[发明专利]一种老旧小区供水管道老化诊断方法和系统

说明书

本发明涉及一种老旧小区供水管道老化诊断方法及系统，所述方法包括：步骤S1：现场数据采集；步骤S2：构建用于判断管道内壁粗糙度管网模型；步骤S3：进行管网诊断。本发明通过大规模机器学习，能够充分考虑管道材质，管道年龄，流体介质组分等因素，可精准的判断管网中某段管道当前的平均粗糙度情况，并评价当前管道的老化程度。

【技术领域】

本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种老旧小区供水管道老化诊断方法和系统。

【背景技术】

小区的管道老化主要是指管道内部由于流体侵蚀，化学腐蚀或粘附杂质所产生的管道内壁老化或堵塞。管道老化会导致内壁粗糙度增加，从而产生水力阻力增加。通常情况下，管网中某个管道的粗糙度变化很难通过经验直接判别出来。而水力阻力增加是可以通过管网运行监测SCADA采集的压力、流量数据反映出来，结合SCADA系统提供的监测数据，可以实现管网内壁粗糙度的辨识。由于老旧小区供水管道老化不可避免，管道内壁侵蚀不仅会造成管壁变薄发生泄漏也会造成管道堵塞。供水管道的泄露问题一直是供水公司面临的一大难点问题，对其经济效益会造成巨大损失。而堵塞会导致供水系统水力失衡，使小区供水不畅，造成用户侧供水不足的现象。管道老化会造成管道内壁粗糙度逐渐增大，使得管道内水的流动特征如流速、流量及压降等产生不同程度的变化。

考虑到管道监测技术的发展离不开多领域多学科间的相互交叉，且因输送物质的多样性、管道所处环境的复杂性、侵蚀和腐蚀形式和原因多种多样，现阶段仍旧没有形成稳定可靠的、对各种复杂工况均可用的管道侵蚀和腐蚀状态诊断方法，来实现对各种管道进行有效侵蚀和腐蚀状态的监测与评价。老旧小区的供水管道主要可分为进楼前的埋地管道以及居民楼里的立管。目前对于埋地管道的检测主要有以下几种方法：针对土壤腐蚀环境的检测、管道防腐层的检测、管体腐蚀损伤检测、及杂散电流检测技术。居民楼里的立管检测主要可通过声波、光纤以及红外线成像的方法检测。这些腐蚀检测方法很多，单较多的依靠人工检测，因此具有一定的滞后性，工作量大。

因此，通过研究一定长度管道内水的各项参数，可以相应的估算该段管道的壁面粗糙度，从而了解管道现有腐蚀状况，对管道的老化情况做出评价。对管道粗糙度辨识的研究，不仅对利用管网水力仿真技术模拟实际工况具有重要意义，而且可以为供水管网的安全评价提供有效信息。本发明通过大规模机器学习，能够充分考虑管道材质，管道年龄，流体介质组分等因素，可精准的判断管网中某段管道当前的平均粗糙度情况，并评价当前管道的老化程度。在进行学习的过程中采用混合寻优模式，在初期，利用遗传算法搜索能力强、收敛速度快的特点，充分发挥其快速性和全局收敛性的优势，将较大的解空间快速有效缩减。同时为之后的蚁群算法提供较优的可行解并形成初始信息素分布。在中后期，利用蚁群算法的并行性、正反馈机制等特点，充分发挥其求解效率高的优势，求解问题的最优解，从而大大减少诊断复杂度。

【发明内容】

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种老旧小区供水管道老化诊断方法和系统，所述方法包含：

步骤S1：现场数据采集；

步骤S2：构建用于判断管道内壁粗糙度管网模型；

步骤S21：设置管网模型的目标函数；

步骤S22：设置管网模型的约束条件；

步骤S23：设置遗传算法模块；设置仿真计算模块；设置蚁群算法模块；

步骤S3：进行管网诊断。

进一步的，所述步骤S1具体为：采集管网现场一段时间内的实际样本数据。

进一步的，所述约束条件包括隐式约束条件和显式约束条件。

进一步的，所述预设距离为50米。

进一步的，所述管道粗糙度的取值为50μm到1000μm。