CN112856250A - 一种供水管道泄漏定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种供水管道泄漏定位方法，包括：根据探测器所在区域的管道参数计算得到第一噪声传播速度V1；根据探测器对应的GPS位置信息和接收到噪音信号的时间信息计算得到第二噪声传播速度V2；结合探测器所在区域的管道参数和环境信息计算得到可信度速度阈值Vt和对应的可信度速度范围区间；计算得到修正后的噪声传播速度V；结合修正后的噪声传播速度V和探测器对应的GPS位置信息，计算得到泄漏点的位置信息。本发明采用两种方法分别进行泄漏点噪声传播速度的计算，然后把两个计算值通过设定阈值和权重进行融合，综合考虑环境信息和管道信息，能够更加精确地得到管道中泄漏点噪声的实际传播速度，提高了供水管网泄漏点定位精度。

Description

一种供水管道泄漏定位方法

技术领域

本发明涉及一种供水管道泄漏定位方法，属于供水管道维护技术领域。

背景技术

随着管线的增多和使用年限的增加，以及不可避免的腐蚀、磨损等自然或人为损坏的原因，使管道泄漏以及由此导致的事故频频发生。对于城市供水管网来说，美国的管道漏损率在8％以下，而我国的平均管道漏损率在20％以上，且漏损率在逐年增加之中，北方尤其严重。有的中小城市的漏损率已经达到了将近70％。这不仅影响供水企业的经济效益，而且对管道基础设施也造成了破坏，同时还会给管网所在道路以及附近其他的建筑物，构筑物等公用设施带来潜在威胁。因此，供水管网漏损的控制工作十分重要，如何能够快速，精确的定位泄漏点，以便及时对发生泄漏的管道进行修理，成了至关重要的环节。

目前对供水管道进行定位的传统方法主要是使用泄漏噪声自动记录仪，以德国SEBA Correlux C-3为例：Online检测：使用主机和两个传感器来进行泄漏点的定位。泄漏点发出的噪声会被两个传感器(压电效应)采集记录，经过放大并传送到主机，相关仪主机通过比较两个信号，进行相关运算得出延迟时间，输入声速(管径、材质)和管道长度，最终确定漏点的准确距离。Offline检测：将多个记录仪放在管网的不同位置，按预设时间(如深夜2：00-4：00)同时自动开关记录仪，可记录管道各处的漏水声信号，并通过专用软件在计算机上进行处理，从而快速探测装有记录仪的管网区域内是否存在漏水。

前述技术虽然已经能够较为准确的探测出泄漏点的位置，但是存在一些局限性：

1.需要人力进行传感器的安装(offline)或放置(online)以及主机的操作。

2.在线检测由于只采用了两个传感器，所以必须输入管材，管径和噪声传播速度才能进行泄漏点位置的计算，不精确的输入容易对最后的定位结果产生较大的误差；另外，未考虑环境因素对噪声传输的影响也容易导致定位结果产生误差。

3.必须输入两个传感器之间的距离来进行泄漏点位置的计算。在管道信息缺失时，一般采用滚轮在管道上方地面滚动来测量长度。由于地面起伏不定和各种障碍物的存在，使得滚轮滚动方向与埋地管道走向存在偏差，管道长度测量不准，从而导致漏点定位错误；而便携式管线探测仪通过电磁等方法能够探测埋地管道深度和走向，但长度测量精度仍然受地面条件的影响。不能很好的测量两个传感器之间的真实距离，所以也会对测量泄漏点定位的精确度产生影响，只能大致检测出泄漏点所在的区域，定位并不精确，最终在现场可能还是需要使用检测仪来进行精确定位。

发明内容

本发明的目的在于提供一种供水管道泄漏定位方法，采用两种方法分别进行泄漏点噪声传播速度的计算，然后把两个计算值通过设定阈值和权重进行融合，综合考虑环境信息和管道信息，能够更加精确地得到管道中泄漏点噪声的实际传播速度，提高了供水管网泄漏点定位精度。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种供水管道泄漏定位方法，所述泄漏定位方法包括以下步骤：

步骤一，获取分布在供水管道上的临近供水管道泄漏点且噪音信号峰值最高的探测器的相关数据，获取前述探测器前后两个探测器的相关数据，按照位置次序将三个探测器分别设定成探测器S1、S2和S3；所述相关数据至少包括探测器所在区域的管道参数和环境信息、探测器对应的GPS位置信息，以及接收到噪音信号的时间信息；

