CN106287233B - 一种管网漏失预警方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种管网漏失预警方法及系统。该方法包括:获取独立计量分区入水口的每日最小夜间流量MNFi和每日平均流量Fi;确定第i日的7日内MNFi的平均最小夜间流量MNFi‑6,i以及截至第i日所有MNFi的平均最小夜间流量MNF1,i;确定第i日的7日内Fi的平均流量Fi‑6,i;以及截至第i日所有Fi的平均流量F1,i;计算Fi‑6,i减F1,i的差值ΔFi;以及MNFi‑6,i减MNF1,i的差值ΔMNFi;判断所述ΔFi与所述ΔMNFi是否均大于预警阈值,如是,则生成预警信息,否则不预警。采用本发明的方法及系统能够准确判断是否存在新增漏失点,提高判断的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及供水管网漏失检测领域,特别是涉及一种管网漏失预警方法及系统。
背景技术
供水管网漏失浪费了大量的水资源,目前已经成为了一个非常严重的社会问题,为了实现水资源的高效利用,必须减少管网漏失,其中,首要解决的问题是管网漏失的检测。在现有技术中,已有一些检测管网是否漏失的方法,例如设计一个独立计量分区(DMA,district metered area),对DMA入水口流量的连续监测,一般设定为每15分钟或者更长时间监测一个流量值,获悉DMA内流量的实时变化过程,取每天监测到的一点到五点间的最小夜间流量(MNF,minimal night flow),按日期顺序构成时间序列,当MNF时间序列曲线发生异常升高时,则可能发生了一个新的漏失点。由于在DMA入水口处的流量计检测周期一般为15分钟或更长,MNF中不可避免地包含正常用水;同时,由于管网中的水压是实时变化的,在漏失点数量和大小不变的情况下,漏失水量也是实时变化的,因此,正常用水的波动和漏失水量的波动都会使得MNF发生上下波动,使得对流量异常变化的判断准确率下降,进而使得对新增漏失点的识别能力降低。另一方面,通过利用MNF时间序列数据判断是否发生新的漏失点需要确定一个阈值,当MNF超过该值时便给出一个预警信号,该阈值通常设定为在当前的MNF的基础上增加一个固定值或固定比例,但是这种确定阈值的方法主观性较大,缺乏科学的依据,进一步降低了新增漏失点的判断准确率。
发明内容
本发明的目的是提供一种管网漏失预警方法,能够准确判断是否存在新增漏失点,提高判断的准确性。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种管网漏失预警方法,步骤如下:
获取独立计量分区入水口的每日最小夜间流量MNFi和每日平均流量Fi;
确定第i日的7日内MNFi的平均最小夜间流量MNFi-6,i;
确定截至第i日所有MNFi的平均最小夜间流量MNF1,i;
确定第i日的7日内Fi的平均流量Fi-6,i;
确定截至第i日所有Fi的平均流量F1,i;
计算MNFi-6,i减MNF1,i的差值ΔMNFi;
计算Fi-6,i减F1,i的差值ΔFi;
判断所述差值ΔFi与所述差值ΔMNFi是否均大于预警阈值;
若是,生成预警信息,所述预警信息表示所述独立计量分区有新增的管网漏失发生;
否则,不预警。
可选的,根据确定第i日的7日内MNFi的平均最小夜间流量MNFi-6,i。
可选的,根据确定截至第i日所有MNFi的平均最小夜间流量MNF1,i。
可选的,根据确定第i日的7日内Fi的平均流量Fi-6,i。
可选的,根据确定截至第i日所有Fi的平均流量F1,i。
本发明包括一种管网漏失预警系统,所述系统包括:
流量获取单元,用于获取独立计量分区入水口的每日最小夜间流量MNFi和每日平均流量Fi;
第一平均最小夜间流量确定单元,用于确定第i日的7日内MNFi的平均最小夜间流量MNFi-6,i;
第二平均最小夜间流量确定单元,用于确定截至第i日所有MNFi的平均最小夜间流量MNF1,i;
第一平均流量确定单元,用于确定第i日的7日内Fi的平均流量Fi-6,i;
第二平均流量确定单元,用于确定截至第i日所有Fi的平均流量F1,i;
第一流量处理单元,用于计算MNFi-6,i减MNF1,i的差值ΔMNFi;
第二流量处理单元,用于计算Fi-6,i减F1,i的差值ΔFi;
判断单元,用于判断所述差值ΔFi与所述差值ΔMNFi是否均大于预警阈值;
预警信息生成单元,用于当所述判断单元的判断结果为是时,生成预警信息;所述预警信息表示所述独立计量分区有新增的管网漏失发生。
可选的,所述第一平均最小夜间流量确定单元,用于根据公式确定第i日的7日内MNFi的平均最小夜间流量MNFi-6,i。
可选的,所述第二平均最小夜间流量确定单元,用于根据公式确定截至第i日所有MNFi的平均最小夜间流量MNF1,i。
可选的,所述第一平均流量确定单元,用于根据公式确定第i日的7日内Fi的平均流量Fi-6,i。
