[發(fā)明專利]一種供水管網(wǎng)新增漏損的在線識別與定位方法

有效

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• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113775939B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設計）人: 黃源;辛沛
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06K9/62;F17D5/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

本發(fā)明公開了一種供水管網(wǎng)新增漏損的在線識別與定位方法，通過供水管網(wǎng)水力模型與壓力監(jiān)測系統(tǒng)相結合，實現(xiàn)新增漏損事件的在線識別和快速定位。該方法包括離線模塊和在線模塊兩部分：離線模塊中，通過對監(jiān)測點歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析確定監(jiān)測系統(tǒng)對新增漏損事件的響應閾值及等級，利用管網(wǎng)水力模型預演新增漏損水力狀態(tài)，構建管網(wǎng)新增漏損報警響應模式數(shù)據(jù)庫；在線模塊通過對壓力監(jiān)測點的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行超閾判別與模式匹配，實現(xiàn)新增漏損事件的在線識別與快速定位。本發(fā)明的方法具有漏損識別與定位精度高、速度快、且易于實施的特點，可有效提高供水管網(wǎng)漏損管控效率。

技術領域

本發(fā)明屬于城市供水管網(wǎng)技術領域，涉及供水管網(wǎng)的漏損監(jiān)測與定位，具體涉及一種供水管網(wǎng)新增漏損的在線識別與定位方法。

背景技術

供水管網(wǎng)系統(tǒng)作為城市基礎設施的重要組成部分，是我國城市經(jīng)濟發(fā)展和居民生活的重要保障。然而，我國諸多城市供水系統(tǒng)還存在漏損率居高不下的問題，且爆管事件時有發(fā)生，造成了巨大的水資源浪費和社會經(jīng)濟損失，并已嚴重威脅城市公共安全。因此，供水企業(yè)的漏損管理，無論是從對水資源保護的角度，還是對水務企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益的保障上來說，一直是供水行業(yè)關注的熱點與難點。

目前供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控技術大致可分為基于區(qū)域計量、基于模型、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動和基于設備四類，或者這幾類方法的混合方法。這些已有的眾多管網(wǎng)漏損檢測方法中，大多數(shù)方法由于其技術原理復雜、使用條件苛刻、操作不便或撿漏成果高等缺點，難以在實際應用中達到理想效果。現(xiàn)階段供水管網(wǎng)中漏損事件的準確響應和精準定位問題依然未能有效解決，被動式檢漏及“望漏興嘆”的現(xiàn)象仍屢見不鮮。

因此，立足于我國城市供水管網(wǎng)的漏損管理現(xiàn)狀和需求，結合供水管網(wǎng)的信息化、智能化管理手段，建立更為有效和實用的供水管網(wǎng)漏損識別與定位的技術方法，實現(xiàn)高效安全供水，仍然是供水行業(yè)的重要戰(zhàn)略發(fā)展目標之一。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種供水管網(wǎng)新增漏損的在線識別與定位方法，通過供水管網(wǎng)水力模型與監(jiān)測系統(tǒng)相結合，實現(xiàn)供水管網(wǎng)中新增漏損事件的在線識別和漏損區(qū)域的快速定位。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種供水管網(wǎng)新增漏損的在線識別與定位方法，通過離線模塊和在線模塊兩部分實現(xiàn)，其中，所述離線模塊利用供水管網(wǎng)水力模型預演新增漏損情況下管網(wǎng)的水力狀態(tài)響應情況，構建供水管網(wǎng)新增漏損報警響應模式數(shù)據(jù)庫；所述在線模塊對管網(wǎng)中壓力監(jiān)測點的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行判別與模式匹配，實現(xiàn)新增漏損事件的在線識別與快速定位；具體步驟如下：

所述離線模塊的操作包括以下步驟(1)～(5)：

(1)基于管網(wǎng)中壓力監(jiān)測點的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)，確定每個壓力監(jiān)測點在每個時刻的漏損響應閾值：

C(m，t)＝P_x([P₁(t)，P₂(t)，...，P_N(t)]^T) 式I；

式I中：C(m，t)為壓力監(jiān)測設備m在t時刻的漏損響應閾值，m＝1，...，M，M為管網(wǎng)中壓力監(jiān)測設備總數(shù)目；P_x(*)為監(jiān)測點歷史數(shù)據(jù)序列的第x百分位數(shù)的下限，表示當監(jiān)測點壓力低于漏損響應閾值時，管網(wǎng)中可能發(fā)生了新增漏損或爆管事件；[P₁(t)，P₂(t)，...，P_N(t)]^T為壓力監(jiān)測設備m在每一天同一時刻t的壓力監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)序列，N表示歷史監(jiān)測值數(shù)量；

(2)設置各監(jiān)測點報警等級，用于表示異常事件發(fā)生時監(jiān)測點壓力觀測值小于漏損響應閾值的程度，監(jiān)測設備m在t時刻的報警等級L(m，t)可表示為：