子网络水力建模的系统和方法技术方案

一种用于管理分配网络的系统，这个系统包括网络水力模型和提供来自耗量表的AMI数据的自动仪表基础设施(AMI)。这个系统包括分配网络内的子网络、将子网络互相连接的节点以及连接到节点的边界设备。每个边界设备包括流量计和压力传感器，其在给定时间步长感测分配网络在节点处的流量和压力。从网络水力模型生成每个子网络的子网络水力模型。处理模块按照给定时间间隔在来自给定子网络内的耗量表的AMI数据、在与给定子网络邻接的节点处的流量和压力和给定子网络的子网络水力模型之间确定第一比较。至少部分地基于第一比较来管理分配网络。

The System and Method of Subnetwork Hydraulic Modeling

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】子网络水力建模的系统和方法相关申请的交叉引用本申请是第15/402,743号美国专利申请的部分继续申请，该申请是于2017年1月10日提交的，其通过引用的方式整体并入此处。
本公开文本一般涉及水力建模，尤其涉及配水系统的多个子网络的水力建模。
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，目的是介绍下面在具体实施方式部分进一步描述的概念的基础和选择。
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并不旨在确定所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。通过引用的方式将以下美国专利和专利申请并入此处：第15/226,597号美国专利申请公开了一种改进的水力模型，这种水力模型使用包括消费者耗量表的自动或高级计量基础设施(AdvancedMeteringInfrastructure，AMI)的实时或近实时数据，以提高模型准确度，尤其是通过为模型中的服务节点获得更准确、分辨率更高的需水量值。提高模型中的服务节点的需水量的计算准确度源于一种改进的技术，该技术更准确地确定应当将配水系统中的哪些消耗点与每个服务节点相关联，并且这还源于使用实时或近实时消耗数据。计算机设备使用需水量值来提高其水流和压力估计的准确度和分辨率。反过来，提高的流量和压力估计提供更精确的控制，例如泵送或阀门控制、冲洗控制或调度、泄漏检测、步骤测试等。第15/402,743号美国专利申请公开了一种用于在具有耗量表的分配网络中进行泄漏检测的方法、装置和系统。将分配网络分为具有上游位置和下游位置的多个区域。上游压力传感器检测上游位置的上游压力，下游压力传感器检测下游位置处检测的下游压力。下游压力查找表用来，基于相应上游位置处的一系列假设上游压力和耗量表的消耗数据，确定每个下游位置处的预期压力。将预期压力和每个下游位置处的检测到的下游压力进行比较，以确定计算的差异是否超过差异阈值。如果差异超过差异阈值，那么使用泄漏位置查找表确定成组的可能的泄漏位置，泄漏位置查找表包含基于一系列假设差异的成组的可能的泄漏位置。
技术实现思路
本公开文本的一个实施例涉及一种用于管理分配网络的系统，这个系统包括网络水力模型和自动仪表基础设施(AMI)，它提供来自多个耗量表的AMI数据。这个系统包括：分配网络内的多个子网络；将多个子网络互相连接的多个节点；多个边界设备，其中每个边界设备可操作地连接到多个节点中的节点。多个边界设备中的每个边界设备至少包括流量计和压力传感器。流量计感测流量，压力传感器在给定时间步长感测分配网络在多个节点处的压力。从网络水力模型生成多个子网络水力模型，其中多个子网络水力模型对应于多个子网络。处理模块配置为在给定时间间隔确定第一比较，第一比较是来自给定子网络内的所述多个耗量表的所述AMI数据、在与所述给定子网络邻接的所述多个节点处的所述流量和压力与所述给定子网络的所述子网络水力模型之间的比较。至少部分地基于所述第一比较来管理所述分配网络。在一个实施例中，一种用于管理分配网络的方法包括结合网络水力模型和自动仪表基础设施(AMI)，该自动仪表基础设施提供来自多个耗量表的AMI数据。这个方法包括：将分配网络划分为多个子网络；在多个节点将多个子网络互相连接；设置多个边界设备，其中每个边界设备至少包括流量计和压力传感器。每个流量计配置为感测流量，每个压力传感器配置为感测分配网络在多个节点处的压力。将每个边界设备可操作地连接到多个节点中的节点。这个方法还包括：从网络水力模型生成与多个子网络对应的多个子网络水力模型。