可选的,所述第二平均流量确定单元,用于根据公式确定截至第i日所有Fi的平均流量F1,i。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:本发明将7日设定为一个测量周期,监测DMA的每日平均流量以及每日最小夜间流量并且通过历史检测出的漏水点数据科学地设置阈值,从而提高了判断新增漏失点的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一的步骤的流程示意图;
图2为本发明实施例一的系统结构示意图;
图3为本发明实施例二的步骤流程示意图;
图4为本发明实施例二的漏失流量分布示意图;
图5是本发明实施例二的流量监测时序图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种管网漏失预警方法。能够准确判断是否具有新增漏失点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一,图1为本发明实施例一的步骤的流程示意图。
步骤101:创建一个独立计量分区DMA;
步骤102:获取DMA入水口的每日最小夜间流量MNFi和每日平均流量Fi;
步骤103:确定第i日的7日内MNFi的平均最小夜间流量MNFi-6,i;确定截至第i日所有MNFi的平均最小夜间流量MNF1,i;
步骤104:确定第i日的7日内Fi的平均流量Fi-6,i;确定截至第i日所有Fi的平均流量F1,i;
步骤105:计算MNFi-6,i减MNF1,i的差值ΔMNFi;计算Fi-6,i减F1,i的差值ΔFi;
步骤106:判断所述ΔFi与所述ΔMNFi是否均大于预警阈值;
步骤107:若是,则生成预警信息,所述预警信息表示所述DMA有新增的管网漏失发生;
步骤108:若否,则不预警。
上述方法应用于一种管网漏失预警系统,图2为本发明实施例一的系统结构示意图,所述管网漏失预警系统,包括:
流量获取单元201用于获取DMA入水口的每日最小夜间流量MNFi和每日平均流量Fi;
第一平均最小夜间流量确定单元202用于确定第i日的7日内MNFi的平均最小夜间流量MNFi-6,i;
第二平均最小夜间流量确定单元203用于确定截至第i日所有MNFi的平均最小夜间流量MNF1,i;
第一平均流量确定单元204用于确定第i日的7日内Fi的平均流量Fi-6,i;
第二平均流量确定单元205用于确定截至第i日所有Fi的平均流量F1,i;
第一流量处理单元206用于计算MNFi-6,i减MNF1,i的差值ΔMNFi;
第二流量处理单元207用于计算Fi-6,i减F1,i的差值ΔFi;
判断单元208用于判断所述差值ΔFi与所述差值ΔMNFi是否均大于预警阈值;
预警信息生成单元209用于当所述判断单元208的判断结果为是时,生成预警信息,所述预警信息表示所述DMA有新增的管网漏失发生。
实施例二,图3为本发明实施例二的步骤流程示意图,如图3所示,
步骤301:创建一个DMA;
步骤302:获取DMA入水口的每日最小夜间流量MNFi和每日平均流量Fi;
步骤303:确定第i日的7日内MNFi的平均最小夜间流量MNFi-6,i;确定截至第i日所有MNFi的平均最小夜间流量MNF1,i;
步骤304:确定第i日的7日内Fi的平均流量Fi-6,i;确定截至第i日所有Fi的平均流量F1,i:;
步骤305:计算Fi-6,i减F1,i的差值ΔFi;计算MNFi-6,i减MNF1,i的差值ΔMNFi;
步骤306:判断所述ΔFi与所述ΔMNFi是否均大于预警阈值;
步骤307:若是,将所述ΔFi与所述ΔMNFi的预警级别进行比较,输出预警级别低的为最终预警级别。
步骤308:若否,则不预警。
预警级别的计算方式是:在判断所述ΔFi与所述ΔMNFi是否均大于预警阈值之前,首先收集该管网历史上检测出的漏水点流量数据,将收集的历史流量数据由小到大排序,计算截至某一流量数据的累积流量占所有流量数据总和的比值;以流量值为横坐标,以该流量值对应的累积流量占所有流量总和的比值为纵坐标,绘制散点图,根据散点的分布特征,选择合适的曲线公式对其进行平滑拟合,拟合的公式记为y=f(x),其中,x值代表某一流量值,y代表截至x的累积流量和占所有流量数据总和的比值;根据历史检测出的漏点流量数据分布情况,从小到大排列,设置n个预警阈值,记为C1,C2,C3……,Cn,确定方法为f(C1)=0,f(C2)=1/n,f(C3)=2/n……,f(Cn)=(n-1)/n。
图4为本发明实施例二的漏失流量分布示意图。如图4所示,收集该DMA所处管网的历史检出漏水点流量数据,按其流量由小到大排序后,以漏水点流量为横坐标,以流量累积所占总流量的比例为纵坐标,绘制其流量分布图,并用指数衰减形式进行拟合,拟合结果为也可以根据实际情况需要采用其它合适的拟合公式,例如:线性增长公式、logistic生长公式等。
然后预先确定预警信号为3个级别,故需要设置3个预警阈值。在所述公式中,令y=0,求出x=0.34L/s,即确定为阈值C1的值;令y=1/3,求出x=0.98L/s,即确定为阈值C2的值;令y=2/3,求出x=2.13L/s,即确定为阈值C3的值。
