本發(fā)明涉及市政工程，具體涉及一種供水管網(wǎng)爆管定位方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在供水系統(tǒng)中，供水管網(wǎng)肩負(fù)著將經(jīng)過處理的水輸送至千家萬戶的重要責(zé)任，是實(shí)現(xiàn)供水安全保障的重要一環(huán)。而爆管事件會(huì)影響供水管網(wǎng)的供水能力和水質(zhì)安全。所以及早發(fā)現(xiàn)和定位供水管網(wǎng)中的爆管事件是尤為重要的。

2、隨著高頻壓力監(jiān)測(cè)設(shè)備的技術(shù)發(fā)展，以較低成本在供水管網(wǎng)中進(jìn)行高頻壓力監(jiān)測(cè)成為可能。與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備相比，高頻壓力監(jiān)測(cè)設(shè)備可以捕捉管網(wǎng)中的瞬時(shí)壓力變化，有利于更及時(shí)、精確地定位管網(wǎng)中的爆管事件。但目前基于高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的供水管網(wǎng)爆管定位方法簡(jiǎn)單基于爆管造成的瞬態(tài)壓力波到達(dá)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間差，這使得定位結(jié)果容易受波速估計(jì)誤差的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種供水管網(wǎng)爆管定位方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中爆管定位方法容易受到波速估計(jì)誤差影響的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種供水管網(wǎng)爆管定位方法，方法包括：獲取供水管網(wǎng)中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括壓力值和各壓力值對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)時(shí)間；基于高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用累積和算法確定爆管壓力波到達(dá)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各時(shí)刻；基于供水管網(wǎng)中任意兩節(jié)點(diǎn)間瞬變流壓力波傳播時(shí)間和各時(shí)刻的關(guān)系確定可能爆管位置；將爆管后獲取的新的穩(wěn)態(tài)壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和基于穩(wěn)態(tài)模型確定的不同爆管系數(shù)對(duì)應(yīng)的壓力估計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，確定可能爆管位置的爆管系數(shù)；基于瞬變流模型，利用爆管系數(shù)，模擬計(jì)算各可能爆管位置發(fā)生爆管的瞬變流壓力數(shù)據(jù)，將瞬變流壓力數(shù)據(jù)和高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匹配，確定爆管位置。

3、本發(fā)明實(shí)施例提供的供水管網(wǎng)爆管定位方法，通過高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)確定爆管壓力波達(dá)到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)刻，基于該時(shí)刻和瞬變流壓力波的傳播時(shí)間先圈定可能爆管位置，然后基于瞬變流模型，模擬計(jì)算各監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的瞬變流壓力數(shù)據(jù)，再通過考慮壓力波連續(xù)變化的信息，將模擬瞬變壓力數(shù)據(jù)和高頻監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匹配，從而實(shí)現(xiàn)從可能爆管位置中精確定位爆管位置。由此，解決了相關(guān)技術(shù)中只基于瞬態(tài)壓力波到達(dá)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間差進(jìn)行爆管位置定位造成的定位結(jié)果容易受波速估計(jì)誤差的影響的問題。

4、在一種可選的實(shí)施方式中，基于高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用累積和算法確定爆管壓力波到達(dá)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各時(shí)刻，包括：采用累積和算法，基于高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算壓力變化量累積大于閾值的時(shí)刻，壓力變化量累積大于閾值則確定出現(xiàn)爆管壓力波；根據(jù)累積和算法中記錄的壓力變化量開始累積的時(shí)刻，確定爆管壓力波到達(dá)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各時(shí)刻。

5、本實(shí)施例中，采用累積和算法確定出現(xiàn)爆管壓力波的時(shí)刻，為確定可能爆管位置提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

6、在一種可選的實(shí)施方式中，基于供水管網(wǎng)中任意兩節(jié)點(diǎn)間瞬變流壓力波傳播時(shí)間和各時(shí)刻的關(guān)系確定可能爆管位置之前，方法還包括：基于供水管網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確定供水管網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間的管道；基于兩節(jié)點(diǎn)間管道的長(zhǎng)度和管道的瞬變流波速計(jì)算任意管道中瞬變流壓力波傳播時(shí)間。

