液体管网泄漏监测方法、系统和电子设备技术方案

本发明专利技术公开了一种液体管网泄漏监测方法、系统和电子设备，所述方法包括获取液体管网中各给水栓设备采集的水听数据；分别根据各所述给水栓设备采集的水听数据判断所述液体管网是否出现泄漏；若出现，则确定至少一组给水栓设备，其中，每组给水栓设备包括两个给水栓设备，且所述两个给水栓设备位于泄漏点两侧；基于各组给水栓设备采集的水听数据，确定所述液体管网中的泄漏点位置。该方法可实现液体管网泄漏的高精度定位，降低漏检误检率。降低漏检误检率。降低漏检误检率。

【技术实现步骤摘要】
液体管网泄漏监测方法、系统和电子设备


[0001]本专利技术涉及检测
，尤其涉及一种液体管网泄漏监测方法、系统和电子设备。

技术介绍

[0002]液体管网作为民生基础设施的一个关键组成部分，其泄漏与爆管导致的水资源流失及对应的经济损失、路面塌陷、供水瘫痪等次生灾害会带来严重的社会问题。针对液体管网中的消防管网，由于部分消管网泄漏或水压不足导致长期处于欠压状态，甚至低于消防用水的压力下限，此区域一旦发生火灾，消火栓内水压达不到现场救援要求，火势无法及时扑灭，将导致严重的火灾事故。目前市场中用于感知消防管网的设备普及率较低，尤其是用于消防管网泄漏监测的设备更是少之又少。大部分消防管道监测类产品需要对消火栓或管网进行改造安装，成本较高，产品功能集成度不高，实际应用效果没有达到预期。
[0003]为此，相关技术中提出两种方案，一个是通过声音信号互相关与频点分析的方法对泄漏点进行精确定位，另一个是采用人工智能相关方法建立关于区域内多节点压力、流量与泄漏点位置的模型，从而对泄漏点位置进行预估计算。然而，相关技术中存在如下问题：
[0004](1)基于声音信号互相关的泄漏检测技术受外界噪声影响大、漏失判断与定位精度受管道材质、结构、周边地理环境影响较大；
[0005](2)采用人工智能相关方法建立关于区域内多节点压力、流量与泄漏点位置的模型的方法，对训练数据要求高，出现漏检误检情况难以及时调整和优化。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种液体管网泄漏监测方法，该方法可实现液体管网泄漏的高精度定位，降低漏检误检率。
[0007]本专利技术的第二个目的在于提出一种电子设备。
[0008]本专利技术的第三个目的在于提出一种液体管网泄漏监测设备。
[0009]为达上述目的，本专利技术第一方面实施例提出的液体管网泄漏监测方法，包括：获取液体管网中各给水栓设备采集的水听数据；分别根据各所述给水栓设备采集的水听数据判断所述液体管网是否出现泄漏；若出现，则确定至少一组给水栓设备，其中，每组给水栓设备包括两个给水栓设备，且所述两个给水栓设备位于泄漏点两侧；基于各组给水栓设备采集的水听数据，确定所述液体管网中的泄漏点位置。
[0010]另外，本专利技术实施例的液体管网泄漏监测方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0011]根据本专利技术的一个实施例，所述确定至少一组给水栓设备，包括：对目标给水栓设备进行两两组合，其中，所述目标给水栓设备为检测到所述液体管网出现泄漏的水听数据对应的给水栓设备；针对每个组合，利用广义互相关算法根据该组合中的两给水栓设备采
集的水听数据，得到泄漏点声音信号到达该组合中的两给水栓设备的时间延迟，并在根据所述时间延迟判断泄漏点在该组合中的两给水栓设备之间时，将该组合作为选定的一组给水栓设备。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，所述利用广义互相关算法根据该组合中的两给水栓设备采集的水听数据，得到泄漏点声音信号到达该组合中的两给水栓设备的时间延迟，包括：分别对该组合中的两给水栓设备采集的水听数据进行分段傅里叶变换处理，得到第一频域信号和第二频域信号；根据所述第一频域信号和第二频域信号的共轭信号，得到所述泄漏点声信号的互频谱函数和频率加权函数；根据所述互频谱函数和频率加权函数计算得到所述广义互相关函数，并对所述广义互相关函数进行傅里叶逆变换处理，得到广义互相关数据；将所述广义互相关数据中最大值对应的时刻作为所述时间延迟。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述广义互相关函数表示为：
[0014][0015]其中，R
j
[τ]表示第j个时域分段的广义相关函数，τ为时刻，I为预设时域分段长度，i为对应时域区间内的第i个频率点，A[ω]为所述频率加权函数，M[ω]为所述第一频域信号，N[ω]*
为所述第二频域信号的共轭信号，P[ω]为所述互频谱函数，P[ω]＝M[ω]·
N[ω]*
，
[0016]根据本专利技术的一个实施例，记组合中的两给水栓设备分别为第一给水栓设备和第二给水栓设备，若对应的时间延迟满足如下条件，则确定所述第一给水栓设备和第二给水栓设备位于所述泄漏点两侧：
[0017][0018]其中，Δτ
m,n
