用于估计智能流体分配系统中的损耗的方法和系统技术方案

用于估计流体分配系统中的损耗的方法和关联系统，其中流体分配系统可以表示为从中产生一组线性或者非线性方程的二叉树，所述线性或者非线性方程将流体损耗表示为流过流体分配系统的流体的特征的测量结果的函数。根据这些方程执行以最小化测量误差的操作产生解，当其受到从流体分配系统的已知物理特征和历史特征获得的条件约束时，允许推断流体分配系统中的准确损耗位置和损耗率，甚至当没有直接测量损耗时或者当与这些漏泄损耗相关的测量结果包括测量误差时也是这样。

【技术实现步骤摘要】
用于估计智能流体分配系统中的损耗的方法和系统
本专利技术涉及估计流体分配系统中的损耗。
技术介绍
可能难以检测和量化在流体分配系统(例如分配水、石油或者天然气的系统)中的测量点之间发生的损耗。
技术实现思路
本专利技术的第一实施例提供用于估计流体分配系统中的损耗的方法，其中所述流体分配系统包括多个位置和多个分配链路，并且其中所述多个分配链路中的第一分配链路将所述多个位置中的第一位置连接至所述多个位置中的第二位置，所述方法包括:计算机系统的处理器从多个测量设备接收多个测量结果，其中所述多个测量结果的接收的测量结果标识流过所述多个位置的测量位置的流体的特征，并且其中所述多个测量结果没有直接和准确地标识所述多个位置的流体损耗位置或者沿所述多个分配链路的有损耗分配链路的流体损耗率；以及所述处理器分析所述多个测量结果以将所述流体损耗位置或者所述流体损耗率标识为所述多个测量结果的函数。本专利技术的第二实施例提供计算机程序产品，包括具有存储在其中的计算机可读程序代码的计算机可读硬件存储设备，所述程序代码被配置为由计算机系统的处理器执行以实现用于估计流体分配系统中的损耗的方法，其中所述流体分配系统包括多个位置和多个分配链路，并且其中所述多个分配链路中的第一分配链路将所述多个位置中的第一位置连接至所述多个位置中的第二位置，所述方法包括:所述计算机系统的处理器从多个测量设备接收多个测量结果，其中所述多个测量结果的接收的测量结果标识流过所述多个位置的测量位置的流体的特征，并且其中所述多个测量结果没有直接和准确地标识所述多个位置的流体损耗位置或者沿所述多个分配链路的有损耗分配链路的流体损耗率；以及所述处理器分析所述多个测量结果以将所述流体损耗位置或者所述流体损耗率标识为所述多个测量结果的函数。本专利技术的第三实施例提供计算机系统，所述计算机系统包括处理器、耦合至所述处理器的存储器以及耦合至所述处理器的计算机可读硬件存储设备，所述存储设备包括程序代码，所述程序代码被配置为通过所述存储器由所述处理器运行以实现用于估计流体分配系统中的损耗的方法，其中所述流体分配系统包括多个位置和多个分配链路，并且其中所述多个分配链路中的第一分配链路将所述多个位置中的第一位置连接至所述多个位置中的第二位置，所述方法包括:所述计算机系统的处理器从多个测量设备接收多个测量结果，其中所述多个测量结果的接收的测量结果标识流过所述多个位置的测量位置的流体的特征，并且其中所述多个测量结果没有直接和准确地标识所述多个位置的流体损耗位置或者沿所述多个分配链路的有损耗分配链路的流体损耗率；以及所述处理器分析所述多个测量结果以将所述流体损耗位置或者所述流体损耗率标识为所述多个测量结果的函数。本专利技术的第四实施例提供用于支持计算机基础设施的过程，所述过程包括为创建、集成、托管、维护以及将计算机可读代码部署到计算机系统中的至少一个提供至少一个支持服务，其中与所述计算机系统结合的程序代码被配置为实现用于估计流体分配系统中的损耗的方法，其中所述流体分配系统包括多个位置和多个分配链路，并且其中所述多个分配链路中的第一分配链路将所述多个位置中的第一位置连接至所述多个位置中的第二位置，所述方法包括:所述计算机系统的处理器从多个测量设备接收多个测量结果，其中所述多个测量结果的接收的测量结果标识流过所述多个位置的测量位置的流体的特征，并且其中所述多个测量结果没有直接和准确地标识所述多个位置的流体损耗位置或者沿所述多个分配链路的有损耗分配链路的流体损耗率；以及所述处理器分析所述多个测量结果以将所述流体损耗位置或者所述流体损耗率标识为所述多个测量结果的函数。