步骤二，根据探测器所在区域的管道参数计算得到第一噪声传播速度V1；

步骤三，根据探测器对应的GPS位置信息和接收到噪音信号的时间信息计算得到第二噪声传播速度V2；

步骤四，结合探测器所在区域的管道参数和环境信息计算得到可信度速度阈值Vt和对应的可信度速度范围区间[Vt-ΔV，Vt+ΔV]；

步骤五，判断第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2是否处于可信度速度范围区间内，根据判断结果，调整第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2对应的权重，通过权重融合第一噪声传播速度V1、第二噪声传播速度V2和可信度速度阈值Vt，计算得到修正后的噪声传播速度V；

步骤六，结合修正后的噪声传播速度V和探测器对应的GPS位置信息，计算得到泄漏点的位置信息。

进一步地，步骤一中，所述获取分布在供水管道上的临近供水管道泄漏点且噪音信号峰值最高的探测器的相关数据，获取前述探测器前后两个探测器的相关数据，按照位置次序将三个探测器分别设定成探测器S1、S2和S3的过程包括以下步骤：

S11，定期收集所有探测器的采集信号，对每个探测器的采集信号进行功率谱图分析，确定其中是否存在泄漏噪音源，如果存在，转入步骤S12；

S12，提取存在泄漏噪音源的功率谱图对应的探测器，以及其前后各N个探测器的功率谱图数据，比较所有2N+1个探测器对应的采集信号的功率谱图峰值，将其中噪音信号峰值最高的探测器定义成探测器S2，按照安装位置，位于探测器S2相邻位置的两个探测器分别被定义成探测器S1和探测器S3。

进一步地，步骤二中，所述根据探测器所在区域的管道参数计算得到第一噪声传播速度V1的过程包括以下步骤：

S21，读取这三个探测器范围内的管道参数和环境数据，包括管的内径D、管壁厚度h、管的内半径r1和管的外半径r2；

S22，当管壁厚度h大于管的内径D，并且管材为铅时，使用下列公式计算噪声传播速度V1：

式中，E_v是水的体积弹性系数，ρ是水的密度，r₁是管的内半径，r₂是管的外半径，E是管材的弹性系数；

当管壁厚度h小于管的内径D，并且管材为铸铁或钢时，使用下列公式来计算噪声传播速度V1：

式中，D是管的内径，h是管壁厚度。

进一步地，步骤三，所述根据探测器对应的GPS位置信息和接收到噪音信号的时间信息计算得到第二噪声传播速度V2的过程包括以下步骤：

S31，判断探测器之间的距离误差是否小于预设误差阈值，如果是，转入步骤S32；

S32，根据下述公式计算第二噪声传播速度V2：

t_max＝max{t₁₂，t₂₃}

其中，L^*是t_max所对应的两个探测器之间的间距；t₁₂是探测器S1和S2之间的信号互相关时间差，t₂₃是探测器S2和探测器S3之间的信号互相关时间差。

进一步地，步骤四中，采用下述公式计算得到可信度速度阈值Vt：

其中，

是管径-噪声传播速度拟合曲线，D为管径；

是温度t对噪声传播速度的影响函数；β是水管使用年限系数，新安装水管的β为1，随着使用年限增加，β减小。

进一步地，步骤四中，对于管径为50mm到500mm范围内的水管，所述ΔV采用50m/s。

进一步地，步骤五，所述判断第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2是否处于可信度速度范围区间内，根据判断结果，调整第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2对应的权重，通过权重融合第一噪声传播速度V1、第二噪声传播速度V2和可信度速度阈值Vt，计算得到修正后的噪声传播速度V的过程包括：

如果第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2均处于可信度速度范围区间，采用下述公式计算得到修正后的噪声传播速度V：

V＝ω1·V1+ω2·V2

式中，ω1和ω2分别是第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2对应的权重，ω1+ω2＝1；ω1和ω2初始值均为0.5，根据实际泄漏点定位结果和计算得到的泄漏点定位结果不断修正；

如果第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2的其中一个处于可信度速度范围区间，采用下述公式计算得到修正后的噪声传播速度V：

