CN103620363A - 借助随机的质量平衡识别泄漏 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在供给网络的区域中识别泄漏的方法、装置和辅助系统，其中，通过将真实的由传感器提供的测量值与通过蒙特卡罗模拟求得的测量值进行比较来识别泄漏。用于识别泄漏的方法特别是能基于液压分析确定不正常现象，这些现象例如能归咎于发生泄漏。由此能够识别已经存在的泄漏。此外该方法还可以运用到临时安装到网络中的传感器上，这就为网络运营商在检漏时提供了额外的自由。该方法也可以用于其他的供给网络和基础设施。

Description

借助随机的质量平衡识别泄漏
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）。
本发明的第一种有利的设计方案在于，这些区域（DMA）也可以是虚拟的计量小区。虚拟区域或所谓的虚拟计量小区（DMA）是网络的部分区域，其进流和出流是借助流量测量仪测量，其中，不要求这些区域是不相交的。对所有的区域的时间序列进行连续不断的评估，并且对这些区域内的泄漏进行识别。最后借助单个区域的泄漏信息实现限定泄漏的位置。泄漏信息是关于在该区域内是否已经识别了泄漏的信息。虚拟的计量小区（虚拟DMA）在以下方面不同于传统的区域（DMA）。在将区划分成DMA时，传统的方式总是试图如下地构造它们，即，仅仅得到一处进流或一根进流管，并且能够通过一个唯一的传感器监控它。在供给区内要在选择的位置上装入附加的流量传感器，以使得形成网络的子块，其进流和出流能够被测量。这些子块可能要具有一个共同的元件。这些子块要相互重叠并且具有共同的流量测量仪。这类子块被称为虚拟区或虚拟DMA。
本发明的另一种有利的设计方案在于，测量周期例如是从2点到4点、从0点到24点和/或从6点到18点。在夜间流量分析时通过所有的流量测量仪或传感器在晚上，例如在2点到4点之间测量在这类分析的框架内的流量，也就是说在通常消耗量低的时间内。代替在晚上进行检查，为了检查累计流量也可以观察其它的时间区间，例如24小时或者日间的多个测量时间段。
本发明的另一种有利的设计方案在于，步骤e），即确定连接在区域（DMA）中的消耗者的随机的消耗量，是通过以下方法步骤的顺序进行的：
1.以相对应的平均的日消耗量为基础对消耗者进行分类；
2.基于相应的平均的日消耗量和在确定的测量周期内求得的消耗量为每个消耗者求得理论上的总消耗量；
3.确定水量Q，该水量明显小于区域（DMA）内的最小耗水量，并且将在供给网络中的所有消耗者的消耗量设为0（初始化）；
4.将确定的测量周期划分为多个时间间隔，并且测量在每个时间间隔内的每个区域（DMA）的总消耗量；
5.为每个时间间隔随机选择消耗者，并且将随机选择的消耗者在某个相应的时间间隔内的消耗量提高了确定的水量Q；
6.只要总的分布在观察时间段内的耗水量小于在4）中确定的耗水量，就过渡到5）；
7.从4）开始重复，直到所有的时间间隔都处理完毕。
用这个算法描述消耗量的分布。利用该消耗量进行该网络部段的液压模拟。为了进行液压模拟必须如下地设置边界条件，即，要有意义地描写该物理模型：当这个区只有一个进流/出流，那么在这个位置处设置恒定的压力，如果它有多个进流和出流，那么在其中一个位置处设置恒定的压力，并且在其它的位置处设置测量的进流量和出流量。于是模型中质量平衡是符合的。
本发明的另一种有利的设计方案在于，步骤e），即确定连接在区域（DMA）中的消耗者的随机的消耗量，是通过以下方法步骤的顺序进行的：
I确定供给网络中的n个消耗节点；
II确定分配量Q，其明显小于区域（DMA）内的最小耗水量；
III确定测量的总消耗量R作为分配量Q的整数倍；
