[发明专利]借助随机的质量平衡识别泄漏

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在供给网络的区域内识别泄漏的方法和装置，以及相应的方法在供给网络中的应用。

背景技术

目前饮用水属于二十一世纪最重要的商品。但是在水分配网络中有时会出现严重的水损失。

保存这种商品是对供水网络中的泄漏识别和定位系统的巨大挑战。通过质量平衡进行水损失的识别在耗费上超过了可行性的界限，在质量平衡中要测量馈入量和特别是所有单个的用水户的取水量。此外，法律条件增加了准时测量消耗量和记录所有客户数据的消耗量的难度。

按照传统的方式，为了探测供水网络中的泄漏仅仅在某个特定的时间点，例如在晚上2点到4点的时间段，测量流入网络的总体水量。这些值产生时间序列，接着分析这个时间序列，看消耗量是否突然上升并且因此存在可能的泄漏。按照传统的方式无法平衡系统的减少。存在用于特定消费者的典型的水消耗的经验公式。但是它们一方面非常笼统，并且无法充分准确地考虑到特别是有限时间内的特殊影响。

在大部分情况下规模庞大的供水网络通常划分为供水区。这些区又划分成子区，因为这是英国工程师的特色，所以它们又被称为计量小区（（district meter area）DMA）。如下地安排这些DMA，即，使其仅具有一 个进流，该进流的流量被测量。从流量测量的观察中推导出水消耗中的不寻常现象，并且因此推导出泄漏。具体来说按照传统的方式进行所谓的“夜间流量分析（night flow analysis）”。在此，通过详细地记录晚上进入DMA的进流值（例如在2点到4点之间每5秒钟记录一次）确定最小的进流值，在这里也称为“背景消耗量”，其包括正常的晚间（最小）消耗量和现有的（特别是还很小的）泄漏量。

基于在消耗量低的夜间，例如在2点到4点之间进入DMA的最小进流值，其中，每晚仅提供一个值，经过几天和几个星期之后产生一个时间序列。最小消耗值特别是突然上升的原因可能是发生了新的泄漏，上升例如能够通过超过阈值识别出来。

为了定位或泄漏定位要至少进行一步测试。为此在低的消耗量的时间点时小的区连续地与DMA分开，并且观察消耗量的变化。导致了消耗量的不可解释的下降的区域那么继续被检查为泄漏。

可替换地可以利用噪声测量仪就地听取供水系统的泄漏，并且通过观察噪声相互关系计算泄漏部位。

两种所述的传统方法都不适合用于永久性监控。逐级测试耗费很大，必须通知相关的用户要停水并且必须确保代替供给。噪声测量需要很高的耗费，因为这种测量只能由专家在当地进行。此外，这些检查总是只能在局部进行。此外，这两种传统的方法只能在消耗量低的时间采用，从而不会因为消耗量波动而过分干扰测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于在供给网络的区域中识别泄漏的方法和装置，其中，识别出在供给网络中的泄漏的可能性很高。

该目的通过一种用于在供给网络的区域（DMA）中识别泄漏的、由计算机支持的方法来实现，该方法具有以下步骤：

a）将流量测量仪稳固地安装到该区域（DMA）的进流处和出流处；

b）安装用于确定在该区域（DMA）内的流量或水压的传感器；

c）通过进流处和出流处的流量测量仪和该区域（DMA）内的传感器的测量值确定该区域（DMA）在一个或者多个确定的测量周期内的耗水量；

d）在液压模拟器中反映出该供给网络的拓扑，并且为该区域（DMA）建立液压的模拟模型；

e）借助消耗量分布和该区域（DMA）的进流处和出流处通过随机确定法确定该区域（DMA）内的消耗量；

f）通过蒙特卡罗模拟计算在供给网络中确定的测量周期中的一个之中的的流动状态和压力状态；并且

g）通过将通过蒙特卡罗模拟求得的结果与由传感器在该区域（DMA）内提供的测量值进行比较，确定是否存在泄漏。

在这种方法中要区别在进流处和出流处的流量传感器和该区域内的传感器。进流传感器和出流传感器的测量值是描述该区域的耗水量，因此应用在液压模型中，而内部的传感器的测量值用于确定模型与现实的偏差，并且因此用于识别泄漏。通过观察多个测量区间能补偿随机的非典型的消耗者状态，从而不会夸大这个消耗者状态。这种方法能够简单地自动化（通过使用计算机和相应的软件）并且能够连同其它的单独观察每个区域的方法（例如摄像监控、压力传感装置）一起运行。也能够考虑到动态的、非周期性的特殊影响（例如在电视里播放体育节目时耗水量增高），由此也进一步地降低了错误警报率。该方法也可以应用在不能采用夜间流 量分析的区域内，因为晚上也出现高的消耗量，例如在大城市（超级大都市）。