[发明专利]一种用于燃气管网泄漏定位的优化布局方法和系统

说明书

本发明涉及一种用于燃气管网泄漏定位的优化布局方法和系统，所述方法包括：建立燃气管网模型；对管网模型的模拟计算以获取样本；所获取的样本包括燃气管网在正常场景和非正常场景下的模拟计算样本；基于评价指标获得所需压力传感器的最少数量值和必要传感器点位组合。本发明能够在不损失泄漏辨识事件的情况下，获得所需压力传感器的最少数量值和其点位布置。通过量化计算增加补偿传感器来克服部分传感器在运行中会存在失效的风险。从而为燃气公司对燃气管网进行更为精准和全面的监测，可及时对燃气泄漏做出应急预案，从而能减少燃气公司的经济损失，并提高了人民生活的安全保障。

【技术领域】

本发明属于城市管网建设技术领域，尤其涉及一种用于燃气管网泄漏定位的优化布局方法和系统。

【背景技术】

燃气管网泄露问题一直是燃气公司在安全运营上十分重视的问题，燃气泄露这不仅对燃气公司造成了巨大的经济损失，还对人类生活形成了巨大的安全隐患。近年来，燃气泄漏导致爆炸的事故屡见不鲜，社会对燃气管网安全运营的要求越来越高。由于管网的泄漏事件可以快速反映在压力传感器压力值的变化上，并且压力传感器具有非入侵式、成本较低等优点，目前压力传感器的合理布局已经成为降低燃气管网平均漏损率的一个研究热点。目前，关于燃气管网压力监测点的布置方法主要有敏感度分析法、聚类分析法、遗传算法寻址法和相关性分析选址法等。这些方法在实际工程中得到了一定的应用，但仍存在一些问题，也不能完全集中于用于泄漏检测。针对泄漏识别的压力传感器布置优化的研究，主要有以下这些：半监督策略，将模糊c-均值聚类算法(FCM)与原有的联合互信息(semi-JMI)算法相结合，可以有效地提高泄漏定位的精度和稳定性。基于单目标优化和成本效益分析模型的净成本指标的布局方法，可以在固定传感器数量的前提下，以获得传感器最大检测覆盖率为目标，实现传感器的最优化布局。虽然该方法在基准网络Net3上被证明是有效的，但是其稳定性会受到传感器精度和爆管流量大小的影响。现有技术中能综合考虑到现实中不确定因素的研究还不多见。因此，如何在考虑传感器精度和传感器数量、传感器故障和安装条件的前提下，优化燃气管网中压力传感器的布局，以实现泄漏识别的功能，并且在实际工程中具有很好的实用性，是尚待解决的问题。本发明可以在不损失泄漏辨识事件的情况下，获得所需压力传感器的最少数量值和其点位布置。通过量化计算增加补偿传感器来克服部分传感器在运行中会存在失效的风险。从而为燃气公司对燃气管网进行更为精准和全面的监测，可以快速发现管道泄露问题并进行及时抢修，避免危险事故发生。对泄露位置的精确稳定定位，也为燃气公司节约大量的人力物力。最重要的是，及时进行燃气管网泄露抢修，可避免爆炸等危险事故发生，保障人民的生活安全。

【发明内容】

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种用于燃气管网泄漏定位的优化布局方法和系统，所述方法包含：

步骤S1：建立燃气管网模型；

步骤S2：对管网模型的模拟计算以获取样本；所获取的样本包括燃气管网在正常场景和非正常场景下的模拟计算样本；

步骤S3：设定评价指标；

步骤S4：基于评价指标获得所需压力传感器的最少数量值和必要传感器点位组合；

步骤S5：检测到传感器失效时，增加最优补偿传感器。

进一步的，所述步骤S1具体为：创建燃气管网Net3。

进一步的，管网模型在进行模拟计算时的输入值为管网模型拓扑信息、气源站处压力或流量、用户侧压力或流量，输出值为各个节点处的压力值。

进一步的，通过压力传感器的压力监测来定位管道泄漏。

进一步的，所述步骤S3具体为：设定两个指标监测覆盖率DCR和总监测灵敏度TDS。

一种用于燃气管网泄漏定位的优化布局系统，所述系统包括一个或多个服务器，所述一个或多个服务器用于进行优化布局计算。

进一步的，所述服务器为云服务器。