7、在一種可選的實(shí)施方式中，基于供水管網(wǎng)中任意兩節(jié)點(diǎn)間瞬變流壓力波傳播時(shí)間和各時(shí)刻的關(guān)系確定可能爆管位置，包括：采用最短路徑算法，基于供水管網(wǎng)的任意管道中瞬變流壓力波傳播時(shí)間，確定任意兩節(jié)點(diǎn)間壓力波傳播的最短時(shí)間；基于爆管壓力波到達(dá)任意兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)刻之差與任一節(jié)點(diǎn)到相應(yīng)兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力波傳播最短時(shí)間之差的差值的最小值確定目標(biāo)函數(shù)，對(duì)目標(biāo)函數(shù)求解確定可能爆管位置。

8、在一種可選的實(shí)施方式中，目標(biāo)函數(shù)采用如下公式表示：

9、

10、式中，k表示供水管網(wǎng)的任一節(jié)點(diǎn)，m表示監(jiān)測(cè)點(diǎn)的集合，ti表示爆管壓力波到達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)i的時(shí)刻，tj表示爆管壓力波到達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)j的時(shí)刻，tik表示監(jiān)測(cè)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)k之間瞬變流壓力波傳播的最短時(shí)間，tjk表示監(jiān)測(cè)點(diǎn)j和節(jié)點(diǎn)k之間瞬變流壓力波傳播的最短時(shí)間。

11、本實(shí)施例中，基于爆管發(fā)生時(shí)出現(xiàn)的瞬變流壓力波，根據(jù)該瞬變流壓力波的傳播時(shí)間和爆管壓力波到達(dá)每一監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)刻先確定可能爆管位置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)爆管位置進(jìn)行了初步篩選。

12、在一種可選的實(shí)施方式中，將爆管后獲取的新的穩(wěn)態(tài)壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和基于穩(wěn)態(tài)模型確定的不同爆管系數(shù)對(duì)應(yīng)的壓力估計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，確定可能爆管位置的爆管系數(shù)，包括：獲取爆管發(fā)生后各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的新的穩(wěn)態(tài)壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；基于預(yù)構(gòu)建的供水管網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)模型計(jì)算可能爆管位置在不同爆管系數(shù)下的壓力估計(jì)數(shù)據(jù)；基于新的穩(wěn)態(tài)壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和壓力估計(jì)數(shù)據(jù)的差值確定目標(biāo)函數(shù)，采用遺傳算法對(duì)目標(biāo)函數(shù)求解，確定每個(gè)可能爆管位置的爆管系數(shù)。

13、本實(shí)施例中，采用穩(wěn)態(tài)模型對(duì)計(jì)算可能爆管位置在不同爆管系數(shù)下的壓力估計(jì)數(shù)據(jù)，基于該壓力估計(jì)數(shù)據(jù)和壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)系確定了每個(gè)可能爆管位置的爆管系數(shù)，從而為后續(xù)瞬變流模型的分析提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

14、在一種可選的實(shí)施方式中，基于瞬變流模型，利用爆管系數(shù)，模擬計(jì)算各可能爆管位置發(fā)生爆管的瞬變流壓力數(shù)據(jù)，將瞬變流壓力數(shù)據(jù)和高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匹配，確定爆管位置，包括：基于瞬變流模型，利用爆管系數(shù)，模擬計(jì)算各可能爆管位置發(fā)生爆管的瞬變流壓力數(shù)據(jù)；采用動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整算法將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的瞬變流壓力數(shù)據(jù)和高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果確定爆管位置。

15、本實(shí)施例中，采用瞬變流模型計(jì)算可能爆管位置的爆管系數(shù)對(duì)應(yīng)的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓力波的連續(xù)變換信息的利用；采用動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整算法進(jìn)行匹配時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)序列中的點(diǎn)與另一序列中其他時(shí)刻點(diǎn)對(duì)應(yīng)，能夠排除形狀拉伸或壓縮的影響。

