[发明专利]一种管网泄漏检测方法及系统

权利要求书

1.一种管网泄漏检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)确定管网循环水泵的扬程、未发生泄漏时的管网拓扑结构、管网各个管段的阻抗和楼栋的阻抗；

(2)将第(1)步得到的基础数据通过管网水力模型，计算得到未发生泄漏时的管网节点压力；

(3)分别改变泄漏管段、泄漏点在管段上的位置和泄漏流量，得到不同泄漏工况，通过管网水力模型，分别计算这些泄漏工况的管网节点压力；

(4)在第(2)(3)步中得到未泄漏和泄漏工况下的管网节点压力中根据式(1)添加传感器误差项

P_{ci_rand}＝P_ci+P_ci*∈*Rand (1)

式中：P_{ci_rand}为经过传感器误差修正的管网节点压力值；P_ci为计算得到未经修正的管网节点压力值；∈为传感器精度；Rand为-1～1之间服从均匀分布的随机值；

(5)利用式(2)计算相对压力差

式中：δP_i为每一节点的相对压力差；P_{si_rand}为经过传感器误差修正的泄漏工况的节点压力；P_{ni_rand}为经过修正的未泄漏工况的节点压力；

(6)将相对压力差作为BP神经网络的输入数据，训练BP神经网络得到管网泄漏检测模型， 在实际应用的过程中将真实传感器测得的节点压力数据通过式(2)计算出相对压力差，输入到管网泄漏检测模型中即可输出泄漏位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：各个楼栋的阻抗计算方法如下；

1)通过式(3)计算供暖系统热指标

式中：r_s为系统热指标，kW/m²；∑A_i为系统总供暖面积，m²；Q为供暖系统总热负荷，kW，通过在换热站处的热量表获得；

2)假定楼栋热指标等于系统热指标，通过式(4)计算各个楼栋的流量

式中：G_i为各个楼栋的流量，m³/h；r_i为各个楼栋的热指标，kW/m²，假定等于系统热指标r_s；A_i为每个楼栋的供暖面积，m²；Δt_i为各个楼栋的供回水温差，℃；Δt为供暖系统供回水温差，℃；G_sys为供暖系统循环流量，m³/h；c为水的比热容，kJ/(kg·K)；ρ为水的密度，kg/m³；

3)采用式(5)对楼栋流量进行修正

式中：G_ir为各个楼栋的修正流量，m³/h；∑G_i为计算得到的各个楼栋流量之和，m³/h；

4)利用式(6)计算各个楼栋的阻抗

式中：S_i为各个楼栋的阻抗，Pa/(m³/h)²；ΔP_i为各个楼栋的供回水压降，m³/h。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：各个楼栋的阻抗获取方式如下：测量各个楼栋供回水压降和相应楼栋的流量，按照下式计算；

式中：ΔP_iceliang为测量的楼栋的供回水压降，m³/h；G_iceliang为测量的楼栋的流量，m³/h。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：用于检测的数据可以是数据库系统里已经存在的数据，也可以是实时采集上传的数据。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：可以在线实时对采集上来的数据进行管网泄漏实时检测，也可以将采集上来的数据先存储到数据库，然后在某个时间调出需要处理的数据集中进行管网泄漏检测。

6.一种基于供热管网水力模型和BP神经网络的管网泄漏检测系统，其特征在于：该系统由数据采集模块、中央服务器和数据检测模块构成，其中采集模块用来采集数据，将采集的数据上传至中央服务器，内置在中央服务器里的管网泄漏检测模块根据权利要求1至5任意一项提供的方法进行管网泄漏的检测。