CN111536432A - 一种供水管网监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种供水管网监测方法及系统，属于供水管网监测技术领域。本发明的方法包括：实时监测供水管网中各个主压力监测点的压力，当某个主压力监测点的压力出现异常时，逐个启动该主压力监测点上游与其相邻的主压力监测点之间的备用压力监测点，直至相邻的两个备用压力监测点的压力状态不同或相邻的主压力监测点与备用压力监测点的压力状态不同，判定故障发生在两个压力状态不同的相邻监测点之间。本发明能够快速准确地定位供水管网发生故障的位置，以便于后续的抢修工作，确保供水管网及时恢复正常供水。
Description
技术领域
本发明涉及供水管网监测技术领域，尤其涉及一种供水管网监测方法及系统。
背景技术
一个国家或城市管线的人均拥有量，反映出这个国家的经济发展水平和人们生活、工作的环境质量。而且，随着经济的发展和人们生活水平的提高，工业化和城市化进程的加快，各类管网工程已经成为推进这一进程的重要基础性条件之一。随着我国城市化进程的加快，城市人口的激增，供水管网、污水管网等市政基础设施的增容改造工程量大幅度增加。
供水管网是城市的基础设施之一，其安全、稳定运行与城市的生产、生活息息相关。但是，我国城市供水管网漏损问题相当严重。主要的漏失监测有听音检漏、漏水声音相关监测等技术。但这些监测技术耗费大量人力物力，监测周期长，而且需要在夜间进行操作，增加了工作难度。
目前也出现了一些自动监测的技术，如专利号为ZL201810842748.4的中国发明专利公开了一种供水管网爆管报警方法，其通过在供水管网中设置压力监测点，并根据压力监测点的检测数据来判断是否发生爆管。但是其仅仅能够判断出供水管网中发生了爆管，而无法准确定位爆管发生的位置，后续的抢修工作难度依旧较大。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种供水管网监测方法及系统，其能够快速准确地定位供水管网发生故障的位置，以便于后续的抢修工作，确保供水管网及时恢复正常供水。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种供水管网监测方法，包括：实时监测供水管网中各个主压力监测点的压力，当某个主压力监测点的压力出现异常时，逐个启动该主压力监测点上游与其相邻的主压力监测点之间的备用压力监测点，直至相邻的两个备用压力监测点的压力状态不同或相邻的主压力监测点与备用压力监测点的压力状态不同，判定故障发生在两个压力状态不同的相邻监测点之间。
本发明通过间隔较远的主压力监测点对于供水管网各处压力的监测，以及时发现并定位出故障发生的大致范围，即压力出现异常的主压力监测点与其上游相邻的压力正常的主压力监测点之间，随后通过逐个启动两者之间的备用压力监测点，来逐步缩小故障发生所在范围，最终将故障定位至相邻两个监测点之间，便于快速找到故障位置，进行管网抢修。同时，由于备用压力监测点无需一直开启，大大降低了监测点运行及维护成本。
作为本发明优选，判断主压力监测点的压力出现异常的方法具体为：根据该主压力监测点的历史正常压力数据，得出该监测点压力的最小阈值，当该主压力监测点的压力小于最小阈值时，判定该主压力监测点的压力异常。
作为本发明优选，判断主压力监测点的压力出现异常的方法还包括：当该主压力监测点的压力小于最小阈值达持续设定的一段时间后，判定该主压力监测点的压力出现异常。
作为本发明优选，逐个启动备用压力监测点的具体方法为：先启动异常主压力监测点与其上游的相邻主压力监测点中间的备用压力监测点，若该备用压力监测点的压力正常，则启动异常主压力监测点与该备用压力监测点中间的备用压力监测点；若该备用压力监测点的压力异常，则启动该备用压力监测点与其上游最近的主压力监测点中间的备用压力监测点。
