一种供水管网爆管信号异常分析方法技术

本发明专利技术公开了一种供水管网爆管信号异常分析方法，属于城市供水管网安全性领域。本发明专利技术通过SCADA系统监测管网流量及压力信号，利用改进的卡尔曼滤波从监测误差及用水量随机波动形成的背景噪音中识别爆管信号。传统的卡尔曼滤波检测方法存在爆管检测精度偏低、误报率较高的缺点。本发明专利技术改进了传统卡尔曼滤波法，对卡尔曼滤波残差进行累积和运算，选取3倍标准差为检测阈值进行爆管检测，放大了爆管信号强度、持续时间，提高了爆管时段爆管检出成功率。本发明专利技术为城镇供水管网的爆管检测提供了新思路，对管网的爆管修复工作具有一定指导意义。

【技术实现步骤摘要】
一种供水管网爆管信号异常分析方法
本专利技术涉及一种供水管网爆管信号异常分析方法，属于城市供水管网安全性领域。
技术介绍
给水系统由相互联系的一系列构筑物和输配水管网组成,其中给水管网直接沟通着供水厂与千家万户，铺设管线较长，是城市供水系统中投资最高的建设部分，约占给水系统总成本的50％-80％。随着管道老化，我国许多城市的供水管网处于超期服役阶段，爆管事故频发。有统计表明，一些中小型管网一年爆管数百次，大型管网甚至高达数千次，使得漏损率不降反增。《全国城镇供水设施改造与建设“十二五”规划及2020年远景目标通知》明确指出：我国供水管网漏损严重、爆管频发，甚至引起全城停水，将降低管网漏损作为重要的三个短期目标之一。据研究统计我国水务公司一年的漏损水量为102亿吨。若以每吨水成本1.5元计算，每年因漏损造成的直接经济损失为154亿元。除去正常范围内的流失率，如果城市供水管网漏损率能够降低10％，即可节省至少52亿立方米的水。而城市供水管网的漏损除了会因浪费大量优质的水资源，为供水企业带来严重的直接经济损失外，还有一定概率诱发致病菌入侵管道致使水质污染，或者损坏地下的公用设施。因此，世界本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种供水管网爆管信号异常分析方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)卡尔曼滤波计算步骤：1)根据前一状态值预测当前状态值：X(k/k‑1)＝X(k‑1/k‑1)   (1)其中X(k/k‑1)为基于X(k‑1/k‑1)的第k时刻预测值，X(k‑1/k‑1)为第k‑1时刻状态估计值；2)计算预测值方差：p(k/k‑1)＝p(k‑1/k‑1)+q(k)    (2)其中p(k‑1/k‑1)为k‑1时刻状态变量方差，q(k)为状态过程噪音方差，式(2)用于量化状态预测中的不确定性传播；3)根据k时刻测量值Z(k)及其方差r(k)，采用加权平均法计算当前状态变量值：

【技术特征摘要】
1.一种供水管网爆管信号异常分析方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)卡尔曼滤波计算步骤：1)根据前一状态值预测当前状态值：X(k/k-1)＝X(k-1/k-1)(1)其中X(k/k-1)为基于X(k-1/k-1)的第k时刻预测值，X(k-1/k-1)为第k-1时刻状态估计值；2)计算预测值方差：p(k/k-1)＝p(k-1/k-1)+q(k)(2)其中p(k-1/k-1)为k-1时刻状态变量方差，q(k)为状态过程噪音方差，式(2)用于量化状态预测中的不确定性传播；3)根据k时刻测量值Z(k)及其方差r(k)，采用加权平均法计算当前状态变量值：式(3)可变形为X(k/k)＝X(k/k-1)+g(k)·s(k)，其中s(k)＝Z(k)-X(k/k-1)，为新息序列，g(k)为卡尔曼增益矩阵，其表达式为：g(k)＝p(k/k-1)/[p(k/k-1)+r(k)](4)4)更新k时刻状态变量方差：p(k/k)＝[1-g(k)]p(k/k-1)(5)计算出X(k/k)及方差p(k/k)后，再返回式(1)对k+1时刻状态进行预测，进而实现动态滤波，其中q(k)与r(k)可采用下式计算：q(k)＝g2(k)c(k)(6)r(k)＝c(k)+p...

【专利技术属性】
技术研发人员：马琪然，杜坤，莫涵，孙晓婷，闫涛，王训斌，毛润康，陈攀，丁榕艺，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53