CN109185708A - 一种供水管网监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种供水管网监测方法及系统，所述方法包括：建立供水管网节点图；得到供水管线的摩擦系数，并将所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图；在每根管线上的泵站出口以及管网末梢安装压力监测设备，在每根管线上管网末梢安装第一流量监测设备，并实时获取所述压力监测设备与所述第一流量监测设备的信息；将当前管线上的所述瞬时流量值、所述泵站出口压力值、所述管径、所述长度以及所述摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第一压力值；检测当前管线上所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；如果否，调整所述摩擦系数。通过本发明可以实时有效地调整监测管网中参数并获取供水管网压力状况。

Description

一种供水管网监测方法及系统

技术领域

本发明涉及水利监控技术领域，更具体地，涉及一种供水管网监测方法及系统。

背景技术

在城市供水过程中，通过布设一定数量的压力监测设备能够实时监测到城市供水管网的管网压力状态，从而可以在出现诸如压力不足或过高等问题时能够及时地做出供水调度。但此种方式可以监测压力监测设备周边的压力情况，无法获知所有管网的压力状况，另外有限的压力监测设备部署位置的合理性也会影响工作人员对城市管网调度的决策，而通过大量布设压力传感设备面临设备建设、维护成本费用较高等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种供水管网参数监测方法及系统，以实时有效地调整监测管网中参数并获取供水管网压力状况。

一种供水管网监测方法，包括：

建立供水管网节点图，所述供水管网节点图包括：供水管线的管径、材质、长度以及建设年代；

由所述管径、所述材质以及所述建设年代得到供水管线的摩擦系数，并将所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图；

分析所述供水管网节点图，在实际的、每根管线上的泵站出口以及管网末梢安装压力监测设备，在每根管线上管网末梢安装第一流量监测设备，并实时获取所述压力监测设备与所述第一流量监测设备的信息；

所述压力监测设备的信息包括：管网压力值与压力监测时间，所述管网压力值包括：泵站出口压力值以及管网末梢压力值；所述第一流量监测设备的信息包括：瞬时流量值与第一流量监测时间；

当所述压力监测时间与所述第一流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述瞬时流量值、所述泵站出口压力值、所述管径、所述长度以及所述摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第一压力值；

检测当前管线上所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；

如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围为止；

将调整好的所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图。

可选地，所述终点压力计算公式为：

终点压力＝泵站出口压力值-上下游水头损失-上下游高程差；

所述上下游水头损失其中，q是瞬时流量值，C是摩擦系数，D是管径，L是长度；

所述上下游高程差h_1，2＝H₁-H₂，其中，H₁为上游起点高程，H₂为下游终点高程。

可选地，所述方法还包括：

如果当前管线上具有分支节点，在所述分支节点安装第二流量监测设备，并实时获取所述第二流量监测设备的信息；

所述第二流量监测设备的信息包括：分支节点流量值与第二流量监测时间；

当所述压力监测时间、所述第一流量监测时间以及所述第二流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述分支节点流量值、所述泵站出口压力值、泵站出口至分支节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第二压力值；

将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第二压力值、分支节点至之间的管径、所述长度以及所述摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值；

检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；

如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围内为止。

可选地，所述方法还包括：

如果当前管线上具有变径节点，所述变径节点位于所述分支节点与所述管网末梢之间，在当前管线上变径节点安装第三流量监测设备，并实时获取所述第三流量监测设备的信息；

所述第三流量监测设备的信息包括：变径节点流量值与第三流量监测时间；

当所述压力监测时间、所述第一流量监测时间、所述第二流量监测时间以及所述第三流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述变径节点流量值、所述第二压力值、所述分支节点与所述变径节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第四压力值；

将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第四压力值、所述变径节点与所述管网末梢之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值；

检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；

如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围内为止。

可选地，所述方法还包括：

如果当前管线上具有变材节点，所述变材节点位于所述分支节点与所述管网末梢之间，在当前管线上变材节点安装第四流量监测设备，并实时获取所述第四流量监测设备的信息；

所述第四流量监测设备的信息包括：变材节点流量值与第四流量监测时间；

当所述压力监测时间、所述第一流量监测时间、所述第二流量监测时间以及所述第四流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述变材节点流量值、所述第二压力值、所述分支节点与所述变材节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第五压力值；

