[发明专利]一种管网爆管监控网络的空间布置方法

摘要

本发明公开一种管网爆管监控网络的空间布置方法。本发明包括基础数据采集与分析步骤，在管网中布置若干压力和流量监测设备，并提取数据分析管网中压力和流量的波动程度；爆管分析步骤：建立水力模型，分析爆管对管网产生的冲击程度，判断爆管冲击是否超过管网的正常波动幅度；监测网优化步骤：以最大可能监控到爆漏量建立监测网优化函数进行空间优化，逐步增加监测点个数使得爆管监控覆盖率增加小于一定量后停止。本发明建立了完整的爆管监测网布置方法，通过分析管网的自然波动，保证监测网能够捕捉到爆管冲击为目标，合理的进行监测网的空间布局及数量控制，能够经济合理高效地提供管网爆管应急预警。

主权项

1.一种管网爆管监控网络的空间布置方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1)：在待监控的城市供水管网中布设若干压力传感器和流量传感器，采集管网中压力和流量数据；步骤(2)：将步骤(1)采集到的压力、流量数据进行采样预处理，剔除异常数据，提取压力、流量的波动特征数据；步骤(2)所述的压力、流量的波动特征数据提取是根据监测点前后两个时间段的波动变化计算波动特征数据，有效时间间隔值为5～15分钟；合理波动水平是指波动变化的2～3倍方差位置与正态分布曲线偏离拐点作为指定的合理波动变化水平；或对波动变化数据按照从小到大进行排列，计算其累计概率，定义1％‑5％范围；步骤(3)：建立整个供水系统的管网水力模型,并利用该供水管网水力模型进行爆管模拟分析，计算每根管道爆管对管网产生的冲击程度，并记录管网模型中任意两根管道连接节点的压力下降值和漏水量；步骤(4)：比较供水管网水力模型计算得到的管网中任何一根管道模拟爆管产生的压力下降值和漏水量是否超过根据步骤(2)计算得到的管网合理波动水平，并确定压力和流量监测仪表所能监控的管径范围和空间区域；步骤(5)：为最大可能监控到压力下降值和漏水量建立定义在指定爆管烈度下管网爆管监控网络布置的空间优化函数，在最优布置情况下逐步增加监测点个数，使得爆管监控覆盖率增加小于1％后停止操作；空间优化函数：其中，F是爆管产生的漏水量；l是爆管的管长；j是第j个监测点；i是第i根管道；W是监测点加权权重；m是被监控的管道数；步骤(6)、现场调查步骤(5)监测点的地形地貌，判断是否适合接电和安装；如果不适合，则将该监测点剔除，并列入不可布置点集合类，重复步骤(5)进行优化布点；记录优选后的节点作为优化布点位置，将优选后的所有节点布置在管道图上，并标记该节点能够监控到的爆管管线。