作为本发明优选，判断备用压力监测点压力状态的具体方法为：根据该备用压力监测点上下游的两个相邻主压力监测点的历史正常压力数据，得出该备用压力监测点压力的最小阈值，当该备用压力监测点的压力小于最小阈值时，判定该备用压力监测点的压力异常；否则判定该备用压力监测点的压力正常。
本发明还提供一种供水管网监测系统，包括多个主压力监测点、多个均布于相邻主压力监测点之间的备用压力监测点、与主压力监测点及备用压力监测点通信连接的服务器；所述服务器内设有：
监测模块，通过所述主压力监测点及备用压力监测点监测供水管网压力；
判断模块，根据所述主压力监测点及备用压力监测点的压力数据判断压力是否出现异常；
控制模块，根据判断模块的判断结果逐个控制开启备用压力监测点；
分析模块，根据判断模块最终的数据分析得出供水管网故障发生所在范围。
作为本发明优选，所述判断模块根据主压力监测点的历史正常压力数据，得出该监测点压力的最小阈值，当该主压力监测点的压力小于最小阈值时，判定该主压力监测点的压力异常。
作为本发明优选，当该主压力监测点的压力小于最小阈值达持续设定的一段时间后，所述判断模块才判定该主压力监测点的压力出现异常。
作为本发明优选，所述控制模块先启动异常主压力监测点与其上游的相邻主压力监测点中间的备用压力监测点，若该备用压力监测点的压力正常，则启动异常主压力监测点与该备用压力监测点中间的备用压力监测点；若该备用压力监测点的压力异常，则启动该备用压力监测点与其上游最近的主压力监测点中间的备用压力监测点。
作为本发明优选，所述判断模块根据备用压力监测点上下游的两个相邻主压力监测点的历史正常压力数据，得出该备用压力监测点压力的最小阈值，当该备用压力监测点的压力小于最小阈值时，判定该备用压力监测点的压力异常；否则判定该备用压力监测点的压力正常。
本发明的优点是：
1、能够快速准确地定位供水管网故障发生位置，以便于后续的抢修工作，确保供水管网及时恢复正常供水。
2、备用压力监测点按需开启，整个监测系统的运行及维护成本较低。
附图说明
图1为本发明方法一种实施例的流程图；
图2为本发明系统一种实施例的功能模块图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
一种供水管网监测方法，包括：实时监测供水管网中各个主压力监测点的压力，当某个主压力监测点的压力出现异常时，逐个启动该主压力监测点与其上游相邻的主压力监测点之间的备用压力监测点，直至相邻的两个备用压力监测点的压力状态不同或相邻的主压力监测点与备用压力监测点的压力状态不同，判定故障发生在两个压力状态不同的相邻压力监测点之间。所述的压力状态不同意为上游的压力监测点压力正常，而相邻的下游的压力监测点压力异常。
本方法通过间隔较远的主压力监测点对于供水管网各处压力的监测，以及时发现并定位出故障发生的大致范围，即压力出现异常的主压力监测点与其上游相邻的压力正常的主压力监测点之间，随后通过逐个启动两者之间的备用压力监测点，来逐步缩小故障发生所在范围，最终将故障定位至相邻两个监测点之间，便于快速找到故障位置，进行管网抢修。同时，由于备用压力监测点无需一直开启，大大降低了监测点运行及维护成本。
具体的，判断主压力监测点的压力出现异常的方法具体为：根据该主压力监测点的历史正常压力数据，得出该监测点压力的最小阈值，当该主压力监测点的压力小于最小阈值时，判定该主压力监测点的压力异常。当然，随着附近用水户数量的改变，甚至供水管路的调整，同一监测点处的压力势必会发生变化，所以我们需要定期采用最近一段时间的历史数据来更新最小阈值，或者在用水户、供水管路调整之后进行重新采集数据以得出较为准确的监测点压力最小阈值，最终确保判断主压力监测点压力是否异常的可靠性。
另外，判断主压力监测点的压力出现异常的方法还包括：当该主压力监测点的压力小于最小阈值达持续设定的一段时间后，判定该主压力监测点的压力出现异常。为了避免由于某一时刻大量用水户同时用水所造成的下游压力突然减小等特殊情况所造成的误判断，我们需要持续观察到压力低于最小阈值一段时间后，才可以认为压力出现异常。该时间可根据不同地区的用水情况及可接收异常时间来设定。