将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第五压力值、所述变材节点与所述管网末梢之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值；

检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；

如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围内为止。

一种供水管网监测系统，其特征在于，包括：

总控制器以及分别与所述总控制器连接的第一流量监测设备、压力监测设备，所述总控制器上具有供水管网节点图，所述供水管网节点图包括：供水管线的管径、材质、长度以及建设年代；所述总控制器由所述管径、所述材质以及所述建设年代得到供水管线的摩擦系数，并将所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图；

所述压力监测设备安装在每根管线的泵站出口以及管网末梢；所述第一流量监测设备安装在每根管网末梢；

所述总控制器实时获取所述压力监测设备与所述第一流量监测设备的信息，所述压力监测设备的信息包括：管网压力值与压力监测时间，所述管网压力值包括：泵站出口压力值以及管网末梢压力值；所述第一流量监测设备的信息包括：瞬时流量值与第一流量监测时间；

所述总控制器在所述压力监测时间与所述第一流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述瞬时流量值、所述泵站出口压力值、所述管径、所述长度以及所述摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第一压力值；所述总控制器检测当前管线上所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；所述总控制器在所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差不在设定误差范围时，调整所述摩擦系数，以使所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围为止；所述总控制器将调整好的所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图。

可选地，所述终点压力计算公式为：

终点压力＝泵站出口压力值-上下游水头损失-上下游高程差；

所述上下游水头损失其中，q是瞬时流量值，C是摩擦系数，D是管径，L是长度；

所述上下游高程差h_1，2＝H₁-H₂，其中，H₁为上游起点高程，H₂为下游终点高程。

可选地，所述系统还包括：

第二流量监测设备，所述第二流量监测设备安装在具有分支节点的管线的分支节点处；

所述总控制器实时获取所述第二流量监测设备的信息，所述第二流量监测设备的信息包括：分支节点流量值与第二流量监测时间；

当所述压力监测时间、所述第一流量监测时间以及所述第二流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述分支节点流量值、所述泵站出口压力值、泵站出口至分支节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第二压力值；

将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第二压力值、分支节点至之间的管径、所述长度以及所述摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值；

检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；

如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围内为止。

可选地，所述系统还包括：

第三流量监测设备，所述第三流量监测设备安装在具有变径节点的管线的变径节点处；

所述总控制器实时获取所述第三流量监测设备的信息，所述第三流量监测设备的信息包括：变径节点流量值与第三流量监测时间；

所述总控制器在所述压力监测时间、所述第一流量监测时间、所述第二流量监测时间以及所述第三流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述变径节点流量值、所述第二压力值、所述分支节点与所述变径节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第四压力值；所述总控制器将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第四压力值、所述变径节点与所述管网末梢之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值；所述总控制器检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围内为止。

可选地，所述系统还包括：

第四流量监测设备，所述第四流量监测设备安装在具有变材节点的管线的变材节点处；

所述总控制器实施获取所述第四流量监测设备的信息，所述第四流量监测设备的信息包括：变材节点流量值与第四流量监测时间；

所述总控制器在所述压力监测时间、所述第一流量监测时间、所述第二流量监测时间以及所述第四流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述变材节点流量值、所述第二压力值、所述分支节点与所述变材节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第五压力值；所述总控制器将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第五压力值、所述变材节点与所述管网末梢之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值；所述总控制器检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围内为止。

与现有技术相比，本发明提供的供水管网参数监测方法及系统，至少实现了如下的有益效果：

1)可以通过采用较少的压力监测设备以及流量监测设备计算得到管网的摩擦系数，保证了管网参数的准确性，进一步解决了监测设备无法覆盖全部管网，无法获取整个管网运行状态的局限性，大大增加了供水企业日常生产调度的正确性和准确性。

2)通过少量的流量监测设备以及管线泵站出口端的压力监测设备，计算管网分支节点压力值，再通过分支节点压力值计算管网末梢压力值，可节省大量布设压力监测设备，减少了生产成本。

