一种城市供水管网破损事故快速分析方法

专利主权项内容

1.一种城市供水管网破损快速分析方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)管网水压监测数据变化特征统计分析：监测点自身水头波动的统计特征；基于监测系统积累的水压监测数据，以天为周期，对各监测点数据进行统计分析，计算各监测点在每天相同时刻的水头波动的标准偏差(σ)，对应监测点m在时刻t的平均水头在此基础上，计算t时刻时，监测点自身水头波动阈值：/>mt监测点相对于整体管网的水头下降情况统计特征；供水管网供水过程中，从水源点到管网各节点的水头逐渐降低，出厂水头到各监测点处的水头降低情况具有统计规律；定义代表管网整体供水情况的管网基准水头，D天中，计算t时刻时，管网基准水头H到各监测点m的水压波动ΔH，计算其平均值及其随机波动标准偏差(σ)；在此基础上，计算t时刻时，监测点处管网水压相对于管网基准水头的下降阈值：st(s-m)t(s-m)t(2)进行全工况管网破损模拟，生成压力样本集：基于低、中、高校核周期的管网模型，模拟D天、T个时刻、P个破损程度梯度的管网破损事件，遍历各个节点，生成模拟压力样本集；(3)基于管网水力分析，建立监测点感知节点集：基于Dijkstra算法计算监测点的最短路径矩阵，得到各监测点到管网各个节点的水流路径长度，组合形成最短路径矩阵L；jm基于管网水力模型基准模型，进行平均日平均时刻工况下，各节点相同管网破损程度的破损事故模拟；建立监测点集合M，节点集合J，计算节点j(j＝1…J)破损导致监测点m(m＝1…M)的水压波动ΔH；遍历各个节点；jm如水压波动ΔH大于2倍的即监测点m能够有效感知到节点j发生破损事故引起的水压波动异常，则节点j属于监测点m的节点感知集；如对于另一个监测点(m+1)，ΔH波动大于2倍的/>则比较水流路径长度l和l，j归入水流路径长度小的监测点感知节点集；jmj(m+1)jmj(m+1)遍历各个监测点，得到各监测点感知节点集；(4)破损事故识别基于监测点实际监测数据，计算当前时刻t的压力阈值，如出现实际监测压力值ΔH小于压力阈值则进入破损事故识别备选状态1；测m如出现多个监测点同时出现破损事故识别备选状态1，根据水压波动值从大到小对监测点对应的监测点感知节点集进行排序，形成异常监测点序列1；与此同时，计算当前时刻t时，监测点m相对于管网水力基准压力的下降值ΔH，如该值超出了T时刻时m点压力下降阈值ΔH，说明此时监测点m的压力降低情况超出了整体管网正常的水力坡度范围，则进入破损事故识别备选状态2；(s-m)t(s-m)t下限如出现多个监测点同时出现破损事故识别备选状态2，根据水压波动值从大到小对监测点对应的监测点感知节点集进行排序，形成异常监测点序列2；当同时出现破损事故识别备选状态1和2时，表明监测点处压力相对于自身以及管网整体情况均出现了异常波动，此时识别管网出现破损事故状态；(5)破损事故定位识别管网出现破损事故状态后，提取当前时刻t异常监测点序列1，异常监测点序列2对应的各监测点感知节点集，根据排序顺序，提取模拟水压波动样本集中的数据，计算误差值，误差从小到大排序，对应与当前管网破损事故水压波动特征最接近的节点，以及相应的节点排序，作为破损事故定位位置以及需要进行巡检的优先顺序。