[发明专利]一种基于空间计量模型的供水管道漏失预测方法

说明书

本发明提出了一种基于空间计量模型的供水管道漏失预测方法，属于供水管道漏失技术领域。所述方法从管道性状、环境因素、运行因素确定了影响供水管道发生漏损的指标体系。基于建立的指标体系，利用EPANET软件模拟某市供水管道某一天的指标值，获取该市漏损情况最为严重的供水区域A的管道数据，按管道的编号分为不同的空间，针对供水管道进行空间相关性分析、定义空间权重矩阵，确定空间计量模型，建立供水管道漏损评价体系，预测管道的漏损情况。

技术领域

本发明涉及一种基于空间计量模型的供水管道漏失预测方法，属于供水管道漏失技术领域。

背景技术

随着社会的发展，城市化进程在不断的向前推进，供水管道的漏损问题正在成为供水系统中面临的重要难题之一。长期以来，我国城市供水系统的管道漏损率都居高不下，不仅阻碍了供水企业的运营与发展，而且严重影响了城市供水的效率。因此如何探究出导致供水管道漏损的因素，如何提出有效的降低管道漏损的方法与对策，如何准确的预测出管道漏损，如何精确的对供水管道漏损点进行定位，减少管道漏损事故的发生，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明为了减少管道漏损事故的发生，提出了一种基于空间计量模型的供水管道漏失预测方法，所采取的技术方案如下：

一种基于空间计量模型的供水管道漏失预测方法，所述供水管道漏失预测方法包括：

第一步、通过EPANET软件结合动态水力模型获取预测对象、空间、数据以及因素用于分析其对管道漏损的影响程度；

第二步、通过空间相关性分析确定管道之间存在的空间相关性；

第三步、利用MATLAB软件中的jplv工具箱对供水区域A的管道漏损数据进行LM检验确定空间计量模型；

第四步、利用第三步确定的模型计算出各参数估计系数，然后将各参数估计系数通过直接效应与间接效应来对各因素进行解释，获得直接效应与间接效应的估计结果；利用所述直接效应与间接效应的估计结果分析各因素对管道漏损的影响。

进一步地，所述第一步所述获取预测对象、空间、数据以及因素的过程包括：

步骤一、通过EPANET软件，利用供水管道动态水力模型，以一小时为一个时间节点，模拟某天24个时间段的数据，获取该市漏损情况最为严重的供水区域A的管道数据作为预测对象；

步骤二、按管道的不同分为多个空间，每一个管道作为一个空间，以便完成模型的建立、分析及预测；

步骤三、将步骤一所述24个时间段中的前20个时间段的数据进行建模，探究供水管道漏损率的影响因素，后4个时间段的数据用来预测，验证模型的可靠性；

步骤四、选取管径、管龄、管材、管长、覆土厚度、管道运行压力和管道水流速度这7个因素作为解释变量，用于分析所述7个因素对管道漏损的影响程度。

进一步地，步骤二所述空间的具体数量为39个。

进一步地，第二步所述通过空间相关性分析确定管道之间存在的空间相关性的过程包括：

步骤1、利用基于地理位置与漏损率相结合的方法设立空间权重矩阵，所述空间权重矩阵为：

其中，与分别为管道i与管道j的前20个时间段的漏损率平均值；

步骤2、利用GeoDa软件进行空间自相关分析，利用前20个时间段里供水区域A各指标数据的平均值数据来得到该供水区域各管道漏失的Moran’s I指数值和莫兰散点图；

步骤3、根据Moran’s I指数值和莫兰散点图获得管道之间存在的空间相关性。

进一步地，第三步所述LM检验确定空间计量模型的过程包括：