3)通过少量的流量监测设备以及管线泵站出口端的压力监测设备，计算管网分支节点压力值，通过分支节点压力值计算变径节点压力值，通过变径节点压力值计算管网末梢压力值，可进一步节省大量布设压力监测设备，减少了生产成本，并且细化了管网中各个节点的压力计算过程。

4)通过少量的流量监测设备以及管线泵站出口端的压力监测设备，计算管网分支节点压力值，通过分支节点压力值计算变材节点压力值，通过变材节点压力值计算管网末梢压力值，可进一步节省大量布设压力监测设备，减少了生产成本，并且细化了管网中各个节点的压力计算过程。

当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例供水管网监测方法的一种流程图；

图2是本发明实施例中一种管线布置图；

图3是本发明实施例供水管网监测方法的另一种流程图；

图4是本发明实施例中另一种管线布置图；

图5是本发明实施例供水管网监测方法的又一种流程图；

图6是本发明实施例中又一种管线布置图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

实施例一

如图1所示是本发明实施例供水管网监测方法的一种流程图，具体地包括以下步骤：

步骤100：建立供水管网节点图，所述供水管网节点图包括：供水管线的管径、材质、长度以及建设年代。

需要说明的是，供水管网节点图中包括管网中每条管线的管径、材质、长度、建设年代、起点高程以及终点高程。

步骤101：由所述管径、所述材质以及所述建设年代得到供水管线的摩擦系数，并将所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图。

需要说明的是，针对每条管线都有不同的摩擦系数。

步骤102：分析所述供水管网节点图，在实际的、每根管线上的泵站出口以及管网末梢安装压力监测设备，在每根管线上管网末梢安装第一流量监测设备，并实时获取所述压力监测设备与所述第一流量监测设备的信息。

具体地，所述压力监测设备的信息包括：管网压力值与压力监测时间，所述管网压力值包括：泵站出口压力值以及管网末梢压力值；所述第一流量监测设备的信息包括：瞬时流量值与第一流量监测时间。

步骤103：当所述压力监测时间与所述第一流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述瞬时流量值、所述泵站出口压力值、所述管径、所述长度以及所述摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第一压力值。

具体地，所述终点压力计算公式为：

终点压力＝泵站出口压力值-上下游水头损失-上下游高程差。

所述上下游水头损失其中，q是瞬时流量值，C是摩擦系数，D是管径，L是长度。

所述上下游高程差h_1，2＝H₁-H₂，其中，H₁为上游起点高程，H₂为下游终点高程。

需要说明的是，终点压力计算公式根据能量守恒原理得到，对于一根管段两端节点间的水头关系可以表示为：

E₁-E₂＝E_1，2

其中E₁为上游水头，E₂为下游水头，e_1，2为上下游之间的水头损失。

上下游之间的水头损失包括上下游高程差、沿程水头损失、局部水头损失三部分。

一段管线的上下游高程差公式如下：

H₁-H₂＝h_1，2；其中H₁为上游起点高程，H₂为下游终点高程，h_1，2为起终点的高程差。

沿程水头损失公式如下：

其中

f_1，2是沿程水头损失；q是瞬时流量数据，单位立方米/秒；C是摩擦系数；D是管径，单位米；L是长度，单位米。

局部水头损失是指在流速或方向发生急速变化时产生的局部阻力造成的水头损失。此种水头损失对水头损失计算影响很小，忽略不计。

根据上述公式，那么对于第一条管线的终点节点的压力为

P₁＝P_S-f_1，2-h_1，2

其中：Ps为起算点测得的压力数据

依次类推得到计算终点的压力为：

P_n＝P_n-1-f_n-1，n-h_n-1，n。

步骤104：检测当前管线上所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；如果是，执行步骤105；否则，执行步骤106。