这个方法包括：在给定时间步长通过多个边界设备感测分配网络在多个节点的每个节点处的流量和压力，其中在给定时间步长的时间之间形成间隔。这个方法包括：按照间隔确定来自给定子网络内的多个耗量表的AMI数据、在与给定子网络邻接的多个节点处感测的流量和压力和给定子网络的子网络水力模型之间的比较。至少部分地基于比较来管理分配网络。一个实施例涉及一种用于管理分配网络的系统，这个系统包括网络水力模型和自动仪表基础设施(AMI)，该自动仪表基础设施提供来自多个耗量表的AMI数据。这个系统包括：分配网络内的第一子网络；分配网络内的第二子网络；节点，其可操作地将第一子网络和第二子网络连接起来；可操作地连接到节点的边界设备。边界设备包括感测流量的流量计和压力传感器，压力传感器感测分配网络在节点处的的压力。第一子网络水力模型与第一子网络对应。第二子网络水力模型与第二子网络对应。处理模块配置为至少比较来自第一子网络内的多个耗量表的AMI数据、节点处感测的流量和压力和第一子网络水力模型，以识别第一子网络水力模型与来自多个耗量表的AMI数据、在节点处感测的流量和/或在节点处感测的压力之间的异常。通过以下结合附图的描述，本公开的各种其他特征、目的和优点将变得更为显而易见。附图说明附图示出了目前设想的实现本公开的最佳实施方式。全部附图中使用相同的附图标记来表示相似的特征和部件。在图中：图1是本领域已知的典型配水网的俯视图；图2是根据本公开文本的系统和方法的配水网的俯视图；图3是本公开文本的系统和方法的一个实施例的示意图；图4示出了本公开文本的系统和方法的另一个实施例；图5示出了根据本公开文本的通信和信息流的一个实施例；图6示出了根据本公开文本的计算的确定。具体实施方式这一书面说明使用多个示例来揭露公开专利技术的实施例，这些实施例包括最佳实施方式，并且还让本领域技术人员能够实践或构建和使用这些实施例。本专利技术的可专利范围是由权利要求限定的，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有多个结构元件，而这些元件又与权利要求的文字语言并无差别，或者这些示例包括的等效结构元件与权利要求的文字语言并无实质差别，那么它们就落入权利要求的范围之内。对于供水公司来说，控制和管理配水网是一项很重要的任务。这包含了诸如冲洗、泄漏检测、动力管理(powermanagement)和污染源识别之类的许多操作。供水公司已使用的方法之一是建立独立计量区域(DMA)，用于改善水网络的管理和性能。例如，可以实施一个DMA，以便可以执行单向给水栓冲洗(unidirectionalhydrantflushing)。将这种冲洗设计为使用成组的阀门隔离DMA，然后打开成组的给水栓(hydrant)。独立计量区域的概念是限制或分割网络的一部分(一个DMA)，以测量流入或流出子区域或子网络的水量。通过这种方式，供水公司可以将配水网内的问题精确定位到单个子网络。然而，如果进出子网络的水流是不确定的，那么这个概念就会失效。图1示出了典型做法：设置子网络1-4，以发现泄漏，并冲洗分配网络5。本专利技术的专利技术人已经证实，这种做法是劳动密集型的，并且需要大量的人工参与来操控子网络的水力学，用于进行分析。为了利用这种做法来测试子网络，供水公司工作人员必须关闭子网络内的一些阀门，以确保感兴趣子区域是有限的。这包括选择性地关闭一个或更多个节点8处的边界阀门9，而节点8将子网络1-4和分配管6互连。然而，目前的做法不能保证从DMA总表7接收的所得模拟数据在现场没有人工操作员的情况下反映出实际网络。具体而言，在没有物理检查阀门在其位置处的状况的情况下，并没有存在一种实际机制来确认阀门是关闭的还是打开的。由于接近分配网络5受到限制，因而限制子区域总是存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于管理分配网络的系统，所述系统包括网络水力模型和自动仪表基础设施AMI，所述自动仪表基础设施提供来自多个耗量表的AMI数据，所述系统包括：所述分配网络内的多个子网络；将所述多个子网络互相连接的多个节点；多个边界设备，所述多个边界设备中的每个边界设备可操作地连接到所述多个节点中的节点，其中，所述多个边界设备中的每个边界设备至少包括流量计和压力传感器，并且其中，所述流量计感测流量，且所述压力传感器感测压力，从而所述多个边界设备以给定时间步长感测所述分配网络在所述多个节点处的流量和压力；所述网络水力模型生成的多个子网络水力模型，其中，所述多个子网络水力模型对应于所述多个子网络；处理模块，所述处理模块配置为在给定时间间隔确定第一比较，所述第一比较是来自给定子网络内的所述多个耗量表的所述AMI数据、与所述给定子网络邻接的所述多个节点处的所述流量和压力与所述给定子网络的所述子网络水力模型之间的比较，其中，至少部分地基于所述第一比较来管理所述分配网络。