[发明专利]市政管网运行安全动态预警方法

说明书

本发明公开了一种市政管网运行安全动态预警方法，在建立给水管网输配系统模拟平台基础上，对管网的各状态变量进行模拟仿真，分析状态变量的变化特点，考察在水力水质条件变化时给水管网的运行情况；采用改进的层次分析评价法建立包含结构可靠性、水力可靠性、漏损程度以及水质安全性相结合的给水管网运行安全功能状态评价指标。通过对管网压力、流量信息的动态监测，结合给水管网功能状态评价分析，对管网运行安全动态预警，通过监测数据的数据异常来进行管网事故预警。本发明通过上述技术方案，实现了市政管网运行安全的动态预警的功能。

技术领域

本发明涉及一种基于市政给水管网功能状态评价分析的动态预警方法，主要用于目前市政给水管网功能状态评价分析以及管网运行安全动态预警等工作。

背景技术

在水资源日益短缺、经济发展和人民生活对水质和水量需求日益增多的今天，保证城市给水管网稳定、安全、可靠的运行，减少管网漏失及爆管事故已成为一项亟待解决的问题。因此，在深入研究管网运行状态、掌握管网运行模式的基础上，采用科学方法，提出一套科学全面评价管网运行安全功能状态的指标体系，以指导管网设计、改造与安全运行，具有重要的社会、经济意义。供水管网水压、流量不仅是直接反映供水服务质量指标之一，也是全面掌握供水管网运行状态以及对整个供水系统实施正确调度的重要参数。管网管理人员不仅可以通过管网运行的水压、流量信息来进行供水调度，同时也可以通过监测数据的数据异常来进行管网事故预警。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种市政管网运行安全动态预警方法，克服现有技术中管网漏失及爆管事故的问题。

本发明的技术方案是：一种市政管网运行安全动态预警方法，包括以下步骤：

(1)利用EPANET软件建立供水管网输配系统模拟平台，对管网的各状态变量进行模拟仿真，考察在水力条件变化时供水管网的运行情况，根据管网的功能进行分区；

(2)采用改进的层次分析评价法建立包含结构可靠性、水力可靠性、漏损程度以及水质安全性相结合的供水管网运行安全功能状态评价体系；采用改进的层次分析评价法构建给水管网运行安全功能状态评价指标，评价各分区管网运行安全；

(3)结合供水管网事故工况下压力和流量监测的数据库及分区管网功能状态评价值建立预警模型并对事故区域识别；对供水管网进行事故工况模拟，记录不同事故工况下各个压力、流量监测点的数据；基于模拟数据建立管网事故数据库，存储每个分区在不同事故工况下的流量压力数据、分区内管网的功能状态评价值；并利用已建事故数据库的数据样本建立极限学习机网络模型；将爆管时管网实时的压力及流量监测点数据和利用实时数据及基础数据计算出的运行安全功能状态评价指标值输入到已训练好的模型进行事故区域识别；

(4)用来识别管网事故所在分区的具体位置；在已知的事故爆管区内，基于微观水力建模技术，对管网事故进行动态预警。

所述步骤(2)管网结构可靠性评价指标包括以下两个方面：一是管网拓扑结构可靠性；对于管网的拓扑结构，一般认为管网的节点所处管段成环越多供水可靠性越高；对于供水管网错接的问题，一般认为无管段错接问题可靠性较高；二是管网组件自身承载能力和外部环境性能评价指标；对最初建立的指标结构，进行初步筛选，在进一步筛选的基础上，综合考虑实际情况，在成环及错接六个指标：管材、管龄、管径、衬土、土壤状况、浮土深度；采用加权评分法，通过对城市管网发生结构性事故与各因素的关系获得静态结构各影响因素的权重；结合权重设置，管网结构指数评分为S₁。