具体地，设定误差范围由当前管线布置标定确定，比如，设定误差范围为小于或等于0.1MP。

步骤105：结束。

步骤106：调整所述摩擦系数，以使所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围为止。

需要说明的是，调整摩擦系数是调整的管线上摩擦系数的平均值以达到调整管线上各个段的摩擦系数的目的，当当前管线有不同的节点，比如，分支节点、变材节点，泵出口至分支节点具有第一摩擦系数，分支节点至变材节点具有第二摩擦系数，本实施例中，通过调整第一摩擦系数与第二摩擦系数的平均值达到分别调整第一摩擦系数、第二摩擦系数的目的。

步骤107：将调整好的所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图，执行步骤105。

本发明实施例提供的供水管网监测方法，根据供水管网节点图，在每根管线上的泵站出口以及管网末梢安装压力监测设备，在每根管线上管网末梢安装第一流量监测设备，在压力监测时间与第一流量监测时间相同时，利用能量守恒原理，计算得到管网末梢理论压力值—第一压力值，根据当前管线上第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差确定是否调整当前管线的摩擦系统，从而维护了供水管网节点图，使供水管网节点图管网的参数更准确。

实施例二

如图2所示，当供水管线上具有分支节点F时，分支节点F位于泵站出口B与管网末梢M之间，为了使供水管网节点图管网的参数更准确，如图3所示是本发明实施例供水管网监测方法的另一种流程图，包括以下步骤：

步骤200：建立供水管网节点图，所述供水管网节点图包括：供水管线的管径、材质、长度以及建设年代。

步骤201：由所述管径、所述材质以及所述建设年代得到供水管线的摩擦系数，并将所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图。

步骤202：分析所述供水管网节点图，在实际的、每根管线上的泵站出口以及管网末梢安装压力监测设备，在每根管线上管网末梢安装第一流量监测设备，在分支节点安装第二流量监测设备，并实时获取所述压力监测设备、所述第一流量监测设备以及所述第二流量监测设备的信息。

具体地，所述压力监测设备的信息包括：管网压力值与压力监测时间，所述管网压力值包括：泵站出口压力值以及管网末梢压力值；所述第一流量监测设备的信息包括：瞬时流量值与第一流量监测时间；所述第二流量监测设备的信息包括：分支节点流量值与第二流量监测时间。

步骤203：当所述压力监测时间、所述第一流量监测时间以及所述第二流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述分支节点流量值、所述泵站出口压力值、泵站出口至分支节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第二压力值。

步骤204：将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第二压力值、分支节点至之间的管径、所述长度以及所述摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值。

步骤205：检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；如果是，执行步骤206；否则，执行步骤207。

步骤206：结束。

步骤207：调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围为止。

步骤208：将调整好的所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图，执行步骤206。

本发明实施例提供的供水管网监测方法，如果当前管线上具有分支节点，为了更加精确确定分支节点处的压力以及当前管线的摩擦系数，在分支点安装第二流量监测设备，并通过终端压力计算公式计算得到分支节点的第二压力值；进一步，由第二压力值以及终端压力计算公式确定第三压力值，从而得到当前管线的摩擦系数，通过本实施例，可以使管网参数更加准确。

实施三

如图4所示，当供水管线上具有分支节点F与变径节点J，并且所述变径节点J位于所述分支节点F与所述管网末梢M之间时，为了使供水管网节点图管网的参数更准确，如图5所示是本发明实施例供水管网监测方法的又一种流程图，包括以下步骤：

步骤300：建立供水管网节点图，所述供水管网节点图包括：供水管线的管径、材质、长度以及建设年代。

步骤301：由所述管径、所述材质以及所述建设年代得到供水管线的摩擦系数，并将所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图。

步骤302：分析所述供水管网节点图，在实际的、每根管线上的泵站出口以及管网末梢安装压力监测设备，在每根管线上管网末梢安装第一流量监测设备，在分支节点安装第二流量监测设备，在当前管线上变径节点安装第三流量监测设备，并实时获取所述压力监测设备、所述第一流量监测设备、所述第二流量监测设备所述第三流量监测设备的信息。

具体地，所述压力监测设备的信息包括：管网压力值与压力监测时间，所述管网压力值包括：泵站出口压力值以及管网末梢压力值；所述第一流量监测设备的信息包括：瞬时流量值与第一流量监测时间；所述第二流量监测设备的信息包括：分支节点流量值与第二流量监测时间；所述第三流量监测设备的信息包括：变径节点流量值与第三流量监测时间。