进一步的，逐个启动备用压力监测点的具体方法为：先启动异常主压力监测点与其上游的相邻主压力监测点中间的备用压力监测点，若该备用压力监测点的压力正常，则启动异常主压力监测点与该备用压力监测点中间的备用压力监测点；若该备用压力监测点的压力异常，则启动该备用压力监测点与其上游最近的主压力监测点中间的备用压力监测点。以此类推，直至出现相邻两个压力监测点的压力状态不同，并判定故障发生在这两个压力监测点之间。
进一步，判断备用压力监测点压力状态的具体方法为：根据该备用压力监测点上下游的两个相邻主压力监测点的历史正常压力数据，得出该备用压力监测点压力的最小阈值，当该备用压力监测点的压力小于最小阈值时，判定该备用压力监测点的压力异常；否则判定该备用压力监测点的压力正常。由于备用压力监测点平时多处于关闭状态，所以无法根据自身的监测历史数据来确定压力最小阈值，而需要根据上下游最近的两个主压力监测点的历史压力数据来得出压力最小阈值，具体的，还可以考虑备用监测点上下游的用水户分布数量，与上下游两个主压力监测点附近的用水户分布数量之间的对比情况，以得出较为准确的压力最小阈值，确保判断的准确性。当然，同样为了避免误判断，也需要在备用压力监测点的压力异常持续一段时间后，才判定其压力异常。
为了进一步提高监测结果的准确性，避免压力监测点本身的故障等因素所造成的误判断，我们可以辅助以流量监测数据，如在每个压力监测点处设置流量监测点，当某个主压力监测点异常时，且该处的流量监测点的流量小于上游相邻的主压力监测点处的流量监测点的流量，同时该处的流量小于设定的流量最小阈值时，才判定两个主压力监测点之间的供水管路发生故障，并启动备用压力监测点进行故障定位。
本发明还提供一种供水管网监测系统，包括多个主压力监测点、多个均布于相邻主压力监测点之间的备用压力监测点、与主压力监测点及备用压力监测点通信连接的服务器；所述服务器内设有：
监测模块，通过所述主压力监测点及备用压力监测点监测供水管网压力；
判断模块，根据所述主压力监测点及备用压力监测点的压力数据判断压力是否出现异常；
控制模块，根据判断模块的判断结果逐个控制开启备用压力监测点；
分析模块，根据判断模块最终的数据分析得出供水管网故障发生所在范围。
其中，主压力监测点之间的间距可根据不同区域或位置附近的用水户数量而定，而备用压力监测点之间的间距以及主压力监测点与最近的备用压力监测点之间的间距基本一致。即不同区域或位置的相邻两个主压力监测点之间分布的备用压力监测点数量可能会有所不同，而发生故障时最终定位出的故障范围大小基本一致。
具体的，所述判断模块根据主压力监测点的历史正常压力数据，得出该监测点压力的最小阈值，当该主压力监测点的压力小于最小阈值时，判定该主压力监测点的压力异常。并且，当该主压力监测点的压力小于最小阈值达持续设定的一段时间后，所述判断模块才判定该主压力监测点的压力出现异常。
另外，所述控制模块先启动异常主压力监测点与其上游的相邻主压力监测点中间的备用压力监测点，若该备用压力监测点的压力正常，则启动异常主压力监测点与该备用压力监测点中间的备用压力监测点；若该备用压力监测点的压力异常，则启动该备用压力监测点与其上游最近的主压力监测点中间的备用压力监测点。
进一步的，所述判断模块根据备用压力监测点上下游的两个相邻主压力监测点的历史正常压力数据，得出该备用压力监测点压力的最小阈值，当该备用压力监测点的压力小于最小阈值时，判定该备用压力监测点的压力异常；否则判定该备用压力监测点的压力正常。
