[发明专利]面向漏损监测定位的监测点布局方法及系统

说明书

本发明实施例提供了一种面向漏损监测定位的监测点布局方法及系统，首先根据管网数据进行正常和漏损两种状态下的仿真模拟，获得管网各节点在基准工况下以及漏损状态下的压力数据，然后分别利用节点影响矩阵和漏损特征矩阵构建了漏损探测模型和漏损定位模型，最后应用多目标非支配遗传算法NSGA‑Ⅱ进行双目标优化选择，结果得到一组Pareto解集，该解集对应的监测点方案能最大程度的覆盖漏损事件，并在此基础上使得尽可能多的单个爆管事件的可疑区域缩小到一定的网络范围之内以获得较好定位性能。

技术领域

本发明涉及城市供水管网压力监测点布置领域，尤其涉及一种面向漏损监测定位的监测点布局方法及系统。

背景技术

城市市政管网水压是评价管网运行状态的重要指标，在反映城市供水管网的服务质量和调度城市供水系统设施方面发挥着不可替代的作用，开展城市供水管网水压监测点的优化布局不仅可以保障用水服务质量，提高管网水力学模型校核效果，还可以对异常事件进行预警预报，在监控漏损爆管方面有重要意义，可以说市政管网压力监测点的布局是否合理直接影响到供水系统的安全高效运转。

现有的供水管网监测点布局研究大多分为两类，一种是针对管网运行状态的日常调度以维持科学合理的水压分布；另一种是针对异常事故的探测感知，然而很少同时关注漏损监测和定位的研究，无法有效和全面的掌握异常事件的位置信息。

因此，现在亟需一种面向漏损监测定位的监测点布局方法及系统来解决这一问题。

发明内容

本发明提供一种面向漏损监测定位的监测点布局方法及系统，用以解决现有的供水管网监测点布局研究大多针对管网运行状态的日常调度和异常事故的监测感知，很少同时关注漏损监测和定位的研究，无法有效和全面的掌握异常事件的位置信息的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种面向漏损监测定位的监测点布局方法，包括：

S1，输入管网数据进行水力计算，获得管网各节点在基准工况下的压力数据；

S2，根据管网数据对管网各个节点进行漏损模拟，获得得管网各节点在漏损状态下的压力数据；

S3，基于管网各节点在基准工况下以及漏损状态下的压力数据，构建漏损探测模型和漏损定位性能指数模型；

S4，通过所述漏损探测模型和漏损定位性能指数模型，以最大化监测漏损事件个数和最大化定位性能指数作为双目标，构建双目标函数模型，采用多目标非支配遗传算法对所述双目标函数进行求解，获得监测点在管网中的最优分布。

优选的，步骤S2具体包括：

S21，输入管网水力模型数据，根据节点漏损流量与节点压力的关系式，计算扩散器系数；

其中，节点漏损流量与节点压力的关系式为：

EC＝w/p^pexp

式中w表示节点漏损流量，EC表示扩散器系数，p表示节点压力，p_exp表示压力指数，一般取0.5；

S22，通过EPANET软件在管网各节点处设置所述扩散器系数进行漏损模拟，获得管网各节点在漏损状态下的压力数据。

进一步，步骤S3中，基于管网各节点在基准工况下以及漏损状态下的压力数据，构建漏损探测模型，具体包括：

S30，根据管网各节点在基准工况下以及漏损状态下的压力数据，计算节点影响矩阵，对矩阵依次进行标准化，计算每个节点受漏损影响的程度，将设定的影响度阈值与标准化矩阵元素值进行大小比较，作为监测点监测到漏损的标准；依据影响度阈值遍历矩阵构造节点监测集，进而构建漏损探测模型。

优选的，步骤S30具体包括：