V＝ωi^*·Vi+(1-ωi^*)·Vj

式中，i＝1或者2，j＝1或者2，且i不等于j，Vi超出了可信度速度范围区间，Vj位于可信度速度范围区间内；

如果第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2均超出了可信度速度范围区间，采用下述公式计算得到修正后的噪声传播速度V：

式中，Vi相对于Vj更靠近可信度速度阈值Vt。

进一步地，步骤六中，所述结合修正后的噪声传播速度V和探测器对应的GPS位置信息，计算得到泄漏点的位置信息：

S61，根据下述公式计算得到泄漏点相对于探测器S2的距离信息ΔL：

式中，Lx是除了探测器S2外离泄漏点较近的探测器与探测器S2之间的距离，t_x为前述两个探测器接收到信号的时间差；

S62，结合距离信息ΔL和探测器S2的位置坐标，计算得到泄漏点的位置坐标。

本发明的有益效果在于：

(1)采用两种方法分别进行泄漏点噪声传播速度的计算，然后把两个计算值通过设定阈值和权重进行融合，综合考虑环境信息和管道信息，能够更加精确地得到管道中泄漏点噪声的实际传播速度，提高了供水管网泄漏点定位精度。

(2)为了节省人力物力，降低成本，使用了基于GPS定位探测器的区域覆盖多探测器定位系统，通过各个探测器传回的GPS信息快速定位探测器的地理位置信息和管道信息，实现了远程自动化管理。

(3)每日对前一天晚上传感器发回的数据进行分析，检测传感器所覆盖的地区的供水管道是否有泄漏情况，在确定了有泄漏的情况下才需要进行维护修理工作，节省了人力成本。

(4)构建管道模型，导入历史管道运维信息，根据历史数据的分析结果，结合传感器发回的数据对目标区域是否将会出现供水管道泄漏提前做出预测可能存在的泄漏点，实现提前防控。

(5)投入该技术将极大的提高监测效率，并降低误判和错判泄漏点的几率；节约了中国本就极度贫乏的水资源，造福社会。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为供水管道泄漏定位方法的流程图。

图2是利用3个传感器定位泄漏点的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、”内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

结合图1，本发明提及一种供水管道泄漏定位方法，所述泄漏定位方法包括以下步骤：

步骤一，获取分布在供水管道上的临近供水管道泄漏点且噪音信号峰值最高的探测器的相关数据，获取前述探测器前后两个探测器的相关数据，按照位置次序将三个探测器分别设定成探测器S1、S2和S3；所述相关数据至少包括探测器所在区域的管道参数和环境信息、探测器对应的GPS位置信息，以及接收到噪音信号的时间信息。

步骤二，根据探测器所在区域的管道参数计算得到第一噪声传播速度V1。

步骤三，根据探测器对应的GPS位置信息和接收到噪音信号的时间信息计算得到第二噪声传播速度V2。

步骤四，结合探测器所在区域的管道参数和环境信息计算得到可信度速度阈值Vt和对应的可信度速度范围区间[Vt-ΔV，Vt+ΔV]。

步骤五，判断第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2是否处于可信度速度范围区间内，根据判断结果，调整第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2对应的权重，通过权重融合第一噪声传播速度V1、第二噪声传播速度V2和可信度速度阈值Vt，计算得到修正后的噪声传播速度V。

步骤六，结合修正后的噪声传播速度V和探测器对应的GPS位置信息，计算得到泄漏点的位置信息。

本发明将带有GPS卫星定位系统的探测器分布安装在待监测的供水管道上，这有两个目的，第一，可以利用GPS定位快速获取每个探测器的位置信息，第二，可以利用同步信号使探测器尽可能同步工作，或者在探测器反馈的噪声信号中携带精确的时间信号，便于后台进行泄漏点位置计算。

在后台服务器中，除了存储有探测器的编号、安装位置和对应的GPS定位信息之外，还存储有范围内供水管道的管道数据，包括管径、管材和弹性模量等，优选的，还可以在后台服务器中参照真实地图提前构建管道分布模型，在其中标注出探测器的相关信息，以便于从后台直观了解管道信息和泄漏点信息，快速进行救援或维护，以及后续根据历史泄漏信息对管道状态进行评估，提前预测可能的泄漏点以避免造成更大的损失等。

