一种基于物联网的供水管网漏损分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的供水管网漏损分析方法及系统，包括搭建管网GIS平台，将供水单位的地下供水管数据载入管网GIS平台中；建立物联网流量计与管网中管段的位置关系；采集并计算物联网流量计T个连续自然日的夜间指定时段内指定时长的最小流量数据；采用最小二乘法对所述T个连续的夜间最小流量坐标点数据进行线性回归分析，得到拟合趋势线，并计算趋势线的斜率，根据斜率求出角度值，再根据角度值构建管段漏损分级表；综合管段漏损分级表和各物联网流量计中的角度值，得到管网漏损分布图。通过本发明专利技术可以为水公司的听漏、处漏人员缩小摸排范围、定位漏损管段提供有力帮助，是供水公司减少漏损、保障供水安全方面的有力工具。有力工具。有力工具。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的供水管网漏损分析方法及系统


[0001]本专利技术涉及供水管网漏损
，具体涉及一种基于物联网的供水管网漏损分析方法及系统。

技术介绍

[0002]《城镇供水管网漏损控制及评定标准》提出了“漏损率应按两级进行评定，一级为 10%，二级为 12%”。从相关资料显示，国内大多数供水公司的漏损率都是较高的，是超过以上两级评定标准的。从供水公司的角度出发，供水公司降低漏损率的意愿也是很强烈的，一方面，供水公司取水和制水都是有成本的，且成本也是较高的，减少输送过程中的水量漏损，就意味着降低成本，减少漏损带来的损失；另一方面，由于漏损就表示供水管网有破损，也容易让外部的污染物混入供水管网中，对供水水质造成不良影响，影响用户的饮水安全和用水安全。所以，发现漏损点，降低漏损率，对供水公司有着经济利益和社会责任两方面的双重意义。
[0003]目前业界各供水公司的漏损管控，普遍采用划分DMA独立计量区域（District Metering Area），采用MNF夜间最小流量（Minimum Night Flow），对各个DMA分区的区域的漏损率进行漏损评估分析。
[0004]现有技术中通过DMA分区管控的方法，需要将注册用户与DMA分区绑定起来，并且需要对注册用户的用水量要取得准确的数据，通过供水量和用水量的差，才能进行综合漏损率的计算，而实际操作中，对注册用户抄表，取得用水量数据，存在注册用户水表与DMA分区的关联问题、普表抄表问题、IC卡表抄表等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题有两点：一是现有对于供水管网漏损，主要采用DMA分区漏损管控的方法，但该方法对于水公司的水表类型和组成、户表位置的清晰程度、抄表的及时率、准确率等都有较高要求，导致一些水公司漏损管控未达到效果；二是一些常规的流量计流量异常做漏损分析的方法，都是采用的单个数据突变达到阈值报警的方法，即给流量计设置一个阈值，当流量计采集的数据低于或高于该阈值时，进行报警；该方法的问题是，数据分析缺乏整体性，仅从单数据分析，受设备故障和水流波动影响，经常导致数据误报，在实际使用中，对听漏、处漏人员做漏损摸排的指导性不强。而本方法既不需要DMA分区漏损管控方法那种较为苛刻的适用条件，又比单个数据阈值报警法的分析结果，更加系统化，通过连续多日的数据拟合数据的发展趋势，通过趋势来判断漏损的变化情况，既不需要过多的苛刻条件，又规避了单个数据错误导致的误报，使得流量漏损分析的结果更加准确和有效。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：本专利技术第一方面提供了一种基于物联网的供水管网漏损分析方法，包括S1、搭建管网GIS平台，将供水单位的地下供水管数据载入所述管网GIS平台中；
S2、从所述管网GIS平台获取管网数据并将所述管网数据与物联网流量计进行绑定，建立所述物联网流量计与管网中管段的位置关系；S3、采集所述物联网流量计T个连续自然日的夜间累计流量数据，对所述累计流量数据进行计算，得到T个连续自然日的最小流量数据；其中，T为正整数；S4、采用最小二乘法对T个连续自然日的最小流量数据进行线性回归分析得到拟合趋势线，计算趋势线斜率得到角度值，并根据所述角度值构建管段漏损分级表；S5、遍历所述管网GIS平台中所有管段，读取各物联网流量计中的角度值，综合管段漏损分级表和各物联网流量计中的角度值，得到管网漏损分布图。
[0007]在上述技术方案中，通过管网GIS平台获取管网数据，并将管网数据与物联网流量计进行绑定可以在管网GIS平台对供水管网进行漏损分析时及时定位到该漏损点属于哪一个管段，进而快速定位供水管网漏损的具体位置。
[0008]通过采集物联网流量计T个连续自然日的累计流量数据并进行计算，得到T个连续自然日的最小流量数据，该T个连续自然日的最小流量数据采用多样本数据，可以避免设备故障和水流波动造成的个别异常数据导致的错误，更能真实的反应该流量计监测数据的变化趋势。
[0009]采用最小二乘法对T个连续自然日的最小流量数据进行线性回归分析拟合数据趋势线，并根据趋势线的斜率，计算得到角度值，并根据角度值判断漏损的方向以及变化趋势，准确性比常规的单样本阈值报警更加准确和有效，有利于准确定位供水管网漏损的位置。
[0010]遍历所述管网GIS平台中所有流量计，通过各物联网流量计的采集数据，计算得到数据变化趋势线的角度值，综合管段漏损分级表和流量计影响管段长度，渲染各管段，得到的管网漏损分布图，可以直观体现供水管网的漏损分布情况，便于听漏、处漏人员缩小摸排范围、定位漏损管段。
