一种用于城市输配送管网的风险监测控制系统

专利主权项内容

1.一种用于城市输配送管网的风险监测控制系统，其特征在于：包括：管段划分模块、数据采集模块、数据预处理模块、管道运行监测模块、管道质量监测模块、管道负荷监测模块、预警模型建立模块，以及风险评估控制模块；所述管段划分模块，按照管道划分标准，将管道划分为多段监测子区域，并将各监测子区域依次编号为1，2，3，...，i，...，n；所述数据采集模块，在各监测子区域安装传感器，收集各监测子区域的一次数据，包括一次管道运行数据、一次管道质量数据和一次管道负荷数据，并将收集到的一次数据传输至数据预处理模块；所述数据预处理模块，接收数据采集模块采集的一次数据，通过滤波处理对一次数据进行预处理操作，得到滤波处理后的二次数据，包括二次管道运行数据、二次管道质量数据和二次管道负荷数据；所述管道运行监测模块，基于数据预处理模块中的二次管道运行数据，通过管道运行监测模型计算得出各监测子区域的运行稳定性系数，并将计算得出的运行稳定性系数传输至预警模型建立模块；所述管道运行监测模块中各监测子区域的运行稳定性系数的计算步骤如下：步骤S01：计算管道承受应力，计算公式为：，其中/>表示各监测子区域的管道承受应力，/>表示各监测子区域的管道压力，/>表示各监测子区域的管道材料密度，/>表示各监测子区域的管道直径；步骤S02：计算运行稳定性系数，计算公式为：，其中/>表示各监测子区域的运行稳定性系数，/>表示各监测子区域的管道内温度，/>表示各监测子区域的管道外温度，/>表示各监测子区域的管道内流体速度，/>表示各监测子区域的管道承受应力；所述管道质量监测模块，基于数据预处理模块中的二次管道质量数据，通过管道质量监测模型计算得出各监测子区域的管道腐蚀系数，并将计算得出的管道腐蚀系数传输至预警模型建立模块；所述管道质量监测模块中各监测子区域的管道腐蚀系数的计算公式为：，其中/>表示各监测子区域的管道腐蚀系数，/>表示各监测子区域的管道腐蚀深度，/>表示各监测子区域的管道壁厚，/>表示各监测子区域的极限压力；所述管道负荷监测模块，基于数据预处理模块中的二次管道负荷数据，通过管道负荷监测模型计算得出各监测子区域的管道负荷系数，并将计算得出的管道负荷系数传输至预警模型建立模块；所述管道负荷监测模块中各监测子区域的管道负荷系数的计算步骤如下：步骤S01：计算管道阻力，计算公式为：，其中/>表示各监测子区域的管道阻力，/>表示各监测子区域的管道长度，/>表示各监测子区域的管道直径，/>表示各监测子区域的管道内流体速度，g表示重力加速度；步骤S02：计算管道负荷系数，计算公式为：，其中/>表示各监测子区域的管道负荷系数，/>表示各监测子区域的管道起点压力，/>表示各监测子区域的管道终点压力，/>表示各监测子区域的管道阻力；所述预警模型建立模块，基于各监测子区域的运行稳定性系数、管道腐蚀系数和管道负荷系数计算得出各监测子区域的管道安全指数，建立预警模型，并将计算得出的管道安全指数传输至风险评估控制模块；所述预警模型建立模块中各监测子区域的管道安全指数的计算公式为：，其中/>表示各监测子区域的管道安全指数，/>表示各监测子区域的运行稳定性系数，/>表示各监测子区域的管道腐蚀系数，/>表示各监测子区域的管道负荷系数，/>、/>和/>表示常数；所述风险评估控制模块，接收预警模型建立模块计算得出的各监测子区域的管道安全指数，预测管道风险，并依据风险等级提供对应的控制方案传输至客户端。