IV确定所有节点的平均消耗量V（n）的总和G；
为所有的消耗节点n直到为每个节点n确定值X（n）：
V选择具有平均消耗量v（n）的最邻近的尚未处理完的消耗节点n；
引用数值在0到R之间的随机变量X（n），并且进行分配
P(X(n)=k)=V(n)k＊(G-V(n))(R-K)＊R！/(GR＊k！＊(R-k)！)；
用G-V（n）代替G并且用R-X（n）代替R。
如果已知某个区域内的消耗者的消耗量分布相同，可替换地也可以利用所示的算法将随机的流量分配给消耗者。这等价于第一种方法，但是特征在于更少的运行时间，因为采用的随机数更少。
本发明的另一种有利的设计方案在于，在固定的时间区间内重复步骤e）和f），并且在按照步骤g）进行比较之前取计算结果的平均值。通过重复获得计算结果的波动范围。偏差值的影响在此减少，并且该区域的正常状态显现出来。
本发明的另一种有利的设计方案在于一种根据权利要求1至6中任一项所述的方法的应用，用在用于运输流体的基础设施网络中。流体的测量值能够通过相应的传感装置（例如压力或流量传感器）轻松并且准确地求得，并且因此用于进行可靠的预测。
本发明的另一种有利的设计方案在于，基础设施网络是供水网络或供气网络或远程供暖网络。本发明能够用于所有的运输并消耗流体的基础设施网络。这类基础设施网络的实例有供气网络和远程供暖网络。
本发明的另一种有利的设计方案在于一种用于使用根据权利要求1至5中任一项所述的方法、用于在供给网络的区域中识别泄漏的、由计算机支持的装置，该装置包括：
a）用于在确定的测量周期内为每个区域（DMA）测量相应的最小进流的传感器；
b）用于通过安装的传感器为每个区域（DMA）确定在确定的测量周期内的耗水量的工具；
c）用于在液压模拟器中反映出供给网络的拓扑并且为每个区域（DMA）建立液压模拟模型的工具；
d）用于确定连接在该区域（DMA）中的消耗者的消耗量分布的工具；
e）用于通过蒙特卡罗模拟在确定的测量周期内确定供给网络的流动状态的工具；以及
f）通过将由蒙特卡罗模拟求得的测量值与由传感器提供的测量值进行比较确定是否存在泄漏的工具。
该装置能够利用商用标准的元件生产制造。例如相应的传感器能够在相应的建材市场获得，用于反映出拓扑的工具、用于确定消耗量分布的工具、用于确定流动状态的工具和用于将实际的测量值与通过蒙特卡罗模拟求得测量值进行比较的工具能够在个人计算机和相应的软件上实现（例如电子制表程序或数学计算程序，模拟程序）。
本发明的另一种有利的设计方案在于一种根据权利要求8所述的装置，还包括用于显示通过蒙特卡罗模拟求得的测量值与由传感器提供的测量值之间的比较的和/或用于显示泄漏指标的输出工具。通过图形的显示能够在视觉上比较这些结果，并且轻松地识别出作为泄漏的指标的偏差量。
本发明的另一种有利的设计方案在于一种用于识别在供给网络的区域内识别泄漏的、由计算机支持的、以模拟为基础的辅助系统，其中，通过稳固地安装的、用于测量该区域在供给网络的确定的测量周期内的最小进流的传感器检测测量值，并且通过数据远程传输发送给评估装置，
其中，该评估装置具有：
-用于通过安装的传感器为每个区域确定在确定的测量周期内的耗水量的工具；
-用于在液压模拟器中反映出供给网络的拓扑并且为每个区域（DMA）建立液压模拟模型的工具；
-用于确定连接在该区域内的消耗者的消耗量分布的工具；
-用于通过蒙特卡罗模拟在确定的测量周期内确定供给网络的流动状态的工具；以及
