CN108278491A - 一种发现排水管网运行异常的方法以及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发现排水管网运行异常的方法以及系统，所述方法根据管道流量、流速仿真模型得出的数据与实际监测的流量、流速数据进行比对分析，结合管网的拓扑关系和误差范围，定位出发生堵塞或者淤积的管段；所述系统包括：数据采集单元，数据处理分析单元，分析结果推送单元，管道排水模型或算法单元。本发明通过建立管道仿真模型，以及对管道排水情况的实际监测，通过实际与模拟的数据比对分析得出排水异常的管段，对内涝的应急处置和事后基础设施的整改提供科学的数据支撑。

Description

一种发现排水管网运行异常的方法以及系统
技术领域
本发明属于水管网监测，数据处理技术领域，尤其涉及一种发现排水管网运行异常的方法以及系统。
背景技术
由于城市排水系统的不完善，各管段的口径大小、历史新旧不一，导致城市内涝常常发生，如果现有的排水管再发生淤塞、淤积、渗漏，将是雪上加霜，由于缺乏合适的监测装置，现在仍由专职人员定期或采用手工方式检测排查排水管通畅情况。为了保证在汛期排水管网能正常工作，通过信息化的手段来实现在线实时检测、预警精确发现排水淤塞、淤积、渗漏等异常管段是十分有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发现排水管网运行异常的方法以及系统，旨在解决城市排水排水管在发生淤塞、淤积下，不能通过信息化的手段来及时、精确的发现排水异常管段的问题。
本发明是这样实现的，一种发现排水管网运行异常的方法，所述发现排水管网运行异常的方法根据管道流量、流速仿真模型得出的数据与实际监测的流量、流速数据进行比对分析，结合管网的拓扑关系和误差范围，定位出发生堵塞或者淤积的管段。
进一步，所述发现排水管网运行异常的方法具体包括以下步骤：
步骤一，建立排水管网基础数据，所述基础数据为管道相关参数信息，包括：管道地理位置参数、管道标高、管道管径、管道坡度；
步骤二，建立排水管网的在线监测系统，设置监测点，并采集排水管网运行过程中各个监测点的流量数据、流速数据、水流方向数据、液位数据；
步骤三，建立排水管网的管道流量、管道流速的仿真模型，基于步骤一中的管网基础数据，结合步骤二中的监测的管道液位数据，模拟得出排水管网的运行状态及各管段的流量和流速数据；
步骤四，根据管道流量、流速仿真模型得出的数据与实际监测的流量、流速数据进行比对分析，结合管网的拓扑关系和正负偏离1% - 10%的误差范围，定位出发生堵塞或者淤积的管段；
步骤五，分析结果推送。
本发明的另一目的在于提供一种发现排水管网运行异常系统，所述发现排水管网运行异常系统包括：
数据采集单元，与数据处理分析单元连接，用于采集管道相关参数信息，并将采集的信息传输给数据处理分析单元；
数据处理分析单元，与分析结果推送单元连接，用于根据管道流量、流速仿真模型得出的数据与实际监测的流量、流速数据进行比对分析，结合管网的拓扑关系和一定的误差范围，定位出发生堵塞或者淤积的管段并发送到分析结果推送单元；
管道排水模型或算法单元，与数据处理分析单元连接，用于根据管道流量仿真模型和管道流速仿真模型，模拟无堵塞情况下的排水情况，并根据数据采集单元采集的管道相关参数信息，得出排水管网的运行状态及各管段的流量和流速数据；
分析结果推送单元，用于输出数据处理分析单元定位出的发生堵塞或者淤积管段的信息。
进一步，所述数据采集单元，包括：
管道参数采集模块，与数据处理分析单元连接，用于采集管道的地理位置参数、管道标高、管道管径、管道坡度和管道粗糙系数的信息；
在线监测数据采集模块，与与数据处理分析单元连接，用于在线实时监测管道排水的流速、流量、方向、液位的信息。
本发明根据管道流量、流速仿真模型得出的数据与实际监测的流量、流速数据进行比对分析，结合管网的拓扑关系，考虑一定的误差范围，定位出发生堵塞或者淤积的管段。
本发明通过建立管道仿真模型，以及对管道排水情况的实际监测，通过实际与模拟的数据差值偏离分析得出排水异常的管段，从而能为管道清理人提供精准的定位，减少80%人工查找的工作量；监测系统实时自动监测，对问题做到实时发现，实时处理，相比于人工排查的滞后性，减少90%严重事故发生，对内涝的应急处置和事后基础设施的整改提供科学的数据支撑。
附图说明
图1是本发明实施例提供的发现排水管网运行异常的方法流程图。
图2是本发明实施例提供的发现排水管网运行异常系统图。
图中：1、数据采集单元；1-1、管道参数采集模块；1-2、在线监测数据采集模块；2、数据处理分析单元；3、分析结果推送单元；4、管道排水模型或算法单元。
图3是本发明实施例提供的定位出AB段之间的排水管可能存在堵塞或者淤积的情况示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述
如图1所示本发明实施例提供的发现排水管网运行异常的方法，包括以下步骤：
