一种基于数字孪生技术的城市地下管网预警系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于数字孪生技术的城市地下管网预警系统，所述预警系统包括管路数据库模块、模型建立模块、采集监控模块、处理模块以及预警模块；所述管路数据库模块存储有城市地下管路的基础参数；所述采集监控模块用于对城市管路进行监控；所述模型建立模块用于基于存储的城市地下管路的基础参数和采集监控模块的监控点位建立城市管网孪生模型；所述处理模块用于对采集监控模块获取到的数据进行处理得到处理结果。本发明专利技术能够利用现有的流量计来对供气、供水以及排水管路进行监控，并对监控数据进行处理，得到预警结果，以解决现有的城市管网监控投入力度大或者监控预警存在不足的问题。足的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生技术的城市地下管网预警系统


[0001]本专利技术涉及城市管网监控
，尤其涉及一种基于数字孪生技术的城市地下管网预警系统。

技术介绍

[0002]数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统，城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。
[0003]现有的技术中，在城市的管网中，最基础的管路即为供水、供气以及排水管路，供水管路能够为用户提供生活必需的水资源，供气管路能够为用户提供燃气，排水管路用于生活废水的排放，因此对于这三类管路的监控显得十分的重要，现有的技术中在对上述管路进行监控时，一方面需要花费大量的监控设备或者大量的人力进行监控，一方面就是对这类管路的监控存在明显的不足，很难有一种既经济又能够精准监测预警的方法来解决这一难题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种基于数字孪生技术的城市地下管网预警系统，能够利用现有的流量计来对供气、供水以及排水管路进行监控，并对监控数据进行处理，得到预警结果，以解决现有的城市管网监控投入力度大或者监控预警存在不足的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种基于数字孪生技术的城市地下管网预警系统，所述预警系统包括管路数据库模块、模型建立模块、采集监控模块、处理模块以及预警模块；
[0006]所述管路数据库模块存储有城市地下管路的基础参数；
[0007]所述采集监控模块用于对城市管路进行监控；
[0008]所述模型建立模块用于基于存储的城市地下管路的基础参数和采集监控模块的监控点位建立城市管网孪生模型；
[0009]所述处理模块用于对采集监控模块获取到的数据进行处理得到处理结果；
[0010]所述预警模块用于对处理结果进行判断，对应生成预警信息发送至维护终端。
[0011]进一步地，所述管路数据库模块存储的城市地下管路的基础参数包括供水管路参数、供气管路参数以及排水管路参数；
[0012]所述供水管路参数包括一级供水管路、二级供水管路以及三级供水管路；所述一级供水管路与供水站直接连接，所述三级供水管路与用户直接连接，所述二级供水管路用
于将一级供水管路和三级供水管路进行连接，所述一级供水管路的数量小于二级供水管路的数量，所述二级供水管路的数量小于三级供水管路的数量；
[0013]所述供气管路参数包括一级供气管路、二级供气管路以及三级供气管路，所述一级供气管路与供气站直接连接，所述三级供气管路与用户直接连接，所述二级供气管路用于将一级供气管路和三级供气管路进行连接，所述一级供气管路的数量小于二级供气管路的数量，所述二级供气管路的数量小于三级供气管路的数量；
[0014]所述排水管路包括一级排水管路、二级排水管路以及三级排水管路，所述一级排水管路与外界排放空间直接连接，所述三级排水管路与用户端相连接，所述二级排放管路用于将一级排水管路和三级排水管路进行连接，且所述一级排水管路的管径大于二级排水管路的管径，所述二级排水管路的管径大于三级排水管路的管径。
[0015]进一步地，所述采集监控模块包括第一监控单元、第二监控单元以及第三监控单元，所述第一监控单元用于对供水管路进行监控，所述第二监控单元用于对供气管路进行监控，所述第三监控单元用于对排水管路进行监控；
[0016]所述第一监控单元包括若干供水流量计，若干供水流量计分别设置在一级供水管路、二级供水管路以及三级供水管路上；
[0017]所述第二监控单元包括若干燃气流量计，若干燃气流量计分别设置在一级供气管路、二级供气管路以及三级供气管路上；
[0018]所述第三监控单元包括若干排水流量计，若干排水流量计分别设置在一级排水管路、二级排水管路以及三级排水管路上。
[0019]进一步地，所述模型建立模块配置有模型建立策略，所述模型建立策略包括：对一级供水管路、二级供水管路以及三级供水管路分别建立供水管路模型，并将一级供水管路、二级供水管路以及三级供水管路分别标记为Gs1a、Gs2b以及Gs3c，其中Gs1、Gs2以及Gs3分别代表一级供水管路、二级供水管路以及三级供水管路的标号，a、b以及c分别代表一级供水管路、二级供水管路以及三级供水管路的数量，且c>b>a；
[0020]对一级供气管路、二级供气管路以及三级供气管路分别建立供气管路模型，并将一级供气管路、二级供气管路以及三级供气管路分别标记为Gq1d、Gq2e以及Gq3f，其中Gq1、Gq2以及Gq3分别代表一级供气管路、二级供气管路以及三级供气管路的标号，d、e以及f分别代表一级供气管路、二级供气管路以及三级供气管路的数量，且d>e>f；