为所述第一给水栓设备和所述第二给水栓设备之间的时间延迟，c为液体管网中声音信号的传播速度，v
m,n
为所述第一给水栓设备和所述第二给水栓设备之间的管道内水流速度，l
m,n
为所述第一给水栓设备和所述第二给水栓设备之间的距离。
[0019]根据本专利技术的一个实施例，所述基于各组给水栓设备采集的水听数据，确定所述液体管网中的泄漏点位置，包括：
[0020]针对每组给水栓设备，分别计算所述泄漏点位置与该组给水栓设备中两给水栓设备之间的距离；
[0021]根据所述距离构建泄漏定位矩阵，其中，所述泄漏定位矩阵为线性矩阵；
[0022]求解所述泄漏定位矩阵，并根据求解结果得到所述泄漏点位置。
[0023]根据本专利技术的一个实施例，所述泄漏定位矩阵如下：
[0024][0025]其中，l
m
为所述第一给水栓设备与所述泄漏点位置之间的距离，l
n
为所述所述第二给水栓设备与所述泄漏点位置之间的距离。
[0026]根据本专利技术的一个实施例，确定x组给水栓设备，所述求解结果包括x个解，所述根据求解结果得到所述泄漏点位置，包括：对所述x个解进行转换，得到所述泄漏点位置的参数矩阵；基于所述参数矩阵构建极大似然函数；根据所述极大似然函数得到所述泄漏点位置与预设固定给水栓设备之间的距离，并根据该距离和所述预设固定给水栓的位置得到所述泄漏点位置。
[0027]为达上述目的，本专利技术第二方面实施例提出的电子设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器上的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如本专利技术第一方面实施例所述的液体管网泄漏监测方法。
[0028]为达上述目的，本专利技术第三方面实施例提出的液体管网泄漏监测系统，所述系统包括：液体管网中各给水栓设备和根据本专利技术第二方面实施例所述的电子设备。
[0029]根据本专利技术实施例的液体管网泄漏监测方法、系统和电子设备，该方法在进行泄漏监测之前，首先根据液体管网中各给水栓设备采集的水听数据判断液体管网是否出现泄漏，若出现，则确定至少一组位于泄漏点两侧的给水栓设备，进而针对该组给水栓设备进行液体管网中泄漏点的定位工作，实现液体管网泄漏的高精度定位，降低漏检误检率。
[0030]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0031]图1是本专利技术实施例液体管网泄漏监测方法的流程示意图；
[0032]图2是本专利技术一个实施例液体管网泄漏监测方法中步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液体管网泄漏监测方法，其特征在于，所述方法包括：获取液体管网中各给水栓设备采集的水听数据；分别根据各所述给水栓设备采集的水听数据判断所述液体管网是否出现泄漏；若出现，则确定至少一组给水栓设备，其中，每组给水栓设备包括两个给水栓设备，且所述两个给水栓设备位于泄漏点两侧；基于各组给水栓设备采集的水听数据，确定所述液体管网中的泄漏点位置。2.根据权利要求1所述的液体管网泄漏监测方法，其特征在于，所述确定至少一组给水栓设备，包括：对目标给水栓设备进行两两组合，其中，所述目标给水栓设备为检测到所述液体管网出现泄漏的水听数据对应的给水栓设备；针对每个组合，利用广义互相关算法根据该组合中的两给水栓设备采集的水听数据，得到泄漏点声音信号到达该组合中的两给水栓设备的时间延迟，并在根据所述时间延迟判断泄漏点在该组合中的两给水栓设备之间时，将该组合作为选定的一组给水栓设备。3.根据权利要求2所述的液体管网泄漏监测方法，其特征在于，所述利用广义互相关算法根据该组合中的两给水栓设备采集的水听数据，得到泄漏点声音信号到达该组合中的两给水栓设备的时间延迟，包括：分别对该组合中的两给水栓设备采集的水听数据进行分段傅里叶变换处理，得到第一频域信号和第二频域信号；根据所述第一频域信号和第二频域信号的共轭信号，得到所述泄漏点声信号的互频谱函数和频率加权函数；根据所述互频谱函数和频率加权函数计算得到所述广义互相关函数，并对所述广义互相关函数进行傅里叶逆变换处理，得到广义互相关数据；将所述广义互相关数据中最大值对应的时刻作为所述时间延迟。4.根据权利要求3所述的液体管网泄漏监测方法，其特征在于，所述广义互相关函数表示为：其中，R
j
[τ]表示第j个时域分段的广义相关函数，τ为时刻，I为预设时域分段长度，i为对应时域区间内的第i个频率点，A[ω]为所述频率加权函数，M[ω]为所述第一频域信号，N[ω]
*
为所述第二频域信号的共轭信号，P[ω]为所述互频谱函数，P[ω]＝M[ω]
·
N[ω]
*
，5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：周扬，杨广，孙涛，袁睿，巢佰崇，乔维，
申请(专利权)人：合肥科大立安安全技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：