16、第二方面，本發(fā)明提供了一種供水管網(wǎng)爆管定位裝置，裝置包括：數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取供水管網(wǎng)中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括壓力值和各壓力值對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)時(shí)間；爆管監(jiān)測(cè)模塊，用于基于壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用累積和算法確定爆管壓力波到達(dá)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各時(shí)刻；初步定位模塊，用于基于供水管網(wǎng)中任意兩節(jié)點(diǎn)間瞬變流壓力波傳播時(shí)間和各時(shí)刻的關(guān)系確定可能爆管位置；爆管系數(shù)確定模塊，用于將爆管后獲取的新的穩(wěn)態(tài)壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和基于穩(wěn)態(tài)模型確定的不同爆管系數(shù)對(duì)應(yīng)的壓力估計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，確定可能爆管位置的爆管系數(shù)；定位模塊，用于基于瞬變流模型，利用爆管系數(shù)，模擬計(jì)算各可能爆管位置發(fā)生爆管的瞬變流壓力數(shù)據(jù)，將瞬變流壓力數(shù)據(jù)和高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匹配，確定爆管位置。

17、第三方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器和處理器，存儲(chǔ)器和處理器之間互相通信連接，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，處理器通過執(zhí)行計(jì)算機(jī)指令，從而執(zhí)行上述第一方面或其對(duì)應(yīng)的任一實(shí)施方式的供水管網(wǎng)爆管定位方法。

18、第四方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述第一方面或其對(duì)應(yīng)的任一實(shí)施方式的供水管網(wǎng)爆管定位方法。

19、第五方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)指令，計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述第一方面或其對(duì)應(yīng)的任一實(shí)施方式的供水管網(wǎng)爆管定位方法。

技術(shù)特征：

1.一種供水管網(wǎng)爆管定位方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用累積和算法確定爆管壓力波到達(dá)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的各時(shí)刻，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于供水管網(wǎng)中任意兩節(jié)點(diǎn)間瞬變流壓力波傳播時(shí)間和所述各時(shí)刻的關(guān)系確定可能爆管位置之前，所述方法還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于供水管網(wǎng)中任意兩節(jié)點(diǎn)間瞬變流壓力波傳播時(shí)間和所述各時(shí)刻的關(guān)系確定可能爆管位置，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)函數(shù)采用如下公式表示：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將爆管后獲取的新的穩(wěn)態(tài)壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和基于穩(wěn)態(tài)模型確定的不同爆管系數(shù)對(duì)應(yīng)的壓力估計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，確定可能爆管位置的爆管系數(shù)，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于瞬變流模型，利用所述爆管系數(shù)，模擬計(jì)算各可能爆管位置發(fā)生爆管的瞬變流壓力數(shù)據(jù)，將所述瞬變流壓力數(shù)據(jù)和所述高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匹配，確定爆管位置，包括：

8.一種供水管網(wǎng)爆管定位裝置，其特征在于，所述裝置包括：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的供水管網(wǎng)爆管定位方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及市政工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種供水管網(wǎng)爆管定位方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。本發(fā)明實(shí)施例提供的供水管網(wǎng)爆管定位方法，通過高頻壓力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)確定爆管壓力波達(dá)到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)刻，基于該時(shí)刻和瞬變流壓力波的傳播時(shí)間先圈定可能爆管位置，然后基于瞬變流模型，模擬計(jì)算各監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的瞬變流壓力數(shù)據(jù)，再通過考慮壓力波連續(xù)變化的信息，將模擬瞬變壓力數(shù)據(jù)和高頻監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匹配，從而實(shí)現(xiàn)從可能爆管位置中精確定位爆管位置。由此，解決了相關(guān)技術(shù)中只基于瞬態(tài)壓力波到達(dá)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間差進(jìn)行爆管位置定位造成的定位結(jié)果容易受波速估計(jì)誤差的影響的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：廖子元,郭亞麗
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26