[发明专利]一种用于估计配水管网的子网边界处的水流量的改进系统

权利要求书

1.一种用于为由节点的管网组成并且被建模为图的配水管网估计所述配水管网的子网的边界处的一个或多个水流速的方法，所述子网为所述图的连接子图，并且通过定义所述边界的一组有限的弧连接到管网的其余部分，所述方法包括：

-用控制变量的值的集合来参数化配水系统的水力模型，所述控制变量表征所述管网及所述管网在所述节点处的输出；

-使用所述配水管网上的传感器以在连续的时间参考处获取对所述配水管网的状态变量的子集的观测结果，所述状态变量包括压力和水流速；

-通过应用优化过程来确定所述控制变量的值的集合，所述控制变量使由所述水力模型计算的所述状态变量的预测结果和所述状态变量的子集的观测结果之间的差异最小化；

-基于所确定的控制变量的值的集合，来计算在一段时间内在所述子网的该组有限的弧处的所述一个或多个水流速；

-对在一段时间内的所述子网的该组有限的弧处的所述水流速进行求和。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述管网上的传感器至少相对于所述管网的节点的子集处的水压来获取测量值。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述子网是预定义的，并且迭代地放置所述管网的传感器，以便在每次迭代时限制任何传感器和任何节点之间的最大距离和最大伪距离中的一个，其中，所述伪距离指的是与每个链路相关联的不同于管道长度的正特性。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述优化过程包括基于所述状态变量的残差值来逐步调整所述控制变量的值的集合和中断标准。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述逐步调整所述控制变量包括：

-A)改变所述控制变量的值的集合；

-B)使用所述水力模型来计算在所述时间参考处的状态变量的集合的预测值，所述状态变量至少表征弧处的水流速度和节点处的压力；

-C)将所述状态变量的集合的残差值计算为所述时间参考处的观测值与预测值之间的差；

-D)如果所述差不满足中断标准，则改变所述控制变量的值的集合并返回步骤B)。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括在所述控制变量的值的集合中添加控制变量，并且如果所述差不满足细化标准，则返回步骤B)。

7.根据权利要求5和6中的一项所述的方法，其中，计算残差值包括计算最小二乘、贝叶斯目标函数或绝对误差函数之一的值，并且通过迭代方法来确定改变所述控制变量的值的集合，所述迭代方法包括计算以下中的一者：梯度、或者梯度和Hessian。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制变量包括用户的恒定或基于时间的消费简档中的一个或多个。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，为多个不同类别的用户定义用户的消费简档。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，控制变量还包括所述子网中的水损失系数的估计。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，控制变量还包括对至少一个区域的水损失系数的估计，区域至少包括基于到所述传感器的距离或伪距离的节点，其中，所述伪距离指的是与每个链路相关联的不同于管道长度的正特性。