S101：建立排水管网基础数据，所述基础数据主要是管道相关参数信息，包括：管道地理位置参数、管道标高、管道管径、管道坡度；
S102：建立排水管网的在线监测系统，设置监测点，并采集排水管网运行过程中各个监测点的流量数据、流速数据、水流方向数据、液位数据；
S103：建立排水管网的管道流量、管道流速的仿真模型，基于S101中的管网基础数据，结合S102中的监测的管道液位数据，模拟得出排水管网的运行状态及各管段的流量和流速数据；
S104：根据管道流量、流速仿真模型得出的数据与实际监测的流量、流速数据进行比对分析，结合管网的拓扑关系，考虑一定的误差范围，定位出发生堵塞或者淤积的管段；
S105：分析结果推送。
如图2所示，本发明实施例提供的发现排水管网运行异常系统包括：
数据采集单元1，与数据处理分析单元连接，用于采集管道相关参数信息，并将采集的信息传输给数据处理分析单元；
数据处理分析单元2，与分析结果推送单元连接，用于根据管道流量、流速仿真模型得出的数据与实际监测的流量、流速数据进行比对分析，结合管网的拓扑关系和一定的误差范围，定位出发生堵塞或者淤积的管段并发送到分析结果推送单元；
管道排水模型或算法单元4，与数据处理分析单元连接，用于根据管道流量仿真模型和管道流速仿真模型，模拟无堵塞情况下的排水情况，并根据数据采集单元采集的管道相关参数信息，得出排水管网的运行状态及各管段的流量和流速数据；
分析结果推送单元3，用于输出数据处理分析单元定位出的发生堵塞或者淤积管段的信息。
进一步，所述数据采集单元，包括：
管道参数采集模块1-1，与数据处理分析单元连接，用于采集管道的地理位置参数、管道标高、管道管径、管道坡度和管道粗糙系数的信息；
在线监测数据采集模块1-2，与与数据处理分析单元连接，用于在线实时监测管道排水的流速、流量、方向、液位的信息。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图3所示，根据管道模型计算出A、B、C三点的模拟流量和流速，并与实际这三点传感器监测的数据进行比对，得出监测点B实际监测值与模拟值有一定的差距，从而定位出AB段之间的排水管可能存在堵塞或者淤积的情况。
本发明通过建立管道仿真模型，以及对管道排水情况的实际监测，通过实际与模拟的数据比对分析得出排水异常的管段，对内涝的应急处置和事后基础设施的整改提供科学的数据支撑。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种发现排水管网运行异常的方法，其特征在于，所述发现排水管网运行异常的方法根据管道流量、流速仿真模型得出的数据与实际监测的流量、流速数据进行比对分析，结合管网的拓扑关系和误差范围，定位出发生堵塞或者淤积的管段。
2.如权利要求1所述的发现排水管网运行异常的方法，其特征在于，所述发现排水管网运行异常的方法具体包括以下步骤：
步骤一，根据管网图纸及实地测量建立排水管网基础数据，所述基础数据为管道相关参数信息，包括：管道地理位置参数、管道标高、管道管径、管道坡度；
步骤二，建立排水管网的在线监测系统，设置监测点，并通过数据采集单元的传感器采集排水管网运行过程中各个监测点的流量数据、流速数据、水流方向数据、液位数据；
步骤三，建立排水管网的管道流量、管道流速的仿真模型，基于步骤一中的管网基础数据，结合步骤二中的监测的管道液位数据，模拟得出排水管网的运行状态及各管段的流量和流速数据；
步骤四，根据管道流量、流速仿真模型得出的数据与实际监测的流量、流速数据进行差值偏离分析，结合管网的拓扑关系和正负偏离1% - 10%的误差范围，定位出发生堵塞或者淤积的管段；
步骤五，分析结果推送。
3.一种如权利要求1~2任意一项所述发现排水管网运行异常的方法的发现排水管网运行异常系统，其特征在于，所述发现排水管网运行异常系统包括：
数据采集单元，与数据处理分析单元连接，用于采集管道相关参数信息，并将采集的信息传输给数据处理分析单元；
数据处理分析单元，与分析结果推送单元连接，用于根据管道流量、流速仿真模型得出的数据与实际监测的流量、流速数据进行比对分析，结合管网的拓扑关系和一定的误差范围，定位出发生堵塞或者淤积的管段并发送到分析结果推送单元；
管道排水模型或算法单元，与数据处理分析单元连接，用于根据管道流量仿真模型和管道流速仿真模型，模拟无堵塞情况下的排水情况，并根据数据采集单元采集的管道相关参数信息，得出排水管网的运行状态及各管段的流量和流速数据；
分析结果推送单元，用于输出数据处理分析单元定位出的发生堵塞或者淤积管段的信息。
4.如权利要求3所述的发现排水管网运行异常系统，其特征在于，所述数据采集单元，包括：
管道参数采集模块，与数据处理分析单元连接，用于采集管道的地理位置参数、管道标高、管道管径、管道坡度和管道粗糙系数的信息；
在线监测数据采集模块，与与数据处理分析单元连接，用于在线实时监测管道排水的流速、流量、方向、液位的信息。
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