CN105716803A - 一种供水管网漏损监控的综合分析装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种供水管网漏损监控的综合分析装置及其方法，装置设有包括流量记录仪的流量监控设备，包括第三方通信传输介质，以及通过第三方通信传输介质与流量监控设备通过传输协议进行通信的主站系统，流量监控设备还包括第一通信模块。安装方式简单，集成度高，测试管径范围宽，方法依次有步骤：供水管网系统区块化、进行零压力测试、对区块化管网区域的进水端监测实时进水流量和压力并上传主站系统、主站系统接收实时压力数据和流量数据，并进行显示、存储、分析和报告。能及时发现供水管网漏的早期迹象，识别范围广，快速有效地定位漏失点以及分析结果校验，减少供水系统的基础成本投入，提高供水系统的经济、成本、资源、管理与服务多方面的综合效益。
Description
技术领域
本发明涉及供水管网，特别是涉及一种供水管网漏损监控的综合分析装置及其方法。
背景技术
现有针对管网漏失的监测方法，比如声学信号监测、流量监测、压力监测等，这些监测方法首先通过在固定点安装传感器或监测装置能收集分析和逻辑判断存在的漏失点，但是，要做到有效定位具体的漏失点，必须借助一些辅助设备,比如听音杆、测漏仪等。由于供水系统的物理漏失存在涉及面广、查找困难、漏失点易扩散等特点，满足需求的信号传感器或监测装置数量未知数大，势必增加供水管网漏损监控成本数。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种供水管网漏损监控的综合分析装置。
本发明所要解决的另一个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种供水管网漏损监控的综合分析方法。
本发明的供水管网漏损监控的综合分析装置技术问题通过以下技术方案予以解决。
这种供水管网漏损监控的综合分析装置，设有包括流量记录仪的流量监控设备。
这种供水管网漏损监控的综合分析装置的特点是：
包括第三方通信传输介质，以及通过所述第三方通信传输介质与所述流量监控设备通过传输协议进行通信的主站系统，所述主站系统用于通过通信模块接收瞬时数据，并进行显示、存储与管理，通过夜间最小流量分析方法，确认夜间最小流量，再进行管网漏损组测试，获取管网漏损管段位置和漏损量大小信息，同时结合压力漏损指数分析，识别用户用水特征，确定压力与漏损关系曲线，以更精细化控制管网漏失，最后产生该区域管网漏损监控分析报告。
所述流量监控设备还包括与所述第三方通信传输介质通过传输协议进行通信的第一通信模块，所述第一通信模块用于串行数据转换与IP数据的转换后通过第三方通信传输介质按照传输协议传送，实现拨号上网以及TCP/IP数据通信，所述传输协议是自行定义后封装PPP的拨号传输协议和TCP/IP传输协议中的一种，所述流量监控设备用于实时监测区域进水流量、压力，并将监测的瞬时流量数据、压力数据通过第一通信模块上传所述主站系统。
本发明的供水管网漏损监控的综合分析装置技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。
所述主站系统是基于嵌入式硬件平台和linux或uClinux操作系统的工控电脑，以及CPU的内核为X86架构或者ARM架构的个人电脑(PersonalComputer，缩略词为PC)中的一种，包括通信模块，以及通过数据总线分别与所述通信模块连接的漏损组测试模块、夜间最小流量分析模块、压力漏损指数分析模块、显示模块、报表模块、存储模块、操作系统及其已有的和自扩展的动态连接库文件中的应用程序编程接口(ApplicationProgrammingInterface，缩略词为API)。
所述通信模块用于解析相应传输协议并还原所述流量监控设备采集的数据实时上传所述主站系统。
所述漏损组测试模块用于分析各组间测试数据的平均值、最大值和最小值，控制测试时间间隔，保证测试前后的过程和数据的完整性，产生漏损组分析的一种量化基础数据源。
所述夜间最小流量分析模块用于采用均值计算和最小数据法对连续采集到的不同夜间最小流量进行分析，获取夜间最小流量，产生漏损组分析的又一种量化基础数据源。
所述压力漏损指数分析模块用于配合夜间最小流量改变管网压力值后，量化减少的漏损量，对管网漏损进行分析与控制。
所述显示模块用于通过实时/历史曲线以及表格直观显示同一时刻/不同时刻的流量、压力数据变化。