-用于将由蒙特卡罗模拟求得的测量值与由传感器提供的测量值进行比较的工具，以便在有偏差的情况下识别出区域内可能的泄漏。这种由计算机支持的辅助系统能够利用商用标准的元件生产制造。例如在相应的专业商店能够获得相应的传感器（例如流量测量仪），用于计算的工具能够在个人计算机和相应的软件（例如电子制表程序、数学计算程序或模拟程序）上实现。在识别出泄漏时，可以通过该辅助系统自动采取或者为操作人员推荐合适的应对措施（例如阻止进入某区域的入流、采取合适的措施）。该辅助系统特别适合用在监控供给网络的控制室中。
附图说明
附图中示出了本发明的一个实施例，并且下面对其进行了阐述。
图中示出：
图1是用于根据本发明的区域的几个实施例，
图2是用于具有辅助系统的供给网络的示例性原理图，
图3举例示出用于识别泄漏的传感器测量值和计算出的值，并且
图4是用于执行根据本发明的方法的示例性流程图。
具体实施方式
减少水的损失对供水网络中的泄漏识别和定位系统是一个巨大的挑战。在网络的部分区域能够通过在该区域的所有进流处和出流处测量流量并且通过构建质量平衡来识别水的损失。
这些测量不仅在耗费上而且在法律条件上（准时地测量消耗量并且记录所有的客户可能导致数据保护权利方面的问题）超过可行性的界限。然而，新的更方便的测量仪器使得监控像压力、流量等等这样的物理相关值成为可能。
本发明是一种针对供给网络中的消耗者的随机模型，该供给网络使得能够利用液压模拟建立整个网络范围内的质量平衡，从而不仅能够识别新的、还有已经存在的泄漏。
在大部分情况下规模庞大的供水网络被划分成供水区（区域）。这些区域又可以划分成子区，-因为这是英国工程师的特色-所以它们又被称为计量小区（DMA）。如下地安排这些DMA，即，使它们分别仅具有一个进流，该进流的流量被测量。作为代替可以不用物理的DMA，而是也可以用虚拟的区，其可以具有多个进流和出流。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。具体来说进行所谓的“夜间流量分析”。在消耗量低的夜晚时间内，例如在2点到4点之间在一个DMA进行最小进流值。在每晚提供一个值的情况下，经过几天和几周以后产生一个时间序列。最小消耗值（突然地）上升的原因可能是发生了新的泄漏，这例如能够通过超过阈值识别出来。
因此，特别的事件，如在夜间测量期间使用草坪洒水机、举办体育活动或风俗活动会引起不同的DMA中的最小进流量的增加。于是会为所有的DMA发出警报。迄今必须由系统的使用者识别这种可能的错误警报，并且通过进一步的检查得以排除。本发明使得一种用于自动识别跨网络的事件的方法得以实现，目的是减少在泄漏分析时的错误警报。
图1示出用于根据本发明的区域DMA的两个实施例B1，B2。区域DMA可以是供给网络的某个物理空间区域，或者是虚拟区域。虚拟的计量小区（虚拟DMA）在以下方面区别于传统的区域（DMA）。在将供给网络划分成区域（DMA）时，传统的方式总是试图如下地构造它们，即，仅仅得到一处进流或一根进流管，并且能够通过一个唯一的传感器监控它。在供给区内要在选择的位置处装入附加的流量传感器，从而形成网络的许多子块，它们的进流和出流能够被测量。这些子块可能要具有一个共同的元件。这些子块要相互重叠并且具有共同的流量测量仪。这类子块被称为虚拟区或虚拟DMA。
利用创造虚拟区（虚拟区域）的工作方式提供一种普遍适用的方法，即划分供给网络，使得子区域，例如它/它们是一个或多个导管部段，能够在泄漏识别方面受到重重监控。对每个虚拟区的监控都按照相同的原理进行，并且能够相应地多次应用在技术解决方案中。将网络划分成虚拟区带来以下优点，即，除了流量测量仪以外不必对现有的网络做任何改变。另一个优点在于，能够在不干扰供给网络运行，或者不用就地进行麻烦的、成本高的测量工作的情况下自动化地进行泄漏识别过程。
图2示出具有用于监控供给网络VN的辅助系统AS的供给网络VN的示例性原理图。供给网络VN具有传感装置，其通过数据远程传输