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.10 US 15/402,743;2017.05.02 US 15/584,8131.一种用于管理分配网络的系统，所述系统包括网络水力模型和自动仪表基础设施AMI，所述自动仪表基础设施提供来自多个耗量表的AMI数据，所述系统包括：所述分配网络内的多个子网络；将所述多个子网络互相连接的多个节点；多个边界设备，所述多个边界设备中的每个边界设备可操作地连接到所述多个节点中的节点，其中，所述多个边界设备中的每个边界设备至少包括流量计和压力传感器，并且其中，所述流量计感测流量，且所述压力传感器感测压力，从而所述多个边界设备以给定时间步长感测所述分配网络在所述多个节点处的流量和压力；所述网络水力模型生成的多个子网络水力模型，其中，所述多个子网络水力模型对应于所述多个子网络；处理模块，所述处理模块配置为在给定时间间隔确定第一比较，所述第一比较是来自给定子网络内的所述多个耗量表的所述AMI数据、与所述给定子网络邻接的所述多个节点处的所述流量和压力与所述给定子网络的所述子网络水力模型之间的比较，其中，至少部分地基于所述第一比较来管理所述分配网络。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理模块还配置为，识别所述子网络水力模型与来自所述给定子网络内的所述多个耗量表的所述AMI数据和在与所述给定子网络邻接的所述多个节点处感测的所述流量和压力之间的异常。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理模块还配置为，基于以下两者中至少之一来更新所述子网络水力模型：来自所述给定子网络内的所述多个耗量表的所述AMI数据，或在与所述给定子网络邻接的所述多个节点处感测的所述流量或压力。4.根据权利要求3所述的系统，其中，在所述给定时间步长的时间之间形成间隔，并且其中，仅针对所述间隔来更新所述子网络水力模型。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个边界设备包括均与所述给定子网络邻接的第一边界设备和第二边界设备，其中，所述第一边界设备是主设备，所述第二边界设备是从设备，其中，所述主设备包括所述处理模块，并且其中，所述从设备将所述从设备感测的流量和压力传送到所述主设备。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理模块还配置为：控制所述分配网络内的部件，从而在所述给定子网络内产生扰动，以使用与所述给定子网络邻接的所述多个边界设备感测的所述流量或压力来监测所述扰动带来的影响，识别所述扰动带来的影响与所述给定子网络的所述子网络水力模型之间的异常，并且基于在所述扰动带来的影响和所述子网络水力模型之间识别的所述异常来更新所述子网络水力模型。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述部件是增压泵，所述增压泵的操作引起所述扰动。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个边界设备中的至少一个边界设备还包括水质传感器。9.根据权利要求1所述的系统，其中，由所述多个边界设备中的边界设备感测的流动在第一时间期间具有第一方向并在第二时间期间具有第二方向，并且其中，所述处理单元还配置为在所述第一方向和所述第二方向相反时更新所述子网络水力模型。10.一种用于管理分配网络的方法，所述方法结合网络水力模型和自动仪表基础设施AMI，所述自动仪表基础设施提供来自多个耗量表的AMI数据，所述方法包括：将所述分配网络划分为多个子网络；在多个节点将所述多个子网络互相连接；设置多个边界设备，其中，所述多个边界设备内的每个边界设备至少包括流量计和压力传感器，并且其中，所述流量计配置为感测流量，所述压力传感器配置为感测所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·拉舍克，Z·A·巴克，M·E·沙菲，T·史密斯，
申请(专利权)人：胜赛斯光谱有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US