步骤303：当所述压力监测时间、所述第一流量监测时间、所述第二流量监测时间以及所述第三流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述分支节点流量值、所述泵站出口压力值、泵站出口至分支节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第二压力值。

步骤304：将当前管线上的所述变径节点流量值、所述第二压力值、所述分支节点与所述变径节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第四压力值。

步骤305：将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第四压力值、所述变径节点与所述管网末梢之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值。

步骤306：检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；如果是，执行步骤307；否则，执行步骤308。

步骤307：结束。

步骤308：调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围为止。

步骤309：将调整好的所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图，执行步骤307。

本发明实施例提供的供水管网监测方法，如果当前管线上具有分支节点以及变径节点，为了更加精确确定分支节点处、变径节点处的压力以及当前管线的摩擦系数，在分支点安装第二流量监测设备，并通过终端压力计算公式计算得到分支节点的第二压力值，在变径节点安装第三流量监测设备，并通过终端压力计算公式计算得到变径节点的第四压力值；进一步，由第二压力值、第四压力值以及终端压力计算公式确定第三压力值，从而得到当前管线的摩擦系数，通过本实施例，可以使管网参数更加准确。

实施例四

如图6所示，当供水管线上具有分支节点F与变材节点C，并且所述变材节点C位于所述分支节点F与所述管网末梢M之间时，为了使供水管网节点图管网的参数更准确，本发明实施例供水管网监测方法的又一种流程图包括以下步骤：

步骤400：建立供水管网节点图，所述供水管网节点图包括：供水管线的管径、材质、长度以及建设年代。

步骤401：由所述管径、所述材质以及所述建设年代得到供水管线的摩擦系数，并将所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图。

步骤402：分析所述供水管网节点图，在实际的、每根管线上的泵站出口以及管网末梢安装压力监测设备，在每根管线上管网末梢安装第一流量监测设备，在分支节点安装第二流量监测设备，在当前管线上变材节点安装第四流量监测设备，并实时获取所述压力监测设备、所述第一流量监测设备、所述第二流量监测设备所述第四流量监测设备的信息。

具体地，所述压力监测设备的信息包括：管网压力值与压力监测时间，所述管网压力值包括：泵站出口压力值以及管网末梢压力值；所述第一流量监测设备的信息包括：瞬时流量值与第一流量监测时间；所述第二流量监测设备的信息包括：分支节点流量值与第二流量监测时间；所述第四流量监测设备的信息包括：变材节点流量值与第四流量监测时间。

步骤403：当所述压力监测时间、所述第一流量监测时间、所述第二流量监测时间以及所述第四流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述分支节点流量值、所述泵站出口压力值、泵站出口至分支节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第二压力值。

步骤404：将当前管线上的所述变材节点流量值、所述第二压力值、所述分支节点与所述变径节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第五压力值。

步骤405：将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第五压力值、所述变径节点与所述管网末梢之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值。

步骤406：检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；如果是，执行步骤407；否则，执行步骤408。

步骤407：结束。

步骤408：调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围为止。

步骤409：将调整好的所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图，执行步骤407。

本发明实施例提供的供水管网监测方法，如果当前管线上具有分支节点以及变材节点时，为了更加精确确定分支节点处、变材节点处的压力以及当前管线的摩擦系数，在分支点安装第二流量监测设备，并通过终端压力计算公式计算得到分支节点的第二压力值，在变材节点安装第四流量监测设备，并通过终端压力计算公式计算得到变材节点的第五压力值；进一步，由第二压力值、第五压力值以及终端压力计算公式确定第三压力值，从而通过第三压力值与管网末梢压力值之间的误差比较得到当前管线的摩擦系数，通过本实施例，可以使管网参数更加准确。

实施例五

当供水管线上具有分支节点、变径节点以及变材节点时，此时根据分支节点、变径节点以及变材节点相对于泵出口至管网末梢方向上依次排布顺序，通过终点压力计算公式计算分支节点、变径节点以及变材节点处的压力值，再由离管网末梢最近的节点的压力值计算得到管网末梢压力值，从而修正当前管线的摩擦系数。