所述报表模块用于通过图、数一体化相结合的方式导出包括word、excel格式的文件输出管网漏损监控的综合分析结果即区域管网漏损监控分析报告的历史电子文档，建立历史数据库，所述区域管网漏损监控分析报告包括漏损组测试的结果、夜间最小流量分析结果、压力漏损指数分析结果、整合流量、压力曲线图形，以及指导性建议。
所述存储模块用于根据自主设定的存储间隔和数据格式将其他模块的数据源实时输入的流量、压力数据存储历史数据库。
本发明的供水管网漏损监控的综合分析装置技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。
所述流量监控设备是至少一个流量监控设备，相应安装在供水管网的至少一个漏损监控点进行流量监控。
所述流量监控设备的流量记录仪是采用Linux或uClinux嵌入式系统设计的流量记录仪，包括支持管径为DN20～DN2000的流量传感器、压力传感器、存储器和液晶显示器，用于进水端流量、压力的采集、存储和显示，且通过所述第一通信模块以传输协议方式实时上传所述主站系统。
所述存储器是内存卡和存储卡中的一种。
所述第三方通信传输介质是移动通信营运商提供的包括GPRS的无线通信传输介质。
本发明的供水管网漏损监控的综合分析方法技术问题通过以下技术方案予以解决。
这种供水管网漏损监控的综合分析方法，采用上述供水管网漏损监控的综合分析装置。
这种供水管网漏损监控的综合分析方法的特点是：
依次有以下步骤：
1)将供水管网系统区块化，逐级分割成若干相对独立的区块化管网区域，各个独立的区块化管网区域内有且仅有一个进水端，阀门个数为3～10；
进水端大于1个时，难以保证区域的密封性，影响漏损测试的准确性。阀门个数为11或者更多，会增加测试时间，难以保证夜间最小流量分析的有效性，而阀门个数为1或者2，难以保证漏损组测试的有效性。
2)选择进行漏损分析的区块化管网区域，进行零压力测试；
3)对区块化管网区域的进水端监测实时进水流量和压力，并上传所述主站系统，流量单位为米3/小时，压力单位为米；
4)所述主站系统通过通信模块接收实时压力数据和流量数据，并进行显示、存储、分析和报告。
本发明的供水管网漏损监控的综合分析方法技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。
所述步骤2)选择进行漏损分析的区块化管网区域，进行零压力测试，依次有以下分步骤：
2·1)关闭区块化管网区域的进水端阀门，封闭测试区域；
2·2)通过压力传感器监测压力数据；
2·3)由所述流量监控设备进行终端分析压力数据，或由所述主站系统的存储模块分析压力数据，再由显示模块显示结果；
如果压力降为零，表明边界密封性好，则进行压力数据分析；
如果压力未降为零，表明边界密封性差，则检查测试区域内所有阀门的密封性，直至压力降为零；
2·4)测试完成后，开启区块化管网区域的进水端阀门，恢复正常供水。
所述步骤3)对区块化管网区域的进水端监测实时进水流量和压力，并上传所述主站系统，依次有以下分步骤：
3·1)在进水端安装流量监控装置，通过流量传感器和压力传感器分别采集流量数据和压力数据至少三天；
3·2)缓存采集的压力数据和流量数据；
3·3)通过液晶显示模块就地显示压力数据和流量数据；
3·4)通过通信模块以传输协议方式将实时压力数据和流量数据上传所述主站系统。
所述步骤4)所述主站系统通过通信模块接收实时压力数据和流量数据，并进行显示、存储、分析和报告，依次有以下分步骤：
4·1)所述通信模块以传输协议方式获取实时压力数据和流量数据；
4·2)所述存储模块完成实时压力数据和流量数据写入数据库，实现存储；
4·3)所述显示模块获取所述数据库中的压力数据和流量数据进行包括压力与漏损关系曲线形式的显示；
4·4)所述报表模块获取数据库中压力数据和流量数据进行压力与漏损关系报表形式的显示；
4·5)所述夜间最小流量分析模块获取数据库中压力数据和流量数据确定夜间最小流量；
4·6)所述漏损组测试模块结合夜间最小流量进行供水管网漏损组分析，获取包括区域漏损管段、漏损量的信息；
4·7)所述压力漏损指数分析模块获取日漏失量，提供更精细化控制管网漏失的提示；
压力与漏损的基本关系式为：L＝(P1÷P0)N；
式中：
P0是管网上改变前的压力值；
P1是管网上改变后的压力值；
L是漏损指数(％)；
N是取决于主要泄漏类型及管材的软硬的系数0.5～1.5，区块化区域的N通常假定为1.15；
4·8)所述报表模块通过图、数一体化相结合的方式导出包括word、excel格式的文件输出管网漏损监控的综合分析结果即区域管网漏损监控分析报告的历史电子文档，且存储在历史数据库，所述区域管网漏损监控分析报告包括漏损组测试的结果、夜间最小流量分析结果、压力漏损指数分析结果、整合流量、压力曲线图形，以及指导性建议。