[0021]对一级排水管路、二级排水管路以及三级排水管路分别建立排水管路模型，并将一级排水管路、二级排水管路以及三级排水管路分别标记为Ps1g、Ps2h以及Ps3i，其中，Ps1、Ps2以及Ps3分别代表一级排水管路、二级排水管路以及三级排水管路的标号，g、h以及i分别代表一级排水管路、二级排水管路以及三级排水管路的数量，且i>h>g。
[0022]进一步地，所述处理模块包括第一处理单元、第二处理单元以及第三处理单元，所述第一处理单元用于对供水管路的监控数据进行处理，所述第二处理单元用于对供气管路的监控数据进行处理，所述第三处理单元用于对排水管路的监控数据进行处理；
[0023]所述第一处理单元配置有第一处理策略，所述第一处理策略包括：分别计算一级供水管路的输入端和输出端的第一供水流量差值、二级供水管路的输入端和输出端的第二供水流量差值以及三级供水管路的输入端和输出端的第三供水流量差值，将第一供水流量差值、第二供水流量差值以及第三供水流量差值带入供水风险公式中求得供水参考值；
[0024]所述第二处理单元配置有第二处理策略，所述第二处理策略包括：分别计算一级供气管路的输入端和输出端的第一供气流量差值、二级供气管路的输入端和输出端的第二供气流量差值以及三级供气管路的输入端和输出端的第三供气流量差值，将第一供气流量差值、第二供气流量差值以及第三供气流量差值带入供气风险公式中求得供气参考值；
[0025]所述第二处理单元配置有第三处理策略，所述第三处理策略包括：分别获取若干三级排水管路的输出端的流量值、若干二级排水管路的输出端的流量值以及若干一级排水管路的输出端的流量值；将若干三级排水管路的输出端的流量值和若干二级排水管路的输出端的流量值带入第一排水公式中求得第一堵塞风险值，将若干二级排水管路的输出端的流量值以及若干一级排本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生技术的城市地下管网预警系统，其特征在于，所述预警系统包括管路数据库模块、模型建立模块、采集监控模块、处理模块以及预警模块；所述管路数据库模块存储有城市地下管路的基础参数；所述采集监控模块用于对城市管路进行监控；所述模型建立模块用于基于存储的城市地下管路的基础参数和采集监控模块的监控点位建立城市管网孪生模型；所述处理模块用于对采集监控模块获取到的数据进行处理得到处理结果；所述预警模块用于对处理结果进行判断，对应生成预警信息发送至维护终端。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的城市地下管网预警系统，其特征在于，所述管路数据库模块存储的城市地下管路的基础参数包括供水管路参数、供气管路参数以及排水管路参数；所述供水管路参数包括一级供水管路、二级供水管路以及三级供水管路；所述一级供水管路与供水站直接连接，所述三级供水管路与用户直接连接，所述二级供水管路用于将一级供水管路和三级供水管路进行连接，所述一级供水管路的数量小于二级供水管路的数量，所述二级供水管路的数量小于三级供水管路的数量；所述供气管路参数包括一级供气管路、二级供气管路以及三级供气管路，所述一级供气管路与供气站直接连接，所述三级供气管路与用户直接连接，所述二级供气管路用于将一级供气管路和三级供气管路进行连接，所述一级供气管路的数量小于二级供气管路的数量，所述二级供气管路的数量小于三级供气管路的数量；所述排水管路包括一级排水管路、二级排水管路以及三级排水管路，所述一级排水管路与外界排放空间直接连接，所述三级排水管路与用户端相连接，所述二级排放管路用于将一级排水管路和三级排水管路进行连接，且所述一级排水管路的管径大于二级排水管路的管径，所述二级排水管路的管径大于三级排水管路的管径。3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生技术的城市地下管网预警系统，其特征在于，所述采集监控模块包括第一监控单元、第二监控单元以及第三监控单元，所述第一监控单元用于对供水管路进行监控，所述第二监控单元用于对供气管路进行监控，所述第三监控单元用于对排水管路进行监控；所述第一监控单元包括若干供水流量计，若干供水流量计分别设置在一级供水管路、二级供水管路以及三级供水管路上；所述第二监控单元包括若干燃气流量计，若干燃气流量计分别设置在一级供气管路、二级供气管路以及三级供气管路上；所述第三监控单元包括若干排水流量计，若干排水流量计分别设置在一级排水管路、二级排水管路以及三级排水管路上。4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生技术的城市地下管网预警系统，其特征在于，所述模型建立模块配置有模型建立策略，所述模型建立策略包括：对一级供水管路、二级供水管路以及三级供水管路分别建立供水管路模型，并将一级供水管路、二级供水管路以及三级供水管路分别标记为Gs1a、Gs2b以及Gs3c，其中Gs1、Gs2以及Gs3分别代表一级供水管路、二级供水管路以及三级供水管路的标号，a、b以及c分别代表一级供水管路、二级供水管路以及三级供水管路的数量，且c>b>a；
对一级供气管路、二级供气管路以及三级供气管路分别建立供气管路模型，并将一级供气管路、二级供气管路以及三级供气管路分别标记为Gq1d、Gq2e以及Gq3f，其中Gq1、Gq2以及Gq3分别代表一级供气管路、二级供气管路以及三级供气管路的标号，d、e以及f分别代表一级供气管路、二级供气管路以及三级供气管路的数量，且d>e>f；对一级排水管路、二级排水管路以及三级排水管路分别建立排水管路模型，并将一级排水管路、二级排水管路以及三级排水管路分别标记为Ps1g、Ps2h以及Ps3i，其中，Ps1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱芷逸，易素微，朱飞，朱清义，
申请(专利权)人：城发智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：