为了进一步提高监测结果的准确性，避免压力监测点本身的故障等因素所造成的误判断，我们可以在每个主压力监测点处设置一个流量监测点，当某个主压力监测点异常时，且该处的流量监测点的流量小于上游相邻的主压力监测点处的流量监测点的流量，同时该处的流量小于设定的流量最小阈值时，才判定两个主压力监测点之间的供水管路发生故障，并启动备用压力监测点进行故障定位。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，该具体实施方式是基于本发明整体构思下的一种实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种供水管网监测方法，其特征在于，包括：实时监测供水管网中各个主压力监测点的压力，当某个主压力监测点的压力出现异常时，逐个启动该主压力监测点与其上游相邻的主压力监测点之间的备用压力监测点，直至相邻的两个备用压力监测点的压力状态不同或相邻的主压力监测点与备用压力监测点的压力状态不同，判定故障发生在两个压力状态不同的相邻压力监测点之间。
2.根据权利要求1所述的一种供水管网监测方法，其特征在于，判断主压力监测点的压力出现异常的方法具体为：根据该主压力监测点的历史正常压力数据，得出该监测点压力的最小阈值，当该主压力监测点的压力小于最小阈值时，判定该主压力监测点的压力异常。
3.根据权利要求2所述的一种供水管网监测方法，其特征在于，判断主压力监测点的压力出现异常的方法还包括：当该主压力监测点的压力小于最小阈值达持续设定的一段时间后，判定该主压力监测点的压力出现异常。
4.根据权利要求1所述的一种供水管网监测方法，其特征在于，逐个启动备用压力监测点的具体方法为：先启动异常主压力监测点与其上游的相邻主压力监测点中间的备用压力监测点，若该备用压力监测点的压力正常，则启动异常主压力监测点与该备用压力监测点中间的备用压力监测点；若该备用压力监测点的压力异常，则启动该备用压力监测点与其上游最近的主压力监测点中间的备用压力监测点。
5.根据权利要求1所述的一种供水管网监测方法，其特征在于，判断备用压力监测点压力状态的具体方法为：根据该备用压力监测点上下游的两个相邻主压力监测点的历史正常压力数据，得出该备用压力监测点压力的最小阈值，当该备用压力监测点的压力小于最小阈值时，判定该备用压力监测点的压力异常；否则判定该备用压力监测点的压力正常。
6.一种供水管网监测系统，其特征在于，包括多个主压力监测点、多个均布于相邻主压力监测点之间的备用压力监测点、与主压力监测点及备用压力监测点通信连接的服务器；所述服务器内设有：
监测模块，通过所述主压力监测点及备用压力监测点监测供水管网压力；
判断模块，根据所述主压力监测点及备用压力监测点的压力数据判断压力是否出现异常；
控制模块，根据判断模块的判断结果逐个控制开启备用压力监测点；
分析模块，根据判断模块最终的数据分析得出供水管网故障发生所在范围。
7.根据权利要求6所述的一种供水管网监测系统，其特征在于，所述判断模块根据主压力监测点的历史正常压力数据，得出该监测点压力的最小阈值，当该主压力监测点的压力小于最小阈值时，判定该主压力监测点的压力异常。
8.根据权利要求7所述的一种供水管网监测系统，其特征在于，当该主压力监测点的压力小于最小阈值达持续设定的一段时间后，所述判断模块才判定该主压力监测点的压力出现异常。
9.根据权利要求6所述的一种供水管网监测系统，其特征在于，所述控制模块先启动异常主压力监测点与其上游的相邻主压力监测点中间的备用压力监测点，若该备用压力监测点的压力正常，则启动异常主压力监测点与该备用压力监测点中间的备用压力监测点；若该备用压力监测点的压力异常，则启动该备用压力监测点与其上游最近的主压力监测点中间的备用压力监测点。
10.根据权利要求6所述的一种供水管网监测系统，其特征在于，所述判断模块根据备用压力监测点上下游的两个相邻主压力监测点的历史正常压力数据，得出该备用压力监测点压力的最小阈值，当该备用压力监测点的压力小于最小阈值时，判定该备用压力监测点的压力异常；否则判定该备用压力监测点的压力正常。
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