本发明的供水管网漏损监控的综合分析方法技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。
所述分步骤4·5)夜间最小流量分析模块获取数据库中压力数据和流量数据确定夜间最小流量，依次有以下子步骤：
4·5·1)获取历史数据库中第一天0时～4时的进水流量，计算最小进水流量Qmin1；
4·5·2)获取历史数据库中第二天0时～4时的进水流量，计算最小进水流量Qmin2；
4·5·3)获取历史数据库中第三天0时～4时的进水流量，计算最小进水流量Qmin3；
依此类推……，
4·5·N)获取历史数据库中第N天0时～4时的进水流量，计算最小进水流量QminN；
比较Qmin1、Qmin2、……QminN，确定该区块内夜间最小流量Qmin。
所述分步骤4·6)漏损组测试模块结合夜间最小流量进行供水管网漏损组分析，获取包括区域漏损管段、漏损量的信息，依次有以下子步骤：
4·6·1)对区块内阀门进行编号，采用由远及近的方式确定编号为1#、2#、……M#，关开阀时间间隔保证存储数据库的点至少为15个，测试前确保远端流量计阀门关闭，并确认该点压力为零；
4·6·2)在关闭流量计阀门前让供水流量曲线更平滑或高于间隔时间2倍后进行漏损组测试，依次完成以下操作：
关闭1#阀门，记录关闭时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
关闭2#阀门，记录关闭时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
依此类推……，
关闭M#阀门，记录关闭时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
待所有阀门关闭完全后，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
开启M#阀门，记录开启时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
开启(M-1)#阀门，记录开启时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
依此类推……，
开启1#阀门，记录开启时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
开启全部阀门后，在关闭流量计阀门前让供水流量曲线更平滑或高于间隔时间2倍；
测试完成后，结合夜间最小流量进行供水管网漏损组分析，依次完成以下操作：
获取漏损组测试的1#阀门关闭前30分钟至开启后30分钟的历史数据；
计算1#阀门关闭前30分钟内的流量平均值Q0；
计算1#阀门关闭后至2#阀门关闭前去掉最大值后的流量平均值Q1、最大值Q1max、最小值Q1min；
计算2#阀门关闭后至3#阀门关闭前去掉最大值后的流量平均值Q2、最大值Q2max、最小值Q2min；
依次类推……，
计算M#阀门关闭后至1#阀门开启前去掉最大值后的流量平均值QM、最大值QMmax、最小值QMmin；
再依次完成以下操作：
比较Q0、该区块内夜间最小流量Qmin大小，取最小值重新设定Q0；
计算1#阀门区域的漏失量Q1z＝Q1－Q0，如果Q1z≥0.8×Q0，则1#阀门管理区域存在严重漏失，否则继续观察；
计算1#阀门区域的漏失量Q2z＝Q2－Q1，如果Q2z≥0.8×Q0，则2#阀门管理区域存在严重漏失，否则继续观察；
依次类推……，
计算M#阀门区域的漏失量QMz＝QM－QM-1，如果QMz≥0.8×Q0，则M#阀门管理区域存在严重漏失，否则继续观察。
所述分步骤4·7)压力漏损指数分析模块获取日漏失量，提供更精细化控制管网漏失的提示，依次有以下子步骤：
4·7·1)获取阀门关闭前数据库中进水压力，计算该压力下的漏损指数L0(％)；
4·7·2)设置改变压力值，计算该压力下的漏损指数L1(％)；
4·7·3)计算产销差率即压力漏损指数比值L＝(L1/L0)×100(％)；
4·7·4)计算当前夜间最小流量的降低值Qx＝Qmin×(1-L)；
4·7·5)计算每天24小时减少的漏损量Qd＝Qmin×L×24；
4·7·6)改变管网压力，以更精细化控制管网漏失，实行有效管控产销差率，控制成本，创新服务，提升用户满意度，提高供水系统的经济、成本、资源、管理与服务多方面的综合效益，并达到有效协调和共同发展。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