Figure BDA0000446404210000101
与辅助系统AS相连接。辅助系统AS是一种由计算机支持的以模拟为基础的辅助系统AS，用于识别供给网络VN中的泄漏。通过将传感器SE1-SE3稳固地安装到网络VN的区域内的液压选择的传感器测量位置处，测定真实的测量值，并且通过数据远程传输
Figure BDA0000446404210000102
发送给评估装置AE。对于区域的（DMA，图1）或被观察的供给网络VN的耗水量在固定的测量周期的一个或多个内通过该区域或供给网络的进流处和出流处的流量测量仪AS1，AS2得以确定。传感器AS1，AS2的测量值也可以通过数据远程传输发送给评估装置AE。在评估装置AE中将真实的测量值与通过蒙特卡罗模拟计算出的值进行比较。有偏差就意味着存在泄漏。该方法在原则上可以在区域层面或者在供给网络层面实施。
特别是该评估装置AE包括用于通过安装的传感器为每个区域（DMA）确定在确定的测量周期内的耗水量的工具M1、用于在液压模拟器中反映出供给网络的拓扑并且为每个区域（DMA）建立液压模拟模型的工具M2、用于确定连接在该区域（DMA）中的消耗者的消耗量分布的工具M3、用于通过蒙特卡罗模拟在确定的测量周期内确定供给网络的流动状态的工具M4、和用于将由蒙特卡罗模拟求得的测量值与由传感器提供的测量值进行比较的工具M5，以便在有偏差情况下识别出区域DMA内可能的泄漏。在此，在液压模拟器中模拟该供给网络VN的拓扑。管道利用已知的物理数值参数化。然而，在网络节点上的消耗者是未知的。为此设立一个随机的取代模型。
这种由计算机支持的辅助系统AS能够利用商用标准的工具来生产制造。例如在相应的专业商店能够获得相应的传感装置SE1-SE3（例如流量测量仪），用于计算、确定和比较的工具能够在个人计算机C和相应的软件（例如电子制表程序、数学计算程序或模拟程序）上实现。为了生成自动的应对措施或者为了向操作人员显示措施，该辅助系统AS例如可以建立在以模型为基础的技术（例如CBR，基于案例推理（Case BasedReasoning））之上。真实的和预期的值（模拟结果）之间的偏差可以显示在计算机C的输出单元M（例如屏幕）上。计算机C还包括存储媒介，例如用于存储或临时存储通过数据远程传输导线
Figure BDA0000446404210000112
得到的传感器SE1-SE3的测量值的数据库DB。
图3举例示出用于识别泄漏的传感器测量值和计算出的值的示意图。为此，位于被观察的区（区域，DMA）内部的传感器的测量值对应着通过模拟计算得到的值被表示出来，正如在根据图3的图表中所示的那样。用密集的点表示的拟合线的偏差说明了该模型不适合用于测量，这表明存在泄漏。对于专业技术人员清楚的是，可以用不同类型的图表表示这些偏差。
图4示出一种用于执行根据本发明的方法的示例性的流程图。在此以有利的方式由计算机支持利用合适的软件（例如电子制表程序、模拟程序）例如在控制室内执行这些步骤S1-S7。
在进流量已知的区/区域（例如虚拟的DMA）中，额外地安装传感器，它们定义更多的区或（虚拟的）DMA，然而这不是必须的。正如在泄漏识别中常见的那样，再次观察在具有消耗量低的时间间隔（例如2点到4点之间）内的消耗量（夜晚流量分析）。现在就针对区/区域（例如虚拟的DMA）基于测得的进入区（DMA）的进流量设立液压模型。为此在液压模拟器中模拟该网络的拓扑。管道利用已知的值参数化。然而在网络节点上的消耗者却是未知的。为此如下地设立随机的取代模型：
