[发明专利]一种基于城市供水管网水力模型校核的漏失检测方法

摘要

本发明公开了一种基于城市供水管网水力模型校核的漏失检测方法，该方法包括以下步骤：A、建立压力相关漏失定位模型；B、确定漏失检测目标函数；C、确定约束条件；D、压力相关漏失定位模型的求解。本发明解决了城市供水管网管道漏失及其以往检漏方法中存在的问题，利用布谷鸟优化算法在模型校核的基础上建立压力相关漏失检测模型，是一种快速有效的漏失检测方法。另外，新的压力相关漏失检测方法还能够检测用传统的办法很难检测到的漏失。在去现场之前检测到漏失区域对工程师非常有用，他们能在预测的区域内集中的检查，能够迅速的确定漏失热点的准确位置。

主权项

一种基于城市供水管网水力模型校核的漏失检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、建立压力相关漏失定位模型：城市供水管网水力模型节点需水量由两部分组成，分别为用户需水量和漏失量，为了确定漏失节点或漏失区域，需要建立优化模型来优化节点的喷射系数，通过优化的喷射系数K_i作为可能漏失区域判断的一种表征，当某节点优化的喷射系数K_i大于零时，认为该节点存在漏失或与该节点相连的管道可能存在漏失；B、确定漏失检测目标函数：漏失检测求解结果的好坏或适应性用目标函数来评估，目标函数被定义为模型节点压力和管段流量的模拟值与现场观测值之间的差异，考虑到节点压力与管段流量的量纲等效性，将其进行合适的无量纲化处理，然后用自定义的两个转换因子将节点压力和管段流量转换成无量纲的适应度值来计算最佳结果，目标函数定义如下：$F\left(\stackrel{\→}{X}\right)=\underset{t=1}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left(\frac{{\mathrm{Hs}}_i\left(t\right)-{\mathrm{Ho}}_i\left(t\right)}{H_x}\right)}^2+\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\left(\frac{{\mathrm{Qs}}_j\left(t\right)-{\mathrm{Qo}}_j\left(t\right)}{Q_x}\right)}^2)$上式中，Ho_i(t)——节点i在时间步长t时节点压力的观测值；Hs_i(t)——节点i在时间步长t时节点压力的模拟值；Qo_j(t)——管段j在时间步长t时流量的观测值；Qs_j(t)——管段j在时间步长t时流量的模拟值；H_x——节点压力转换因子；Q_x——管线流量转换因子；N——节点压力观测值的数目；——流量观测值的数目；C、确定约束条件：当过多的水量被分配到一个节点上时，节点的压力可能会出现负值，因此必须保证优化过程中存在负压的节点不被选择而进入下一代的优化计算中，决策变量：$\stackrel{\→}{X}=(K_1,K_2,...,K_n);$目标函数：约束条件：1≤i≤nP_i＞0，1≤i≤n连续性方程能量方程上式中，K_i——节点i处的喷射系数；n——管网节点数目；——节点i处最大的喷射系数；P_i——节点i处的压力；D、压力相关漏失定位模型的求解：运用布谷鸟优化算法对模型进行求解。