实施例六

本发明实施例提供了一种供水管网监测系统，所述系统包括：总控制器以及分别与所述总控制器连接的第一流量监测设备、压力监测设备，所述总控制器上具有供水管网节点图，所述供水管网节点图包括：供水管线的管径、材质、长度以及建设年代；所述总控制器由所述管径、所述材质以及所述建设年代得到供水管线的摩擦系数，并将所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图。

具体地，所述压力监测设备安装在每根管线的泵站出口B以及管网末梢M；所述第一流量监测设备安装在每根管网末梢M。

本实施例中，所述总控制器实时获取所述压力监测设备与所述第一流量监测设备的信息，所述压力监测设备的信息包括：管网压力值与压力监测时间，所述管网压力值包括：泵站出口压力值以及管网末梢压力值；所述第一流量监测设备的信息包括：瞬时流量值与第一流量监测时间；所述总控制器在所述压力监测时间与所述第一流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述瞬时流量值、所述泵站出口压力值、所述管径、所述长度以及所述摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第一压力值；所述总控制器检测当前管线上所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；所述总控制器在所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差不在设定误差范围时，调整所述摩擦系数，以使所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围为止；所述总控制器将调整好的所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图。

具体地，所述终点压力计算公式为：终点压力＝泵站出口压力值-上下游水头损失-上下游高程差；所述上下游水头损失其中，q是瞬时流量值，C是摩擦系数，D是管径，L是长度；所述上下游高程差h_1，2＝H₁-H₂，其中，H₁为上游起点高程，H₂为下游终点高程。

实施例七

如图2所示，当供水管线上具有分支节点F时，分支节点F位于泵站出口B与管网末梢M之间，本发明实施例提供的供水管网监测系统还可以包括：

第二流量监测设备，所述第二流量监测设备安装在具有分支节点的管线的分支节点处。

所述总控制器实时获取所述第二流量监测设备的信息，所述第二流量监测设备的信息包括：分支节点流量值与第二流量监测时间；所述总控制器在所述压力监测时间、所述第一流量监测时间以及所述第二流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述分支节点流量值、所述泵站出口压力值、泵站出口至分支节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第二压力值；将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第二压力值、分支节点至之间的管径、所述长度以及所述摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值；检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围内为止。

实施例八

如图4所示，当供水管线上具有分支节点F与变径节点J，并且所述变径节点J位于所述分支节点F与所述管网末梢M之间时，本发明实施例提供的供水管网监测系统还可以包括：

第三流量监测设备，所述第三流量监测设备安装在具有变径节点的管线的变径节点处。

所述总控制器实时获取所述第三流量监测设备的信息，所述第三流量监测设备的信息包括：变径节点流量值与第三流量监测时间；所述总控制器在所述压力监测时间、所述第一流量监测时间、所述第二流量监测时间以及所述第三流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述变径节点流量值、所述第二压力值、所述分支节点与所述变径节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第四压力值；所述总控制器将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第四压力值、所述变径节点与所述管网末梢之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值；所述总控制器检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围内为止。

实施例九

如图6所示，当供水管线上具有分支节点F与变材节点C，并且所述变材节点C位于所述分支节点F与所述管网末梢M之间时，本发明实施例提供的供水管网监测系统还可以包括：

第四流量监测设备，所述第四流量监测设备安装在具有变材节点的管线的变材节点处。

所述总控制器实施获取所述第四流量监测设备的信息，所述第四流量监测设备的信息包括：变材节点流量值与第四流量监测时间；所述总控制器在所述压力监测时间、所述第一流量监测时间、所述第二流量监测时间以及所述第四流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述变材节点流量值、所述第二压力值、所述分支节点与所述变材节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第五压力值；所述总控制器将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第五压力值、所述变材节点与所述管网末梢之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值；所述总控制器检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围内为止。