对于每个测量时间段都将在这个区内的耗水量随机地分配给所有的消耗者。在算法1中描述了消耗量的分配。利用该消耗量进行该网络部段的液压模拟。为了进行液压模拟必须如下地设置边界条件，即，要有意义地描述该物理模型：当这个区只有一个进流/出流，那么在这个位置上设置恒定的压力，如果它有多个进流和出流，那么在其中一个位置上设置恒定的压力，并且在其它的位置上设置测量的进流量和出流量。于是质量平衡是符合的。
利用蒙特卡罗模拟通过不同的事件来随机分配测量值，为计算的传感器值计算这些区的内部传感器的值。测得的和计算得到的值之间有偏差意味着可能存在泄漏。
在步骤S1中将供给网络划分成具有分别已知的进流量的区域（DMA）。这能够由计算机支持在网络模型的基础上或者在经验值的基础上进行。
在步骤S2中将流量测量仪稳固地安装到区域（DMA）的进流处和出流处。在安装传感装置时可以访问已经安装的传感器，或者新的传感器根据这些区域（DMA）的划分进行安装。传感器的测量值例如可以通过
Figure BDA0000446404210000131
无线电或卫星连接报告给控制室进行进一步处理。
在步骤S3中通过流量测量仪为每个区域（DMA）确定在确定的测量周期内的耗水量。以有利的方式，这也在由计算机支持的情况下实现。
在步骤S4中，在液压模拟器中实现供给网络的拓扑的反映，并且为每个区域（DMA）建立液压模拟模型。以有利的方式，这也自动地并且在由计算机支持的情况下实现。
在步骤S5中确定连接在这些区域（DMA）中的消耗者的随机的消耗量。以有利的方式，这也通过软件程序实现。
在步骤S6中通过蒙特卡罗模拟实现确定在供电网络内在确定的测量周期内的流动状态。蒙特卡罗模拟通过模拟程序实现。
在步骤S7中通过将由蒙特卡罗模拟法求得的测量值与由传感器提供的测量值进行比较确定是否存在泄漏。由计算机支持实现该比较，偏差可能意味着存在泄漏，它们以有利的方式用图表表示。
借助偏差能够自动采取应对措施（例如关闭进流阀、激活转向导管）或者为控制室的操作人员推荐可能的应对措施。
用于确定随机的消耗量的算法1：
1）将消耗者分类：不同的消耗者有不同的消耗量分布。这个分布显示出消耗者的每日总消耗量如何反映在这一天。所以住宅楼有不同于办公楼、学校或中小型企业的消耗状态。不能分类的消耗者必须准确测量并且在其它的说明内容中忽略不计。
2）基于例如通过年终结算获得的、每个消耗者的平均日消耗量能够确定在这个区内的理论上的总消耗量。为此要为所有的消耗者基于它们的平均日消耗量和它们的消耗量分布计算出夜间测量时间段内的理论消耗量。从中计算出理论上的总消耗量。
3）为了进行初始化，所有消耗者的消耗量在整个观察时间段内都设为零。此外确定小的水量Q，该水量后来被分配（例如31），该水量要明显小于在该区（DMA）内的最小的耗水量。
4）为测量时间段的每个时间间隔（通常是3分钟）测量该区的总消耗量。
5）现在随机地选择消耗者：选择某个消耗者的可能性等于其占总消耗量的比例，正如其在2）中已经确定的那样。该消耗者的消耗量在这段时间内增加了Q。
6）只要总的分布在观察时间段内的耗水量小于在4）中确定的耗水量，就过渡到5）
7）为下一个测量时间间隔重复4）。
现在利用上面建立的随机消耗量模拟夜晚流量分析时间间隔内的流动状态。为此进行蒙特卡罗模拟（正例如在Kurt Binder等人在1979年柏林出版的《统计物理学中的蒙特卡罗法》中所述的那样）。为此为许多选出来的随机消耗量（它们是如上所述地建立的）进行这种模拟，并且从大量的模拟值推导出该区内的状态。为此，对应计算出的值标出位于被观察的区内的传感器的测量值，正如能够从以下图表中看到的那样。用密集的点表示的拟合线的偏差说明了该模型不适合用于测量，这表明存在泄漏（见图3）。
可替换地也可以利用以下算法2实现随机流量向消耗者的分配。这等价于第一种方法，但是特征在于更少的运行时间，因为采用的随机数更少。
用于确定随机消耗量的算法2：
假设：分配量为Q