本发明的装置安装方式简单，集成度高，测试管径范围宽，本发明的方法能及时发现供水管网漏的早期迹象，识别范围广，快速有效地定位漏失点以及分析结果校验，减少供水系统的基础成本投入，管控产销差率，提升用户满意度，辅助企业决策提供方案支持，提高供水系统的经济、成本、资源、管理与服务多方面的综合效益，并达到有效协调和共同发展。
附图说明
附图是本发明装置具体实施方式的组成方框图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明进行说明。
一种如附图所示的供水管网漏损监控的综合分析装置，设有第三方通信传输介质2、包括流量记录仪11和第一通信模块12的流量监控设备3，以及通过第三方通信传输介质2与流量监控设备3通过传输协议进行通信的主站系统1。第三方通信传输介质2是移动通信营运商提供的包括GPRS的无线通信传输介质。流量监控设备3是至少一个流量监控设备，相应安装在供水管网的至少一个漏损监控点进行流量监控。流量监控设备3的流量记录仪是采用Linux或uClinux嵌入式系统设计的流量记录仪，包括支持管径为DN20～DN2000的流量传感器、压力传感器、存储器和液晶显示器，用于进水端流量、压力的采集、存储和显示，且通过第一通信模块12以传输协议方式实时上传主站系统1。存储器是内存卡和存储卡中的一种。第一通信模块12用于串行数据转换与IP数据的转换后通过第三方通信传输介质2按照传输协议传送，实现拨号上网以及TCP/IP数据通信，传输协议是自行定义后封装PPP的拨号传输协议和TCP/IP传输协议中的一种，流量监控设备3用于实时监测区域进水流量、压力，并将监测的瞬时流量数据、压力数据通过第一通信模块12上传主站系统1。
主站系统1是基于嵌入式硬件平台和linux或uClinux操作系统的工控电脑，以及CPU的内核为X86架构或者ARM架构的个人电脑PC中的一种，包括通信模块5，以及通过数据总线分别与通信模块5连接的漏损组测试模块6、夜间最小流量分析模块7、压力漏损指数分析模块8、显示模块9、报表模块10、存储模块4、操作系统及其已有的和自扩展的动态连接库文件中的应用程序编程接口API。主站系统1用于通过通信模块5接收瞬时数据，并进行显示、存储与管理，通过夜间最小流量分析方法，确认夜间最小流量，再进行管网漏损组测试，获取管网漏损管段位置和漏损量大小信息，同时结合压力漏损指数分析，识别用户用水特征，确定压力与漏损关系曲线，以更精细化控制管网漏失，最后产生该区域管网漏损监控分析报告。
通信模块5是MODBUS，用于解析相应传输协议并还原流量监控设备3采集的数据实时上传主站系统1。
漏损组测试模块6用于分析各组间测试数据的平均值、最大值和最小值，控制测试时间间隔，保证测试前后的过程和数据的完整性，产生漏损组分析的一种量化基础数据源。
夜间最小流量分析模块7用于采用均值计算和最小数据法对连续采集到的不同夜间最小流量进行分析，获取夜间最小流量，产生漏损组分析的又一种量化基础数据源。
压力漏损指数分析模块8用于配合夜间最小流量改变管网压力值后，量化减少的漏损量，对管网漏损进行分析与控制。
显示模块9用于通过实时/历史曲线以及表格直观显示同一时刻/不同时刻的流量、压力数据变化。
报表模块10用于通过图、数一体化相结合的方式导出包括word、excel格式的文件输出管网漏损监控的综合分析结果即区域管网漏损监控分析报告的历史电子文档，建立历史数据库，区域管网漏损监控分析报告包括漏损组测试的结果、夜间最小流量分析结果、压力漏损指数分析结果、整合流量、压力曲线图形，以及指导性建议。
存储模块4用于根据自主设定的存储间隔和数据格式将其他模块的数据源实时输入的流量、压力数据存储历史数据库。
本具体实施方式的供水管网漏损监控的综合分析方法，依次有以下步骤：
1)将供水管网系统区块化，逐级分割成若干相对独立的区块化管网区域，各个独立的区块化管网区域内有且仅有一个进水端，阀门个数为3～10；
进水端大于1个时，难以保证区域的密封性，影响漏损测试的准确性。阀门个数为11或者更多，会增加测试时间，难以保证夜间最小流量分析的有效性，而阀门个数为1或者2，难以保证漏损组测试的有效性。
2)选择进行漏损分析的区块化管网区域，进行零压力测试，依次有以下分步骤：
2·1)关闭区块化管网区域的进水端阀门，封闭测试区域；
2·2)通过压力传感器监测压力数据；
2·3)由流量监控设备进行终端分析压力数据，或由主站系统的存储模块分析压力数据，再由显示模块显示结果；
如果压力降为零，表明边界密封性好，则进行压力数据分析；