通过上述实施例可知，本发明提供的供水管网参数监测方法及系统，至少实现了如下的有益效果：

1)可以通过采用较少的压力监测设备以及流量监测设备计算得到管网的摩擦系数，保证了管网参数的准确性，进一步解决了监测设备无法覆盖全部管网，无法获取整个管网运行状态的局限性，大大增加了供水企业日常生产调度的正确性和准确性。

2)通过少量的流量监测设备以及管线泵站出口端的压力监测设备，计算管网分支节点压力值，再通过分支节点压力值计算管网末梢压力值，可节省大量布设压力监测设备，减少了生产成本。

3)通过少量的流量监测设备以及管线泵站出口端的压力监测设备，计算管网分支节点压力值，通过分支节点压力值计算变径节点压力值，通过变径节点压力值计算管网末梢压力值，可进一步节省大量布设压力监测设备，减少了生产成本，并且细化了管网中各个节点的压力计算过程。

4)通过少量的流量监测设备以及管线泵站出口端的压力监测设备，计算管网分支节点压力值，通过分支节点压力值计算变材节点压力值，通过变材节点压力值计算管网末梢压力值，可进一步节省大量布设压力监测设备，减少了生产成本，并且细化了管网中各个节点的压力计算过程。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种供水管网监测方法，其特征在于，包括：

建立供水管网节点图，所述供水管网节点图包括：供水管线的管径、材质、长度以及建设年代；

由所述管径、所述材质以及所述建设年代得到供水管线的摩擦系数，并将所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图；

分析所述供水管网节点图，在实际的、每根管线上的泵站出口以及管网末梢安装压力监测设备，在每根管线上管网末梢安装第一流量监测设备，并实时获取所述压力监测设备与所述第一流量监测设备的信息；

所述压力监测设备的信息包括：管网压力值与压力监测时间，所述管网压力值包括：泵站出口压力值以及管网末梢压力值；所述第一流量监测设备的信息包括：瞬时流量值与第一流量监测时间；

当所述压力监测时间与所述第一流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述瞬时流量值、所述泵站出口压力值、所述管径、所述长度以及所述摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第一压力值；

检测当前管线上所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；

如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围为止；

将调整好的所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图。

2.根据权利要求1所述的供水管网监测方法，其特征在于，所述终点压力计算公式为：

终点压力＝泵站出口压力值-上下游水头损失-上下游高程差；

所述上下游水头损失其中，q是瞬时流量值，C是摩擦系数，D是管径，L是长度；

所述上下游高程差h_1，2＝H₁-H₂，其中，H₁为上游起点高程，H₂为下游终点高程。

3.根据权利要求1所述的供水管网监测方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果当前管线上具有分支节点，在所述分支节点安装第二流量监测设备，并实时获取所述第二流量监测设备的信息；

所述第二流量监测设备的信息包括：分支节点流量值与第二流量监测时间；

当所述压力监测时间、所述第一流量监测时间以及所述第二流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述分支节点流量值、所述泵站出口压力值、泵站出口至分支节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第二压力值；

将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第二压力值、分支节点至之间的管径、所述长度以及所述摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值；

检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；

如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围内为止。

4.根据权利要求3所述的供水管网监测方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果当前管线上具有变径节点，所述变径节点位于所述分支节点与所述管网末梢之间，在当前管线上变径节点安装第三流量监测设备，并实时获取所述第三流量监测设备的信息；

所述第三流量监测设备的信息包括：变径节点流量值与第三流量监测时间；

当所述压力监测时间、所述第一流量监测时间、所述第二流量监测时间以及所述第三流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述变径节点流量值、所述第二压力值、所述分支节点与所述变径节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第四压力值；

将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第四压力值、所述变径节点与所述管网末梢之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值；

检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；

如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围内为止。

5.根据权利要求3所述的供水管网监测方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果当前管线上具有变材节点，所述变材节点位于所述分支节点与所述管网末梢之间，在当前管线上变材节点安装第四流量监测设备，并实时获取所述第四流量监测设备的信息；

所述第四流量监测设备的信息包括：变材节点流量值与第四流量监测时间；

当所述压力监测时间、所述第一流量监测时间、所述第二流量监测时间以及所述第四流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述变材节点流量值、所述第二压力值、所述分支节点与所述变材节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第五压力值；