【附图说明】图1示出了可以用于实现用于估计流体分配系统中的损耗的方法的计算机系统和计算机程序代码的结构。图2图示了流体分配系统的树状拓扑图形表示。图3示出了图示用于通过根据本专利技术实施例的基于稀疏的解估计流体分配系统中的损耗的方法的步骤的流程图。【具体实施方式】流体分配系统将气体或者液体(例如水、天然气、石油或者其它可分配的流体)分配到一组终端用户输送位置，并且可以包括一组分配链路，其中分配链路组中的每个链路在一对不同的端点位置之间运送可分配的流体。这种流体分配系统的整个或者部分的拓扑可以被图形表示为包括一组节点和一组路径的树，其中路径组中的每个路径连接节点组的两个节点，并且其中节点组包括根节点、一个或者多个叶子节点以及在非平凡(nontrivial)的情况下包括一个或者多个中间节点。图2图示了这种图形树状表示的示例。这种树的节点可以表示流体分配系统的位置，并且这种树的路径可以表示流体分配系统的分配链路。树的根节点可以表示流体分配系统的流体源或者中间源，例如泵站，并且树的每个叶子节点可以表示流体分配系统的最终或者中间的流体目的地点，例如流体消费者的家或者商业区。这种树可以是包括一个或者多个子树的父树，其中一个或者多个子树中的子树包括父树的节点的子集和父树的路径的子集，并且其中子树的路径连接一对子树的节点。这种子树可以表不由父树表不的流体分配系统的子系统，其中子系统将流体从由子树的根节点表示的源点分配至各自由子树的叶子节点表示的一个或者多个目的地点。由于每个子树本身是树，因此包括多个路径的任何子树还可以是包括一个或者多个子树的父树。此处提到的树因此也适用于子树以及子树的子树。“智能”流体分配系统是其中可以通过“智能”仪表测量流速、流量或者其它类型的可测量参数的系统，所述“智能”仪表可以通过本地连接或者网络将测量的数据传递至公用事业公司、服务提供商或者其它实体。智能仪表还可以能够累积和存储多个测量结果以及从响应测量数据的实体接收通信。智能仪表可以包括处理器，所述处理器可以根据测量结果执行计算并且将这些计算的结果传递至公用事业公司、服务提供商或者其它实体。智能仪表可以是位移式水表、流速式水表、电磁式仪表、振动传感器或者对于流体分配系统设计领域的技术人员已知的其它类型的测量设备。流过分配链路的流体可以通过诸如例如流速或者流量的特征进行表征或者量化。这些特征可以通过传统仪表、智能仪表或者安装在限制分配链路的端点位置的一个或者两个处的其它测量设备测量，或者可以从如流体物理特性的函数的这种测量结果获取。如果例如一对这种测量设备在链路入口端点处和出口端点位置处同时测量相同流量，那么可以假定在入口端点处进入链路的所有流体在出口端点处没有损耗地离开链路。由于流体流的可测量特征可以随时间而变化，因此为了准确地比较在流体分配系统的不同位置处抽样的特征的值，必须使得这些测量结果在时间上接近。如果分配链路出口端点位置处的测量设备测量的值低于在链路入口端点位置处测量的相同特征的值，那么可以假定在链路入口端点位置处进入链路的流体中的一部分没有通过其出口端点位置离开链路。该观察可以指示“有损耗”的分配链路，其中有损耗的链路在沿着链路路径的位置处损失了流体。沿着有损耗链路的路径发生的损耗可以是以下原因的结果:包括但不限于，沿着有损耗链路的路径、沿着不同链路的路径或者在限制链路的端点或者接合点处发生的泄漏、阻塞、偷窃或者流体分配系统的某种组件(包括系统的仪表、泵、控制机构和基础设施)的故障或者失效。这种结论可能需要在分配链路的两个端点处做出同步和准确的测量结果。如果，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于估计流体分配系统中的损耗的方法，其中所述流体分配系统包括多个位置和多个分配链路，并且其中所述多个分配链路中的第一分配链路将所述多个位置中的第一位置连接至所述多个位置中的第二位置，所述方法包括：计算机系统的处理器从多个测量设备接收多个测量结果，其中所述多个测量结果的接收的测量结果标识流过所述多个位置的测量位置的流体的特征，并且其中所述多个测量结果没有直接和准确地标识所述多个位置的流体损耗位置或者沿所述多个分配链路的有损耗分配链路的流体损耗率；以及所述处理器分析所述多个测量结果以将所述流体损耗位置或者所述流体损耗率标识为所述多个测量结果的函数。

