以根據(jù)所述管網(wǎng)拓撲優(yōu)化結(jié)構(gòu)中各所述管道節(jié)點的所在位置進行傳感器布點。

優(yōu)選的，所述拓撲建立模塊具體包括：

數(shù)據(jù)導入單元，用于獲取供水管網(wǎng)的計算機輔助設計圖紙，并將所述計算機輔助設計圖紙導入EPANET軟件中，得到供水管網(wǎng)電子圖紙；

所述供水管網(wǎng)電子圖紙中包括若干原始管段；

拓撲建立單元，連接所述數(shù)據(jù)導入單元，用于采用最短路徑算法對所述供水管網(wǎng)電子圖紙中的各所述原始管段進行簡化，保留具有最短路徑的各所述原始管段得到管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述最短路徑算法為Dijkstra算法。