[发明专利]一种供水DMA爆管监测与定位方法

说明书

本发明公开了一种供水DMA爆管监测与定位方法。本发明首先进行管网测点压力动态数据分析；其次基于EPANET的信号模拟及有色噪声量化；然后再进行爆管判断；最后给出爆管具体位置。本发明通过对大用户用水行为和入水口流量变化的量化并附加到稳态水力模型，使模拟值更接近实际值，克服了管网用水干扰产生的有色噪声，进而减少爆管监测中的误报事件，同时可实现较准确的爆管点定位。

技术领域

本发明属于城市供水领域，具体是一种供水DMA爆管监测与定位方法。

背景技术

供水系统是城市的重要基础设施，在保障人民生活和经济建设中发挥着重要的作用，对城市发展具有全局性和先导性的影响。随着市政管网一级/二级DMA的普及，DMA漏损监测问题成为关注点。

目前，水司主要通过监测入出口水量来判断DMA是否存在漏损，但由于一级DMA通常有50平方公里、二级DMA通常有10平方公里的区域，水量监测方法很难确定漏损的具体位置，尤其发生爆管事件时，不能快速发现异常并确定爆管点位置，将造成较大损失。

根据供水管网结构及运行信息建立的稳态水力模型，经校验后能够模拟供水系统的实际运行状况，通常将此模拟结果与管网实测数据进行对比，可用来判断供水管网当前运行状态是否正常。但稳态水力模型只能反映水力状态缓慢变化情况，一味强调分析、调整参数来提高稳态水力模型精度，将无济于事。若采用瞬态水力模型，则计算复杂度大幅上升，且边界条件要求苛刻，没法长时间进行模拟、跟踪分析。

因此，常规借助稳态水力模型进行爆管侦测，由于忽略了大用户用水等给监测点信号带来的扰动，导致产生大量误报；采用瞬态水力模型，实际条件不允许，用于7X24实时监测不可行。

发明内容

本发明针对一级/二级DMA供水管网存在局部用水扰动导致误报较多的问题，提出了一种供水DMA爆管监测与定位方法。

本发明的具体步骤如下：

步骤1：管网测点压力动态数据分析

1)收集DMA管网数据

收集管网结构数据和历史监测数据，包括供水管网简化模型、压力监测点位置、大用户进水口位置、监测点压力数据、大用户用水流量数据、管网入水口流量数据。

2)压力信号降噪处理

采用小波滤波方法对原始压力信号进行降噪处理。对原始压力信号做三层分解，阈值选择规则为启发式软阈值，再通过不同层的噪声对阈值大小进行适当调节。

3)提取压力平稳信号值

a.对数据进行归一化处理，一般采用最大—最小标准化方法对各个测点压力信号进行处理

其中：Y为归一化处理后的数据值，L为原始数据值，L_max、L_min为该压力信号组最大、最小值；该方法将数据归一到[0,1]之间，便于处理。

b.计算归一化处理后的各测点压力信号平均值，大致提取出剔除噪声后的各监测点压力平稳信号曲线。

c.对此曲线进行反归一化，将其重新分配到各测点压力实际所在的信号波动区间内，得出剔除噪声的各测点压力平稳信号值。反归一化算法为：

Y＝L_min+Y(L_max-L_min) (2)

步骤2：基于EPANET的信号模拟及有色噪声量化