如果压力未降为零，表明边界密封性差，则检查测试区域内所有阀门的密封性，直至压力降为零；
2·4)测试完成后，开启区块化管网区域的进水端阀门，恢复正常供水；
3)对区块化管网区域的进水端监测实时进水流量和压力，并上传主站系统，流量单位为米3/小时，压力单位为米，依次有以下分步骤：
3·1)在进水端安装流量监控装置，通过流量传感器和压力传感器分别采集流量数据和压力数据至少三天；
3·2)缓存采集的压力数据和流量数据；
3·3)通过液晶显示模块就地显示压力数据和流量数据；
3·4)通过通信模块以传输协议方式将实时压力数据和流量数据上传主站系统；
4)主站系统通过通信模块接收实时压力数据和流量数据，并进行显示、存储、分析和报告，依次有以下分步骤：
4·1)通信模块以传输协议方式获取实时压力数据和流量数据；
4·2)存储模块完成实时压力数据和流量数据写入数据库，实现存储；
4·3)显示模块获取数据库中的压力数据和流量数据进行包括压力与漏损关系曲线形式的显示；
4·4)报表模块获取数据库中压力数据和流量数据进行压力与漏损关系报表形式的显示；
4·5)夜间最小流量分析模块获取数据库中压力数据和流量数据确定夜间最小流量，依次有以下子步骤：
4·5·1)获取历史数据库中第一天0时～4时的进水流量，计算最小进水流量Qmin1；
4·5·2)获取历史数据库中第二天0时～4时的进水流量，计算最小进水流量Qmin2；
4·5·3)获取历史数据库中第三天0时～4时的进水流量，计算最小进水流量Qmin3；
依此类推……，
4·5·N)获取历史数据库中第N天0时～4时的进水流量，计算最小进水流量QminN；
比较Qmin1、Qmin2、……QminN，确定该区块内夜间最小流量Qmin；
4·6)漏损组测试模块结合夜间最小流量进行供水管网漏损组分析，获取包括区域漏损管段、漏损量的信息，依次有以下子步骤：
4·6·1)对区块内阀门进行编号，采用由远及近的方式确定编号为1#、2#、……M#，关开阀时间间隔保证存储数据库的点至少为15个，测试前确保远端流量计阀门关闭，并确认该点压力为零；
4·6·2)在关闭流量计阀门前让供水流量曲线更平滑或高于间隔时间2倍后进行漏损组测试，依次完成以下操作：
关闭1#阀门，记录关闭时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
关闭2#阀门，记录关闭时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
依此类推……，
关闭M#阀门，记录关闭时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
待所有阀门关闭完全后，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
开启M#阀门，记录开启时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
开启(M-1)#阀门，记录开启时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
依此类推……，
开启1#阀门，记录开启时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
开启全部阀门后，在关闭流量计阀门前让供水流量曲线更平滑或高于间隔时间2倍；
测试完成后，结合夜间最小流量进行供水管网漏损组分析，依次完成以下操作：
获取漏损组测试的1#阀门关闭前30分钟至开启后30分钟的历史数据；
计算1#阀门关闭前30分钟内的流量平均值Q0；
计算1#阀门关闭后至2#阀门关闭前去掉最大值后的流量平均值Q1、最大值Q1max、最小值Q1min；
计算2#阀门关闭后至3#阀门关闭前去掉最大值后的流量平均值Q2、最大值Q2max、最小值Q2min；
依次类推……，
计算M#阀门关闭后至1#阀门开启前去掉最大值后的流量平均值QM、最大值QMmax、最小值QMmin；
再依次完成以下操作：
比较Q0、该区块内夜间最小流量Qmin大小，取最小值重新设定Q0；
计算1#阀门区域的漏失量Q1z＝Q1－Q0，如果Q1z≥0.8×Q0，则1#阀门管理区域存在严重漏失，否则继续观察；
计算1#阀门区域的漏失量Q2z＝Q2－Q1，如果Q2z≥0.8×Q0，则2#阀门管理区域存在严重漏失，否则继续观察；
依次类推……，
计算M#阀门区域的漏失量QMz＝QM－QM-1，如果QMz≥0.8×Q0，则M#阀门管理区域存在严重漏失，否则继续观察；
4·7)压力漏损指数分析模块获取日漏失量，提供更精细化控制管网漏失的提示；