将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第五压力值、所述变材节点与所述管网末梢之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值；

检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；

如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围内为止。

6.一种供水管网监测系统，其特征在于，包括：

总控制器以及分别与所述总控制器连接的第一流量监测设备、压力监测设备，所述总控制器上具有供水管网节点图，所述供水管网节点图包括：供水管线的管径、材质、长度以及建设年代；所述总控制器由所述管径、所述材质以及所述建设年代得到供水管线的摩擦系数，并将所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图；

所述压力监测设备安装在每根管线的泵站出口以及管网末梢；所述第一流量监测设备安装在每根管网末梢；

所述总控制器实时获取所述压力监测设备与所述第一流量监测设备的信息，所述压力监测设备的信息包括：管网压力值与压力监测时间，所述管网压力值包括：泵站出口压力值以及管网末梢压力值；所述第一流量监测设备的信息包括：瞬时流量值与第一流量监测时间；

所述总控制器在所述压力监测时间与所述第一流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述瞬时流量值、所述泵站出口压力值、所述管径、所述长度以及所述摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第一压力值；所述总控制器检测当前管线上所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；所述总控制器在所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差不在设定误差范围时，调整所述摩擦系数，以使所述第一压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围为止；所述总控制器将调整好的所述摩擦系数填入到所述供水管网节点图。

7.根据权利要求1所述的供水管网监测方法，其特征在于，所述终点压力计算公式为：

终点压力＝泵站出口压力值-上下游水头损失-上下游高程差；

所述上下游水头损失其中，q是瞬时流量值，C是摩擦系数，D是管径，L是长度；

所述上下游高程差h_1，2＝H₁-H₂，其中，H₁为上游起点高程，H₂为下游终点高程。

8.根据权利要求6所述的供水管网监测系统，其特征在于，所述系统还包括：

第二流量监测设备，所述第二流量监测设备安装在具有分支节点的管线的分支节点处；

所述总控制器实时获取所述第二流量监测设备的信息，所述第二流量监测设备的信息包括：分支节点流量值与第二流量监测时间；

当所述压力监测时间、所述第一流量监测时间以及所述第二流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述分支节点流量值、所述泵站出口压力值、泵站出口至分支节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第二压力值；

将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第二压力值、分支节点至之间的管径、所述长度以及所述摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值；

检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；

如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围内为止。

9.根据权利要求8所述的供水管网监测系统，其特征在于，所述系统还包括：

第三流量监测设备，所述第三流量监测设备安装在具有变径节点的管线的变径节点处；

所述总控制器实时获取所述第三流量监测设备的信息，所述第三流量监测设备的信息包括：变径节点流量值与第三流量监测时间；

所述总控制器在所述压力监测时间、所述第一流量监测时间、所述第二流量监测时间以及所述第三流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述变径节点流量值、所述第二压力值、所述分支节点与所述变径节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第四压力值；所述总控制器将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第四压力值、所述变径节点与所述管网末梢之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值；所述总控制器检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围内为止。

10.根据权利要求8所述的供水管网监测系统，其特征在于，所述系统还包括：

第四流量监测设备，所述第四流量监测设备安装在具有变材节点的管线的变材节点处；

所述总控制器实施获取所述第四流量监测设备的信息，所述第四流量监测设备的信息包括：变材节点流量值与第四流量监测时间；

所述总控制器在所述压力监测时间、所述第一流量监测时间、所述第二流量监测时间以及所述第四流量监测时间为同一时间点时，将当前管线上的所述变材节点流量值、所述第二压力值、所述分支节点与所述变材节点之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终点压力计算公式，得到第五压力值；所述总控制器将当前管线上的所述瞬时流量值、所述第五压力值、所述变材节点与所述管网末梢之间的管径、长度以及摩擦系数代入到终端压力计算公式，得到第三压力值；所述总控制器检测当前管线上所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差是否在设定误差范围内；如果否，调整所述摩擦系数，以使所述第三压力值与所述管网末梢压力值之间的误差在设定误差范围内为止。