初始化：R=测量的总消耗量（作为分配量Q的整数倍）
G=所有节点的平均消耗量V（n）的总和
经过这些节点环：
-选择具有平均消耗量v（n）的最邻近的尚未处理完的消耗节点n；
-引用数值在0到R之间的随机变量X（n），并且进行分配
P(X(n)=k)=V(n)k＊(G-V(n))(R-K)＊R！/(GR＊k！＊(R-k)!);
-用G-V（n）代替G并且用R-X（n）代替R。
-选择最邻近的节点，直到为每个节点n都确定了值X（n）。
这种算法能够用在所有消耗者的消耗量分布都一样的情况下。这种算法使得能够进行高效的计算。
用于在供给网络的区域内识别泄漏的方法、装置和辅助系统，其中，通过将真实的由传感器提供的测量值与通过蒙特卡罗模拟求得的测量值进行比较来识别泄漏。根据本发明的用于识别泄漏的方法特别是能基于液压分析确定不正常现象，这些现象例如可能归咎于发生泄漏。由此能够识别已经存在的泄漏。此外该方法还可以运用到临时安装到网络中的传感器上，这就为网络运营商在检漏时提供了额外的自由。该方法也可以用于其它的供给网络和基础设施。
参考标号表：
B1，B2  实例
DMA区域
SE1-SE3，AS1，AS2  传感器
 数据远程传输
AS  辅助系统
AE  评价装置
SM  模拟模型
M1-M5  工具
T 键盘
M 显示器
C 计算机
DB  数据库
S1-S7方法步骤。

Claims (11)

1.一种用于在供给网络（VN）的区域（DMA）内识别泄漏的、由计算机支持的方法，具有以下步骤：
a）将流量测量仪（AS1，AS2）稳固地安装到所述区域（DMA）的进流处和出流处；
b）安装用于确定在所述区域（DMA）内的流量或水压的传感器（S1-S3）；
c）通过所述进流处和所述出流处的流量测量仪（AS1，AS2）和在所述区域（DMA）内的所述传感器的测量值确定所述区域（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所述供给网络（VN）的拓扑，并且为所述区域（DMA）建立液压的模拟模型；
e）借助消耗量分布和所述区域（DMA）的所述进流处和所述出流处通过随机确定法确定所述区域（DMA）内的消耗量；
f）通过蒙特卡罗模拟计算在所述供给网络中确定的测量周期中的一个之中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所述传感器在所述区域（DMA）内提供的所述测量值进行比较，确定是否存在泄漏。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区域（DMA）也能够是虚拟的计量小区。
3.根据前述要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述测量周期例如是从2点到4点、从0点到24点和/或从6点到18点。
4.根据前述要求中任一项所述的方法，其特征在于，步骤e），即确定连接在所述区域（DMA）中的消耗者的消耗量分布，是通过以下方法步骤的顺序进行的：
1.以相对应的平均的日消耗量为基础对所述消耗者进行分类；
2.基于相应的所述平均的日消耗量和在所述确定的测量周期内求得的消耗量为每个消耗者求得理论上的总消耗量；
3.确定水量Q，所述水量明显小于区域（DMA）内的最小耗水量，并且将在所述供给网络中的所有消耗者的所述消耗量设为0（初始化）；
4.将所述确定的测量周期划分为多个时间间隔，并且测量在每个所述时间间隔内的每个所述区域（DMA）的所述总消耗量；
5.为每个所述时间间隔随机选择消耗者，并且将随机选择的所述消耗者在相应的所述时间间隔内的所述消耗量提高了确定的所述水量Q；
