一种管网异常分析方法技术

本发明专利技术公开了一种管网异常分析方法，能够根据与异常点相关的管段的管段特征和一预先训练得到的计算模型得到每个管段的异常值，并根据异常值对管段是否存在爆裂进行判断。通过本技术方案，根据海量历史数据预先训练一计算模型，能够根据监测数据自主对爆裂管段进行合理高效的判断和预测，同时对于多点同时爆裂的情形进行进一步的优化判断，进而实现管道爆裂的主动预测和技术预警。通过本技术方案可以最大限度地防止小漏的生长，大大缩短了漏损检测的管理周期和人力耗费，具有极高的经济价值。

An abnormal analysis method of pipe network

【技术实现步骤摘要】
一种管网异常分析方法
本专利技术涉及水务管网安全监控领域，尤其涉及一种管网异常分析方法。
技术介绍
市政水务管网是城市的生命线工程，城市的主干管爆管往往会带来极为严重的后果。随着管网信息化和智慧水务的推进，爆管事故的实时在线监测是水务企业安全保障的重要组成部分，也越来越受到重视。目前针对爆管主要是通过现场人员发现后，通过热线电话等方式远程反馈给运营企业进而采取对应措施，该方式效率极低且无法及时反映情况，至多算是一种大型爆管发生后的补救措施，故而当前亟需一种能够自主对管网异常进行分析判断的方式。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种管网异常分析方法，具体技术方案如下所示：一种管网异常分析方法，应用于水务管网，于水务管网中设置有多个监测终端，每个监测终端每间隔一预设时间采集一次实时管网数据并进行输出；每两个相邻监测终端之间的水务管网记为一管段；管网异常分析方法包括如下步骤：步骤S1，根据实时管网数据，持续生成并输出每个监测终端对应的实时监测值；步骤S2，判断每个实时监测值是否均小于等于一第一预设阈值：若每个实时监测值均小于等于第一预设阈值，则返回步骤S2；若任意一个实时监测值大于第一预设阈值，则将大于第一预设阈值的实时监测值对应的监测终端记为异常点，并转向步骤S3；步骤S3，将所有包含异常点的管段记为待分析管段，并获取所有待分析管段的管段特征；步骤S4，根据管段特征和一预先训练得到的计算模型，得到每个待分析管段的异常值，并判断每个异常值是否均小于等于一第二预设阈值：若每个异常值均小于等于第二预设阈值，则返回步骤S2；若任意一个异常值大于第二预设阈值，则转向步骤S5；步骤S5，将大于第二预设阈值的异常值对应的管段记为爆裂管段并进行输出，而后返回步骤S2。优选的，该种管网异常分析方法，其中预设时间的取值范围为[30ms，50ms]。优选的，该种管网异常分析方法，其中实时管网数据包括压力值。优选的，该种管网异常分析方法，其中步骤S1进一步包括：步骤S11，对每个监测终端，根据实时管网数据进行线性拟合，输出每个监测终端对应的实时趋势曲线；步骤S12，根据实时趋势曲线，每间隔预设时间计算一次实时趋势曲线的斜率值并记为实时监测值。优选的，该种管网异常分析方法，其中管段一端的监测终端记为第一监测终端，管段另一端的监测终端记为第二监测终端；将大于第一预设阈值的实时监测值对应的时刻记为异常时刻；管段特征包括第一监测终端对应的于异常时刻前后一预设时间段内的所有实时管网数据、第二监测终端对应的于异常时刻前后预设时间段内的所有实时管网数据、管段的管长、管径和管段中的水流流向。优选的，该种管网异常分析方法，其中管段特征包括多个特征量；计算模型包括多个加权系数，每个加权系数对应一特征量，通过对多个特征量进行加权相加得到异常值。优选的，该种管网异常分析方法，其中于步骤S1之前，预先设置多组历史管段特征数据；每组历史管段特征数据中均包含多组管段特征，每组管段特征对应一管段；每组历史管段特征数据中均包含至少一爆裂管段的管段特征和至少一未爆裂管段的管段特征；于步骤S1前包括如下步骤：步骤A1，按次序提取一组历史管段特征数据，根据计算模型，分别得到该组历史管段特征数据中各管段对应的异常值；步骤A2，对异常值按由高到低的次序进行排序；步骤A3，将爆裂管段对应的异常值的最小值和未爆裂管段对应的异常值的最大值组成的区间记为一临界区间；步骤A4，重复步骤A1至A3，直至多组历史管段特征数据均得到一对应的临界区间；步骤A5，对所有临界区间取交集，并将交集记为爆管临界值集合并输出。优选的，该种管网异常分析方法，其中第二预设阈值属于爆管临界值集合。优选的，该种管网异常分析方法，其中管段均按照一预设规则进行编号；预设规则为相近的管段的编号相近。优选的，该种管网异常分析方法，其中步骤S5进一步包括：步骤S51，判断大于第二预设阈值的异常值的个数是否等于1：若是，则异常值对应的管段记为爆裂管段并进行输出；若否，则转向步骤S52；步骤S52，获取所有异常值对应的管段的编号并将编号按由大到小的次序进行排序，输出一编号序列；步骤S53，判断编号序列中各编号的差值的绝对值是否均小于等于一第三预设阈值：若绝对值均小于等于第三预设阈值，则将多个异常值中最大值对应的管段记为爆裂管段并进行输出；若任一绝对值大于第三预设阈值，则转向步骤S54；步骤S54，按绝对值对应的两编号对编号序列进行划分，得到至少两个编号子序列；步骤S55，输出每个编号子序列中。本技术方案具有如下优点或有益效果：通过本技术方案，根据海量历史数据预先训练一计算模型，能够根据监测数据自主对爆裂管段进行合理高效的判断和预测，同时对于多点同时爆裂的情形进行进一步的优化判断，进而实现管道爆裂的主动预测和技术预警。通过本技术方案可以最大限度地防止小漏的生长，大大缩短了漏损检测的管理周期和人力耗费，具有极高的经济价值。附图说明图1为本专利技术一种管网异常分析方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。一种管网异常分析方法，应用于水务管网，于水务管网中设置有多个监测终端，每个监测终端每间隔一预设时间采集一次实时管网数据并进行输出；每两个相邻监测终端之间的水务管网记为一管段；如图1所示，该种管网异常分析方法包括如下步骤：步骤S1，根据实时管网数据，持续生成并输出每个监测终端对应的实时监测值；步骤S2，判断每个实时监测值是否均小于等于一第一预设阈值：若每个实时监测值均小于等于第一预设阈值，则返回步骤S2；若任意一个实时监测值大于第一预设阈值，则将大于第一预设阈值的实时监测值对应的监测终端记为异常点，并转向步骤S3；步骤S3，将所有包含异常点的管段记为待分析管段，并获取所有待分析管段的管段特征；步骤S4，根据管段特征和一预先训练得到的计算模型，得到每个待分析管段的异常值，并判断每个异常值是否均小于等于一第二预设阈值：若每个异常值均小于等于第二预设阈值，则返回步骤S2；若任意一个异常值大于第二预设阈值，则转向步骤S5；步骤S5，将大于第二预设阈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管网异常分析方法，应用于水务管网，其特征在于，于所述水务管网中设置有多个监测终端，每个所述监测终端每间隔一预设时间采集一次实时管网数据并进行输出；/n每两个相邻所述监测终端之间的所述水务管网记为一管段；/n所述管网异常分析方法包括如下步骤：/n步骤S1，根据所述实时管网数据，持续生成并输出每个所述监测终端对应的实时监测值；/n步骤S2，判断每个所述实时监测值是否均小于等于一第一预设阈值：/n若每个所述实时监测值均小于等于所述第一预设阈值，则返回步骤S2；/n若任意一个所述实时监测值大于所述第一预设阈值，则将大于所述第一预设阈值的所述实时监测值对应的所述监测终端记为异常点，并转向步骤S3；/n步骤S3，将所有包含所述异常点的所述管段记为待分析管段，并获取所有所述待分析管段的管段特征；/n步骤S4，根据所述管段特征和一预先训练得到的计算模型，得到每个所述待分析管段的异常值，并判断每个所述异常值是否均小于等于一第二预设阈值：/n若每个所述异常值均小于等于所述第二预设阈值，则返回步骤S2；/n若任意一个所述异常值大于所述第二预设阈值，则转向步骤S5；/n步骤S5，将大于所述第二预设阈值的所述异常值对应的所述管段记为爆裂管段并进行输出，而后返回步骤S2。/n...