压力与漏损的基本关系式为：L＝(P1÷P0)N；
式中：
P0是管网上改变前的压力值；
P1是管网上改变后的压力值；
L是漏损指数(％)；
N是取决于主要泄漏类型及管材的软硬的系数0.5～1.5，区块化区域的N通常假定为1.15；
依次有以下子步骤：
4·7·1)获取阀门关闭前数据库中进水压力，计算该压力下的漏损指数L0(％)；
4·7·2)设置改变压力值，计算该压力下的漏损指数L1(％)；
4·7·3)计算产销差率即压力漏损指数比值L＝(L1/L0)×100(％)；
4·7·4)计算当前夜间最小流量的降低值Qx＝Qmin×(1-L)；
4·7·5)计算每天24小时减少的漏损量Qd＝Qmin×L×24；
4·7·6)改变管网压力，以更精细化控制管网漏失，实行有效管控产销差率，控制成本，创新服务，提升用户满意度，提高供水系统的经济、成本、资源、管理与服务多方面的综合效益，并达到有效协调和共同发展；
4·8)报表模块通过图、数一体化相结合的方式导出包括word、excel格式的文件输出管网漏损监控的综合分析结果即区域管网漏损监控分析报告的历史电子文档，且存储在历史数据库，区域管网漏损监控分析报告包括漏损组测试的结果、夜间最小流量分析结果、压力漏损指数分析结果、整合流量、压力曲线图形，以及指导性建议。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种供水管网漏损监控的综合分析装置，设有包括流量记录仪的流量监控设备，其特征在于：
包括第三方通信传输介质，以及通过所述第三方通信传输介质与所述流量监控设备通过传输协议进行通信的主站系统，所述主站系统用于通过通信模块接收瞬时数据，并进行显示、存储与管理，通过夜间最小流量分析方法，确认夜间最小流量，再进行管网漏损组测试，获取管网漏损管段位置和漏损量大小信息，同时结合压力漏损指数分析，识别用户用水特征，确定压力与漏损关系曲线，以更精细化控制管网漏失，最后产生该区域管网漏损监控分析报告；
所述流量监控设备还包括与所述第三方通信传输介质通过传输协议进行通信的第一通信模块，所述第一通信模块用于串行数据转换与IP数据的转换后通过第三方通信传输介质按照传输协议传送，实现拨号上网以及TCP/IP数据通信，所述传输协议是自行定义后封装PPP的拨号传输协议和TCP/IP传输协议中的一种，所述流量监控设备用于实时监测区域进水流量、压力，并将监测的瞬时流量数据、压力数据通过第一通信模块上传所述主站系统。
2.如权利要求1所述的供水管网漏损监控的综合分析装置，其特征在于：
所述主站系统是基于嵌入式硬件平台和linux或uClinux操作系统的工控电脑，以及CPU的内核为X86架构或者ARM架构的个人电脑PC中的一种，包括通信模块，以及通过数据总线分别与所述通信模块连接的漏损组测试模块、夜间最小流量分析模块、压力漏损指数分析模块、显示模块、报表模块、存储模块、操作系统及其已有的和自扩展的动态连接库文件中的应用程序编程接口API；
所述通信模块用于解析相应传输协议并还原所述流量监控设备采集的数据实时上传所述主站系统；
所述漏损组测试模块用于分析各组间测试数据的平均值、最大值和最小值，控制测试时间间隔，保证测试前后的过程和数据的完整性，产生漏损组分析的一种量化基础数据源；
所述夜间最小流量分析模块用于采用均值计算和最小数据法对连续采集到的不同夜间最小流量进行分析，获取夜间最小流量，产生漏损组分析的又一种量化基础数据源；
所述压力漏损指数分析模块用于配合夜间最小流量改变管网压力值后，量化减少的漏损量，对管网漏损进行分析与控制；
所述显示模块用于通过实时/历史曲线以及表格直观显示同一时刻/不同时刻的流量、压力数据变化；
所述报表模块用于通过图、数一体化相结合的方式导出包括word、excel格式的文件输出管网漏损监控的综合分析结果即区域管网漏损监控分析报告的历史电子文档，建立历史数据库，所述区域管网漏损监控分析报告包括漏损组测试的结果、夜间最小流量分析结果、压力漏损指数分析结果、整合流量、压力曲线图形，以及指导性建议；
所述存储模块用于根据自主设定的存储间隔和数据格式将其他模块的数据源实时输入的流量、压力数据存储历史数据库。
3.如权利要求1所述的供水管网漏损监控的综合分析装置，其特征在于：
所述流量监控设备是至少一个流量监控设备，相应安装在供水管网的至少一个漏损监控点进行流量监控。
4.如权利要求3所述的供水管网漏损监控的综合分析装置，其特征在于：