针对DMA入水口处监测到的流量,进行预警信号判断。图5是本发明实施例二的流量监测时序图,如图5所示,以第90日为例,该日的7日最小夜间流量均值为4.00L/s,截至该日的平均最小夜间流量为3.03L/s,前者减后者的差值为0.97L/s,达到了预警阈值C1,但没有达到预警阈值C2,因此,基于最小夜间流量的判断为给出1级预警;而该日的7日平均流量为10.74L/s,截至该日的平均流量为9.63L/s,前者减后者的差值为1.11L/s,达到了预警阈值C2,但没有达到预警阈值C3,因此,基于平均流量的判断为给出2级预警;取上述两个预警中级别较低者,最终输出为1级预警。
再以第117日为例,该日的7日最小夜间流量均值为3.54L/s,截至该日的平均最小夜间流量为3.12L/s,前者减后者的差值为0.42L/s,达到了预警阈值C1,但没有达到预警阈值C2,因此,基于最小夜间流量的判断为给出1级预警;而该日的7日平均流量为9.43L/s,截至该日的平均流量为9.67L/s,前者减后者的差值为-0.24L/s,不大于最低预警阈值C1,因此,基于平均流量的判断为不给出预警;最终由于两个差值没有达到均大于预警值的条件,故而不给出预警。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种管网漏失预警方法,其特征在于,包括:
获取独立计量分区入水口的每日最小夜间流量MNFi和每日平均流量Fi;
确定第i日的7日内MNFi的平均最小夜间流量MNFi-6,i;
确定截至第i日所有MNFi的平均最小夜间流量MNF1,i;
确定第i日的7日内Fi的平均流量Fi-6,i;
确定截至第i日所有Fi的平均流量F1,i;
计算MNFi-6,i减MNF1,i的差值ΔMNFi;
计算Fi-6,i减F1,i的差值ΔFi;
判断所述差值ΔFi与所述差值ΔMNFi是否均大于预警阈值;
若是,则生成预警信息,所述预警信息表示所述独立计量分区有新增的管网漏失发生;
否则,不预警。
2.如权利要求1所述的一种管网漏失预警方法,其特征在于,所述确定第i日的7日内MNFi的平均最小夜间流量MNFi-6,i具体包括:根据确定第i日的7日内MNFi的平均最小夜间流量MNFi-6,i。
3.如权利要求1所述的一种管网漏失预警方法,其特征在于,所述确定截至第i日所有MNFi的平均最小夜间流量MNF1,i具体包括:根据确定截至第i日所有MNFi的平均最小夜间流量MNF1,i。
4.如权利要求1所述的一种管网漏失预警方法,其特征在于,所述确定第i日的7日内Fi的平均流量Fi-6,i具体包括:根据确定第i日的7日内Fi的平均流量Fi-6,i。
5.如权利要求1所述的一种管网漏失预警方法,其特征在于,所述确定截至第i日所有Fi的平均流量F1,i具体包括:根据确定截至第i日所有Fi的平均流量F1,i。
6.一种管网漏失预警系统,其特征在于,所述系统对应于权利要求1中的所述方法,所述系统具体包括:
流量获取单元,用于获取独立计量分区入水口的每日最小夜间流量MNFi和每日平均流量Fi;
第一平均最小夜间流量确定单元,用于确定第i日的7日内MNFi的平均最小夜间流量MNFi-6,i;
第二平均最小夜间流量确定单元,用于确定截至第i日所有MNFi的平均最小夜间流量MNF1,i;
第一平均流量确定单元,用于确定第i日的7日内Fi的平均流量Fi-6,i;
第二平均流量确定单元,用于确定截至第i日所有Fi的平均流量F1,i;
第一流量处理单元,用于计算MNFi-6,i减MNF1,i的差值ΔMNFi;
第二流量处理单元,用于计算Fi-6,i减F1,i的差值ΔFi;
判断单元,用于判断所述差值ΔFi与所述差值ΔMNFi是否均大于预警阈值;
预警信息生成单元,用于当所述判断单元的判断结果为是时,生成预警信息;所述预警信息表示所述独立计量分区有新增的管网漏失发生。
7.如权利要求6所述的一种管网漏失预警系统,其特征在于,所述第一平均最小夜间流量确定单元,用于根据公式确定第i日的7日内MNFi的平均最小夜间流量MNFi-6,i。
8.如权利要求6所述的一种管网漏失预警系统,其特征在于,所述第二平均最小夜间流量确定单元,用于根据公式确定截至第i日所有MNFi的平均最小夜间流量MNF1,i。
9.如权利要求6所述的一种管网漏失预警系统,其特征在于,所述第一平均流量确定单元,用于根据公式确定第i日的7日内Fi的平均流量Fi-6,i。
10.如权利要求6所述的一种管网漏失预警系统,其特征在于,所述第二平均流量确定单元,用于根据公式确定截至第i日所有Fi的平均流量F1,i。
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Legal Events
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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