【技术特征摘要】
1.一种管网异常分析方法，应用于水务管网，其特征在于，于所述水务管网中设置有多个监测终端，每个所述监测终端每间隔一预设时间采集一次实时管网数据并进行输出；
每两个相邻所述监测终端之间的所述水务管网记为一管段；
所述管网异常分析方法包括如下步骤：
步骤S1，根据所述实时管网数据，持续生成并输出每个所述监测终端对应的实时监测值；
步骤S2，判断每个所述实时监测值是否均小于等于一第一预设阈值：
若每个所述实时监测值均小于等于所述第一预设阈值，则返回步骤S2；
若任意一个所述实时监测值大于所述第一预设阈值，则将大于所述第一预设阈值的所述实时监测值对应的所述监测终端记为异常点，并转向步骤S3；
步骤S3，将所有包含所述异常点的所述管段记为待分析管段，并获取所有所述待分析管段的管段特征；
步骤S4，根据所述管段特征和一预先训练得到的计算模型，得到每个所述待分析管段的异常值，并判断每个所述异常值是否均小于等于一第二预设阈值：
若每个所述异常值均小于等于所述第二预设阈值，则返回步骤S2；
若任意一个所述异常值大于所述第二预设阈值，则转向步骤S5；
步骤S5，将大于所述第二预设阈值的所述异常值对应的所述管段记为爆裂管段并进行输出，而后返回步骤S2。


2.如权利要求1所述的管网异常分析方法，其特征在于，所述预设时间的取值范围为[30ms，50ms]。


3.如权利要求1所述的管网异常分析方法，其特征在于，所述实时管网数据包括压力值。


4.如权利要求1所述的管网异常分析方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括：
步骤S11，对每个所述监测终端，根据所述实时管网数据进行线性拟合，输出每个所述监测终端对应的所述实时趋势曲线；
步骤S12，根据所述实时趋势曲线，每间隔所述预设时间计算一次所述实时趋势曲线的斜率值并记为所述实时监测值。


5.如权利要求1所述的管网异常分析方法，其特征在于，所述管段一端的监测终端记为第一监测终端，所述管段另一端的监测终端记为第二监测终端；
将大于所述第一预设阈值的所述实时监测值对应的时刻记为异常时刻；
所述管段特征包括第一监测终端对应的于所述异常时刻前后一预设时间段内的所有所述实时管网数据、第二监测终端对应的于所述异常时刻前后所述预设时间段内的所有所述实时管网数据、所述管段的管长、管径和所述管段中的水流流向。

【专利技术属性】
技术研发人员：李纪玺，滕立勇，丁凯，张萌蕾，俞丰姣，
申请(专利权)人：上海威派格智慧水务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31