6.只要总的分布在观察时间段内的耗水量小于在4）中确定的耗水量，就过渡到5）；
7.从4）开始重复，直到所有的所述时间间隔都处理完毕。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，适合于具有统一的消耗者的消耗量分布的应用，其特征在于，步骤e），即确定连接在所述区域（DMA）中的所述消耗者的所述消耗量分布，是通过以下方法步骤的顺序进行的：
1.确定所述供给网络中的n个消耗节点；
2.确定分配量Q，所述分配量明显小于在所述区域（DMA）内的所述最小耗水量；
3.确定测量的总消耗量R作为所述分配量Q的整数倍；
4.确定所有节点的平均消耗量V（n）的总和G；
为所有的所述消耗节点n直到为每个节点n确定值X（n）：
5.选择具有平均消耗量v（n）的最邻近的尚未处理完的消耗节点n；
引用数值在0到R之间的随机变量X（n），并且进行分配
P(X(n)=k)=V(n)K＊(G-V(n))(R-K)＊R！/(GR＊k!＊(R-k)!);
用G-V（n）代替G并且用R-X（n）代替R。
6.根据前述要求中任一项所述的方法，其中，在固定的时间区间内重复步骤e）和f），并且在按照步骤g）进行比较之前取计算结果的平均值。
7.一种根据权利要求1至6中任一项所述的方法的应用，用在用于运输流体的基础设施网络中。
8.根据权利要求7所述的应用，其中，所述基础设施网络是供水或供气或远程供暖网络。
9.一种用于使用根据权利要求1至6中任一项所述的方法、用于在供给网络的区域中识别泄漏的、由计算机支持的装置，所述装置包括：
a）用于在确定的测量周期内为每个区域（DMA）测量相应的最小进流的传感器；
b）用于通过安装的所述传感器为所述每个区域（DMA）确定在所述确定的测量周期内的所述耗水量的工具（M1）；
c）用于在所述液压模拟器中反映出所述供给网络的所述拓扑并且为所述每个区域（DMA）建立液压模拟模型的工具（M2）；
d）用于确定连接在所述区域（DMA）中的所述消耗者的所述消耗量分布的工具（M3）；
e）用于通过蒙特卡罗模拟在所述确定的测量周期内确定所述供给网络的所述流动状态的工具（M4）；以及
f）通过将由所述蒙特卡罗模拟求得的测量值与由所述传感器提供的所述测量值进行比较确定是否存在泄漏的工具（M5）。
10.根据权利要求9所述的装置，还包括用于显示通过所述蒙特卡罗模拟求得的所述测量值与由所述传感器提供的所述测量值之间的比较的和/或用于显示泄漏指标的输出工具（M）。
11.一种用于在所述供给网络的区域中识别泄漏的、由计算机支持的、以模拟为基础的辅助系统（AS），
其中，通过稳固地安装的、用于测量所述区域（DMA）在所述供给网络（VN1，VN2）的所述确定的测量周期内的最小进流的传感器检测测量值，并且通过数据远程传输
Figure FDA0000446404200000041
发送给评估装置（AE）；其中，所述评估装置（AE）具有：
-用于通过安装的所述传感器为每个所述区域（DMA）确定在所述确定的测量周期内的所述耗水量的工具（M1）；
-用于在所述液压模拟器中反映出所述供给网络的所述拓扑并且为每个所述区域（DMA）建立所述液压模拟模型的工具（M2）；
-用于确定连接在所述区域（DMA）内的所述消耗者的所述消耗量分布的工具（M3）；
-用于通过所述蒙特卡罗模拟在所述确定的测量周期内确定所述供给网络的所述流动状态的工具（M4）；以及
-用于将由所述蒙特卡罗模拟求得的所述测量值与由所述传感器提供的所述测量值进行比较的工具（M5），以便在有偏差的情况下识别出所述区域内可能的泄漏。
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