所述流量监控设备的流量记录仪是采用Linux或uClinux嵌入式系统设计的流量记录仪，包括支持管径为DN20～DN2000的流量传感器、压力传感器、存储器和液晶显示器，用于进水端流量、压力的采集、存储和显示，且通过所述第一通信模块以传输协议方式实时上传所述主站系统。
5.如权利要求4所述的供水管网漏损监控的综合分析装置，其特征在于：
所述存储器是内存卡和存储卡中的一种。
6.如权利要求1所述的供水管网漏损监控的综合分析装置，其特征在于：
所述第三方通信传输介质是移动通信营运商提供的包括GPRS的无线通信传输介质。
7.如权利要求1～6任意一项所述的供水管网漏损监控的综合分析装置的分析方法，其特征在于：
依次有以下步骤：
1)将供水管网系统区块化，逐级分割成若干相对独立的区块化管网区域，各个独立的区块化管网区域内有且仅有一个进水端，阀门个数为3～10；
2)选择进行漏损分析的区块化管网区域，进行零压力测试；
3)对区块化管网区域的进水端监测实时进水流量和压力，并上传所述主站系统，流量单位为米3/小时，压力单位为米；
4)所述主站系统通过通信模块接收实时压力数据和流量数据，并进行显示、存储、分析和报告。
8.如权利要求7所述的供水管网漏损监控的综合分析方法，其特征在于：
所述步骤2)选择进行漏损分析的区块化管网区域，进行零压力测试，依次有以下分步骤：
2·1)关闭区块化管网区域的进水端阀门，封闭测试区域；
2·2)通过压力传感器监测压力数据；
2·3)由所述流量监控设备进行终端分析压力数据，或由所述主站系统的存储模块分析压力数据，再由显示模块显示结果；
如果压力降为零，表明边界密封性好，则进行压力数据分析；
如果压力未降为零，表明边界密封性差，则检查测试区域内所有阀门的密封性，直至压力降为零；
2·4)测试完成后，开启区块化管网区域的进水端阀门，恢复正常供水。
9.如权利要求7所述的供水管网漏损监控的综合分析方法，其特征在于：
所述步骤3)对区块化管网区域的进水端监测实时进水流量和压力，并上传所述主站系统，依次有以下分步骤：
3·1)在进水端安装流量监控装置，通过流量传感器和压力传感器分别采集流量数据和压力数据至少三天；
3·2)缓存采集的压力数据和流量数据；
3·3)通过液晶显示模块就地显示压力数据和流量数据；
3·4)通过通信模块以传输协议方式将实时压力数据和流量数据上传所述主站系统。
10.如权利要求7所述的供水管网漏损监控的综合分析方法，其特征在于：
所述步骤4)所述主站系统通过通信模块接收实时压力数据和流量数据，并进行显示、存储、分析和报告，依次有以下分步骤：
4·1)所述通信模块以传输协议方式获取实时压力数据和流量数据；
4·2)所述存储模块完成实时压力数据和流量数据写入数据库，实现存储；
4·3)所述显示模块获取所述数据库中的压力数据和流量数据进行包括压力与漏损关系曲线形式的显示；
4·4)所述报表模块获取数据库中压力数据和流量数据进行压力与漏损关系报表形式的显示；
4·5)所述夜间最小流量分析模块获取数据库中压力数据和流量数据确定夜间最小流量，依次有以下子步骤：
4·5·1)获取历史数据库中第一天0时～4时的进水流量，计算最小进水流量Qmin1；
4·5·2)获取历史数据库中第二天0时～4时的进水流量，计算最小进水流量Qmin2；
4·5·3)获取历史数据库中第三天0时～4时的进水流量，计算最小进水流量Qmin3；
依此类推……
4·5·N)获取历史数据库中第N天0时～4时的进水流量，计算最小进水流量QminN；
比较Qmin1、Qmin2、……QminN，确定该区块内夜间最小流量Qmin；
4·6)所述漏损组测试模块结合夜间最小流量进行供水管网漏损组分析，获取包括区域漏损管段、漏损量的信息，依次有以下子步骤：
4·6·1)对区块内阀门进行编号，采用由远及近的方式确定编号为1#、2#、……M#，关开阀时间间隔保证存储数据库的点至少为15个，测试前确保远端流量计阀门关闭，并确认该点压力为零；
4·6·2)在关闭流量计阀门前让供水流量曲线更平滑或高于间隔时间2倍后进行漏损组测试，依次完成以下操作：
关闭1#阀门，记录关闭时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
关闭2#阀门，记录关闭时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
依此类推……，
关闭M#阀门，记录关闭时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
待所有阀门关闭完全后，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