[0011]在一种可选实施例中，对所述累计流量数据进行计算的方法如下：S31、对一个自然日的夜间累计流量数据进行筛选与过滤，得到所述一个自然日的夜间累计流量数据；S32、将所述一个自然日的夜间累计流量数据按照采集时间进行排序；S33、对排序后的夜间累计流量数据进行依次循环查找指定时长的累计流量数据，用两个累计流量数据计算差值，得到一个自然日的夜间多个等长时段的流量数据；S34、将所述等长时段的流量数据两两之间进行比较，得到自然日的最小流量数据。
[0012]在一种可选实施例中，采用最小二乘法对T个连续自然日的最小流量数据进行处理的方法如下：S41、根据所述T个连续自然日的最小流量数据创建以日期从前往后排序，以顺序号为横坐标、最小流量数据为纵坐标，建立T个连续的夜间最小流量坐标点数据；S42、采用最小二乘法对所述T个连续的夜间最小流量坐标点数据进行线性回归分析，得到拟合趋势线，并计算出趋势线的斜率；S43、采用反正切函数对所述拟合趋势线的斜率进行计算，得到弧度值；S44、根据弧度与角度的转换关系，将所述弧度值转换为角度值。
[0013]在一种可选实施例中，根据所述角度值构建管段漏损分级表的方法如下：S45、对所述角度值进行正负分析和角度情况分析，得到报警角度值阈值；S46、根据所述报警角度值阈值构建管段漏损分级表。
[0014]在一种可选实施例中，所述管段漏损分级表如下：所述角度值在[+35,+90)或(
‑
90,
‑
35]时，管段漏损分级为严重；所述角度值在[+10,+35)或(
‑
35,
‑
10]时，管段漏损分级为一般；所述角度值在(
‑
10,+10)时，管段漏损分级为正常。
[0015]在一种可选实施例中，采集所述物联网流量计T个自然日的夜间累计流量数据之前还包括对采集参数进行设置，所述采集参数包括连续自然日样本天数、数据采集误差时间差和流量计影响管段长度。
[0016]在一种可选实施例中，对采集参数进行设置的方法如下：所述自然日样本天数设置为15天；所述数据采集误差时间差最低设置为数据采集间隔时间的十分之一，最高设置为数据采集间隔时间的三分之一；所述流量计影响管段长度根据管网结构、管网密度、监测点间距进行设置。
[0017]在一种可选实施例中，采集所述物联网流量计T个自然日的夜间累计流量数据之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的供水管网漏损分析方法，其特征在于，S1、搭建管网GIS平台，将供水单位的地下供水管数据载入所述管网GIS平台中；S2、从所述管网GIS平台获取管网数据并将所述管网数据与物联网流量计进行绑定，建立所述物联网流量计与管网中管段的位置关系；S3、采集所述物联网流量计T个连续自然日的夜间累计流量数据，对所述累计流量数据进行计算，得到T个连续自然日的最小流量数据；其中，T为正整数；S4、采用最小二乘法对T个连续自然日的最小流量数据进行线性回归分析得到拟合趋势线，计算趋势线斜率得到角度值，并根据所述角度值构建管段漏损分级表；S5、遍历所述管网GIS平台中所有管段，读取各物联网流量计中的角度值，综合管段漏损分级表和各物联网流量计中的角度值，得到管网漏损分布图。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的供水管网漏损分析方法，其特征在于，对所述累计流量数据进行计算的方法如下：S31、对一个自然日的夜间累计流量数据进行筛选与过滤，得到所述一个自然日的夜间累计流量数据；S32、将所述一个自然日的夜间累计流量数据按照采集时间进行排序；S33、对排序后的夜间累计流量数据进行依次循环查找指定时长的累计流量数据，用两个累计流量数据计算差值，得到一个自然日的夜间多个等长时段的流量数据；S34、将所述等长时段的流量数据两两之间进行比较，得到自然日的最小流量数据。3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的供水管网漏损分析方法，其特征在于，采用最小二乘法对T个连续自然日的最小流量数据进行处理的方法如下：S41、根据所述T个连续自然日的最小流量数据创建以日期从前往后排序，以顺序号为横坐标、最小流量数据为纵坐标，建立T个连续的夜间最小流量坐标点数据；S42、采用最小二乘法对所述T个连续的夜间最小流量坐标点数据进行线性回归分析，得到拟合趋势线，并计算出趋势线的斜率；S43、采用反正切函数对所述拟合趋势线的斜率进行计算，得到弧度值；S44、根据弧度与角度的转换关系，将所述弧度值转换为角度值。4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的供水管网漏损分析方法，其特征在于，根据所述角度值构建管段漏损分级表的方法如下：S45、对所述角度值进行正负分析和角度情况分析，得到报警角度值阈值；S46、根据所述报警角度值阈值构建管段漏损分级表。5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的供水管网漏损分析方法，其特征在于，所述管段漏损分级表如下：所述角度值在[+35,+90)或(
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90,
‑
35]时，管段漏损分级为严重；所述角度值在[+10,+35)或(
‑
35,
‑
10]时，管段...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡洪祥，李儒兵，蒲以富，徐健，邱果昌，陈巧云，叶培，萧阳，巫若林，曹杨，
申请(专利权)人：成都同飞科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：