【技术特征摘要】
2012.08.08 US 13/569,4731.一种用于估计流体分配系统中的损耗的方法，其中所述流体分配系统包括多个位置和多个分配链路，并且其中所述多个分配链路中的第一分配链路将所述多个位置中的第一位置连接至所述多个位置中的第二位置，所述方法包括: 计算机系统的处理器从多个测量设备接收多个测量结果，其中所述多个测量结果的接收的测量结果标识流过所述多个位置的测量位置的流体的特征，并且其中所述多个测量结果没有直接和准确地标识所述多个位置的流体损耗位置或者沿所述多个分配链路的有损耗分配链路的流体损耗率；以及 所述处理器分析所述多个测量结果以将所述流体损耗位置或者所述流体损耗率标识为所述多个测量结果的函数。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述特征包括流量、流速、流体压力、流体温度或者它们的某种组合。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述分析进一步包括所述处理器构建表示所述流体分配系统的数学模型，其中所述模型包括多个节点和多个路径，并且其中所述多个节点中的第一节点表示所述第一位置，所述多个节点中的第二节点表示所述第二位置，以及所述多个路径中的第一路径表示所述第一分配链路。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述分析进一步包括为了估计沿所述有损耗分配链路的未知通过率，生成和求解一组方程，其中所述未知通过率是流过所述有损耗分配链路的端点位置的流体的所述特征的未知值的函数，并且其中所述多个测量结果没有直接和准确地标识出流过所述端点位置的所述流体的所述特征。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述分析进一步包括为了产生稀疏解而最小化所述方程包括的测量错误，并且其中 所述最小化包括应用以下内容:L0最小化、LI最小化、L2最小化、Markov chain Monte Carlo算法、Gibbs采样算法、连接树分解方法、变Bayesian方法、置信传播、其它频率论推理过程、流守恒定律或者它们的组合。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述分析进一步包括所述流体分配系统的已知物理特征的函数、关于所述流体分配系统的历史数据、所述测量设备的噪声特征或者它们的组合。7.一种计算机系统，包括处理器、耦合至所述处理器的存储器以及耦合至所述处理器的计算机可读硬件存储设备，所述存储设备包括程序代码，所述程序代码被配置为由所述处理器通过所述存储器运行以实现用于估计流体分配系统中的损耗的方法，其中所述流体分配系统包括多个位置和多个分配链路，并且其中所述多个分配链路中的第一分配链路将所述多个位置中的第一位置连接至所述多个位置中的第二位置，所述方法包括: 计算机系统的所述处理器从多个测量设备接收多个测量结果，其中所述多个测量结果的接收的测量结果标识流过所述多个位置的测量位置的流体的特征，并且其中所述多个测量结果没有直接和准确地标识出所述多个位置的流体损耗位置或者沿所述多个分配链路的有损耗分配链路的流体损耗率；以及 所述处理器分析所述多个测量结果以将所述流体损耗位置或者所述流体损耗率标识为所述多个测量结果的函数。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述特征包括流量、流速、流体压力、流体温度或者它们的某种组合。9.根据权利要求7所述的系统，其中所述分析进一步包括所述处理器构建表示所述流体分配系统的数学模型，其中所述模型包括多个节点和多个路径，并且其中所述多个节点中的第一节点表示所述第一位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·阿里亚，B·纳瑞安斯沃米，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：