开启M#阀门，记录开启时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
开启(M-1)#阀门，记录开启时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
依此类推……，
开启1#阀门，记录开启时间，等待间隔时间，保证存储点至少为15个；
开启全部阀门后，在关闭流量计阀门前让供水流量曲线更平滑或高于间隔时间2倍；
测试完成后，结合夜间最小流量进行供水管网漏损组分析，依次完成以下操作：
获取漏损组测试的1#阀门关闭前30分钟至开启后30分钟的历史数据；
计算1#阀门关闭前30分钟内的流量平均值Q0；
计算1#阀门关闭后至2#阀门关闭前去掉最大值后的流量平均值Q1、最大值Q1max、最小值Q1min；
计算2#阀门关闭后至3#阀门关闭前去掉最大值后的流量平均值Q2、最大值Q2max、最小值Q2min；
依次类推……，
计算M#阀门关闭后至1#阀门开启前去掉最大值后的流量平均值QM、最大值QMmax、最小值QMmin；
再依次完成以下操作：
比较Q0、该区块内夜间最小流量Qmin大小，取最小值重新设定Q0；
计算1#阀门区域的漏失量Q1z＝Q1－Q0，如果Q1z≥0.8×Q0，则1#阀门管理区域存在严重漏失，否则继续观察；
计算1#阀门区域的漏失量Q2z＝Q2－Q1，如果Q2z≥0.8×Q0，则2#阀门管理区域存在严重漏失，否则继续观察；
依次类推……，
计算M#阀门区域的漏失量QMz＝QM－QM-1，如果QMz≥0.8×Q0，则M#阀门管理区域存在严重漏失，否则继续观察；
4·7)所述压力漏损指数分析模块获取日漏失量，提供更精细化控制管网漏失的提示；
压力与漏损的基本关系式为：L＝(P1÷P0)N；
式中：
P0是管网上改变前的压力值；
P1是管网上改变后的压力值；
L是漏损指数(％)；
N是取决于主要泄漏类型及管材的软硬的系数0.5～1.5，区块化区域的N通常假定为1.15；
依次有以下子步骤：
4·7·1)获取阀门关闭前数据库中进水压力，计算该压力下的漏损指数L0(％)；
4·7·2)设置改变压力值，计算该压力下的漏损指数L1(％)；
4·7·3)计算产销差率即压力漏损指数比值L＝(L1/L0)×100(％)；
4·7·4)计算当前夜间最小流量的降低值Qx＝Qmin×(1-L)；
4·7·5)计算每天24小时减少的漏损量Qd＝Qmin×L×24；
4·7·6)改变管网压力，以更精细化控制管网漏失，实行有效管控产销差率，控制成本，创新服务，提升用户满意度，提高供水系统的经济、成本、资源、管理与服务多方面的综合效益，并达到有效协调和共同发展；
4·8)所述报表模块通过图、数一体化相结合的方式导出包括word、excel格式的文件输出管网漏损监控的综合分析结果即区域管网漏损监控分析报告的历史电子文档，且存储在历史数据库，所述区域管网漏损监控分析报告包括漏损组测试的结果、夜间最小流量分析结果、压力漏损指数分析结果、整合流量、压力曲线图形，以及指导性建议。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A comprehensive analysis device and method for leakage monitoring of water supply network Effective date of registration: 20210520 Granted publication date: 20180410 Pledgee: Shenzhen hi tech investment small loan Co.,Ltd. Pledgor: SHENZHEN JIEXIAN DIGITAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980003814 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230620 Granted publication date: 20180410 Pledgee: Shenzhen hi tech investment small loan Co.,Ltd. Pledgor: SHENZHEN JIEXIAN DIGITAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2021980003814 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |