一种应对供水管网操作变化情景下的漏损检测方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种应对供水管网操作变化情景下的漏损检测方法，包括：获取供水管网数据建立水力模型，获取独立计量区域边界的流入量与流出量；根据所述获取流量信息建立用水需求预测模型，以及历史流量信息来建立用水需求量测模型；联立所述用水需求预测模型和用水需求量测模型，使用非线性滤波的方法对用水需求量进行修正，将修正后的需求量置入供水管网的水力模型中得到供水管网的流量水力状态；通过计算模型输出的状态与实际量测状态之间的残差，利用残差分析管网是否存在漏损。本发明专利技术还提供一种应对供水管网操作变化情景下的漏损检测装置和系统。本发明专利技术提高了报警精度以及报警效率，减少人力成本，帮助工作人员及时发现并检修。并检修。并检修。

【技术实现步骤摘要】
一种应对供水管网操作变化情景下的漏损检测方法、装置及系统


[0001]本专利技术属于市政工程和城市供水管网领域，具体涉及一种应对供水管网操作变化情景下的漏损检测方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]供水管网漏损不仅浪费了宝贵的水资源，与国家政策号召不符，同时由于管网漏损是水务公司自负盈亏，因此公共供水管网漏损率过高会造成极大损失，供水企业成本加大，给水务企业带来的成本压力增大。除此之外，供水管网漏损也会影响水质，给居民的用水安全带来风险。近年来，随着我国城镇化建设的不断推进，作为关乎国计民生的供水管网基础设施建设成为无法逾越的关键点，降低供水管网漏损，提高管网管理能力是促进智慧水务行业发展的大势所趋。
[0003]现有供水管网漏损检测方法较为成熟的是设备法，该方法是基于各种探测仪器对管网进行漏损检测，其检测结果十分依赖于人工经验，对于大型管网漏损检测更是费时费力。随着传感器与人工智能的发展，数据驱动方法应运而生，如中国专利技术专利CN202211300518.8公开了一种基于图神经网络的供水管道漏损检测方法，中国专利技术专利CN20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应对供水管网操作变化情景下的漏损检测方法，其特征在于，包括如下具体步骤：S1、获取供水管网数据建立水力模型，获取独立计量区域边界的流入量与流出量；S2、根据所述获取流量信息建立用水需求预测模型，以及历史流量信息来建立用水需求量测模型；S3、联立所述用水需求预测模型和用水需求量测模型，使用非线性滤波的方法对用水需求量进行修正，将修正后的需求量置入供水管网的水力模型中得到供水管网的流量水力状态；S4、通过计算模型输出的状态与实际量测状态之间的残差，利用残差分析管网是否存在漏损。2.如权利要求1所述的一种应对供水管网操作变化情景下的漏损检测方法，其特征在于，S1:获取供水管网数据建立水力模型，获取独立计量区域边界的流入量与流出量，具体包括：获取供水管网的数据包括现实中的管网地理信息，管道长度等，然后依据这些数据在水力模型仿真软件中对其进行建模；将整个城市管网进行划分，可划分成多块独立计量区域，并在每个区域的进出口管道安装物联网流量计，然后统计每个独立计量区域的进水管道流量计数量NI与出水管道流量计数量NO。3.如权利要求1所述的一种应对供水管网操作变化情景下的漏损检测方法，其特征在于，S2:根据所述获取流量信息建立用水需求预测模型，以及根据历史流量信息来建立用水需求量测模型，具体包括：将t时刻的用水需求记为d
t
，对于数据中的缺失值与异常值的处理方式是采用相邻两个采集时间点的平均值进行补录、替换；根据获取的历史监测数据基于多元线性回归方法建立用水需求预测模型如下：其中，d
t
‑1、d
t
‑2、分别为t
‑
1时刻、t
‑
2时刻以及时刻的用水需求量；w
t
‑1、w
t
‑2、分别为对应时刻用水需求量的权重系数，T是流量计的采样周期，w的值由最大似然估计来确定，最大似然函数为：其中，W为w
t
‑1、w
t
‑2、组成的列向量，σ为待估计的标准差，N表示历史数据的个数，为t时刻前第i个真实需求量数据，W
T
d
i
表示预测模型计算的用水需求量；同样，对于用水需求量测模型可用历史流量信息来建立：
z
t
＝h(x
t
,u
t
)+v
t
,v
t
～N[0,R
t
]其中，h是关于先验用水需求量估计x
t
和供水管网操作信息u
t
的非线性函数；v
t
是服从正态分布的量测噪声，协方差矩阵为R
t
；4.如权利要求1所述的一种应对供水管网操作变化情景下的漏损检测方法，其特征在于，S3:联立用水需求预测模型和用水需求量测模型，使用非线性滤波的方法对用水需求量进行修正，将修正后的需求量置入供水管网的水力模型软件中仿真得到供水管网的流量水力状态，具体包括：所述系统的状态方程、量测方程的联合方程如下：记上述联合方程中的第一个方程为状态方程，第二个方程为量测方程；其中，w
t
、v
t
分别是服从正态分布的过程噪声和测量噪声，对应协方差矩阵分别为Q
t
、R
t
，h是关于先验用水需求量估计x
t
和供水管网操作信息u
t
的非线性函数；所述使用非线性滤波的方法对用水需求量进行修正具体为：S31，将t
‑
1时刻用水需求量的估计值和其对应的协方差分别记为P
t
‑
1|t
‑1，对于所述给定的P
t
‑
1|t
‑1，求状态一步预测及预测误差的协方差阵P
t|t
‑1：S311，根据获得的用水需求量的估计数据，计算一组采样点，记作σ点，即S311，根据获得的用水需求量的估计数据，计算一组采样点，记作σ点，即其中，σ点的权值分配参数为：其中，n表示估计量的维数，λ是一个常数，一般可表示为λ＝α2(n+k)
‑
n，k≥0，且一般k取值为0；α∈(0,1]...

【专利技术属性】
技术研发人员：付明磊，张齐，张文安，郑乐进，张涛，郑剑锋，王哲，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：