[發明專利]一種供水管道泄漏定位方法

在審

• 申請號: 202110133615.1
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112856250A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 張飛;李國建;汪叢軍;陳子華;馬杰
• 申請（專利權）人: 蘇州思萃融合基建技術研究所有限公司;中億豐建設集團股份有限公司
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06
• 代理公司: 蘇州謹和知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 葉棟

1.一種供水管道泄漏定位方法，其特征在于，所述泄漏定位方法包括以下步驟：

步驟一，獲取分布在供水管道上的臨近供水管道泄漏點且噪音信號峰值最高的探測器的相關數據，獲取前述探測器前后兩個探測器的相關數據，按照位置次序將三個探測器分別設定成探測器S1、S2和S3；所述相關數據至少包括探測器所在區域的管道參數和環境信息、探測器對應的GPS位置信息，以及接收到噪音信號的時間信息；

步驟二，根據探測器所在區域的管道參數計算得到第一噪聲傳播速度V1；

步驟三，根據探測器對應的GPS位置信息和接收到噪音信號的時間信息計算得到第二噪聲傳播速度V2；

步驟四，結合探測器所在區域的管道參數和環境信息計算得到可信度速度閾值Vt和對應的可信度速度范圍區間[Vt-ΔV，Vt+ΔV]；

步驟五，判斷第一噪聲傳播速度V1和第二噪聲傳播速度V2是否處于可信度速度范圍區間內，根據判斷結果，調整第一噪聲傳播速度V1和第二噪聲傳播速度V2對應的權重，通過權重融合第一噪聲傳播速度V1、第二噪聲傳播速度V2和可信度速度閾值Vt，計算得到修正后的噪聲傳播速度V；

步驟六，結合修正后的噪聲傳播速度V和探測器對應的GPS位置信息，計算得到泄漏點的位置信息。

2.根據權利要求1所述的供水管道泄漏定位方法，其特征在于，步驟一中，所述獲取分布在供水管道上的臨近供水管道泄漏點且噪音信號峰值最高的探測器的相關數據，獲取前述探測器前后兩個探測器的相關數據，按照位置次序將三個探測器分別設定成探測器S1、S2和S3的過程包括以下步驟：

S11，定期收集所有探測器的采集信號，對每個探測器的采集信號進行功率譜圖分析，確定其中是否存在泄漏噪音源，如果存在，轉入步驟S12；

S12，提取存在泄漏噪音源的功率譜圖對應的探測器，以及其前后各N個探測器的功率譜圖數據，比較所有2N+1個探測器對應的采集信號的功率譜圖峰值，將其中噪音信號峰值最高的探測器定義成探測器S2，按照安裝位置，位于探測器S2相鄰位置的兩個探測器分別被定義成探測器S1和探測器S3。

3.根據權利要求1所述的供水管道泄漏定位方法，其特征在于，步驟二中，所述根據探測器所在區域的管道參數計算得到第一噪聲傳播速度V1的過程包括以下步驟：

S21，讀取這三個探測器范圍內的管道參數和環境數據，包括管的內徑D、管壁厚度h、管的內半徑r1和管的外半徑r2；

S22，當管壁厚度h大于管的內徑D，并且管材為鉛時，使用下列公式計算噪聲傳播速度V1：

式中，E_ν是水的體積彈性系數，ρ是水的密度，r₁是管的內半徑，r₂是管的外半徑，E是管材的彈性系數；

當管壁厚度h小于管的內徑D，并且管材為鑄鐵或鋼時，使用下列公式來計算噪聲傳播速度V1：

式中，D是管的內徑，h是管壁厚度。

4.根據權利要求1所述的供水管道泄漏定位方法，其特征在于，步驟三，所述根據探測器對應的GPS位置信息和接收到噪音信號的時間信息計算得到第二噪聲傳播速度V2的過程包括以下步驟：

S31，判斷探測器之間的距離誤差是否小于預設誤差閾值，如果是，轉入步驟S32；

S32，根據下述公式計算第二噪聲傳播速度V2：

t_max＝max{t₁₂，t₂₃}

其中，L^*是t_max所對應的兩個探測器之間的間距；t₁₂是探測器S1和S2之間的信號互相關時間差，t₂₃是探測器S2和探測器S3之間的信號互相關時間差。

5.根據權利要求1所述的供水管道泄漏定位方法，其特征在于，步驟四中，采用下述公式計算得到可信度速度閾值Vt：

其中，是管徑-噪聲傳播速度擬合曲線，D為管徑；是溫度t對噪聲傳播速度的影響函數；β是水管使用年限系數，新安裝水管的β為1，隨著使用年限增加，β減小。