本发明采用的是利用3个传感器定位泄漏点原理，原理图如图2所示。在图2中，t12为泄漏点噪声到达传感器1和传感器2的估计时间差，t23为泄漏点噪声到达传感器1和传感器2的估计时间差，L12和L23为传感器2分别和传感器1，3的距离，V为噪声传播速度，L为所需求出的泄漏点和探测器之间的距离。泄漏点的求解公式为：

根据以上公式可见，要做到精准定位L，有以下先决条件：(1)精确的传感器间距L12和L23；(2)精确的相关时间差t12和t23；精确的噪声信号传播速度V。

精确的传感器间距可以通过各个传感器收到的GPS位置数据精确计算传感器之间的欧式距离；精确的相关时间则要关系到时间同步和硬件。因此，如何获得精确的噪音传播速度V成为其中至关重要的一个环节。

下面结合例子对本发明的供水管道泄漏定位方法的原理进行详细说明。

后台系统会定期或实时接收各个探测器传回的数据，在系统收集到各个探测设备的GPS地理位置信号、现场声音振动信号及时间信息之后，会对噪声波形进行分析，判断是否有泄漏。当确定某处波形为泄漏波形后，提取相关探测器数据。之后分别用两种方法(管道参数计算法和噪音波时差计算法)来计算噪音的传播速度，根据算法融合这两种结果，求出相对精确的传播速度。

步骤一，获取能够用于计算泄漏点位置的三个探测器S1、S2和S3；

当确定某探测器采集的信号有泄漏噪音源的时候，分别额外提取处于此探测器排列位置前后各3个的探测器的功率谱图数据。比较所有7个探测器采集的信号功率谱图的峰值大小，对其中噪音信号峰值最高的探测器设为S2，按照探测器排列位置，位于S2相邻两边的探测器分别设为S1，S3。提取这3个探测器的相关数据(管道参数，环境信息，GPS位置信息，时间信息)。通过GPS位置信息计算出这3个探测器之间的相对距离，S1到S2的距离，设为L12，S2到S3的距离设为L23。读取这三个探测器的管道参数和环境数据(水的体积弹性系数E_v，管材的弹性系数E，水的密度ρ，管的内径D，管壁厚度h，管的内半径r1，管的外半径r2)。

步骤二，根据探测器所在区域的管道参数计算得到第一噪声传播速度V1。通常供水管道会选用铅材或者铁质，针对这两种管材需要区别对待。

当管壁厚度h大于管的内径D，并且管材为铅时，使用下列公式计算噪声传播速度V1：

式中，E_v是水的体积弹性系数，ρ是水的密度，r₁是管的内半径，r₂是管的外半径，E是管材的弹性系数。

当管壁厚度h小于管的内径D，并且管材为铸铁或钢时，使用下列公式来计算噪声传播速度V1：

式中，D是管的内径，h是管壁厚度。

由于计算出的V1会受到外部环境的影响而产生误差，如气温，管道水温，水锈等，所以不能单一的作为最终噪声传播速度来使用。

步骤三，根据探测器对应的GPS位置信息和接收到噪音信号的时间信息计算得到第二噪声传播速度V2。

第二种速度计算方法是信号互相关时间差计算法。由于系统中的所有探测器在安装时都会按照一定的间距分布，L12≈L23，所以假设泄漏点处于S1和S2之间的话，探测器S1和S2之间的估计时间差t12一定小于探测器S2和S3之间的估计时间差t23。

设tmax为探测器估计时间差t12和t23的值之中比较大的那个，V2的计算公式为：

由于噪音传播能量的衰减性，使用互相关方法计算出的时延t_max也会存在误差，会使V2也存在相应误差。

步骤四，结合探测器所在区域的管道参数和环境信息计算得到可信度速度阈值Vt和对应的可信度速度范围区间[Vt-ΔV，Vt+ΔV]。

当V1或者V2可能会出现计算误差的情况时，会出现泄漏点定位不准的问题，为了解决这个问题，噪声传播速度的最终计算结果V将会由V1和V2融合而成，此外还要设定一个基准值来评价V1和V2的精确度，这个基准值在本专利中叫可信度阈值。

声波振动在管道中的传播速度一般为1000m/s到1500m/s，随着管材、管径、外部环境和传播介质温度的变化而变化。

衡量V1和V2计算结果精确度的可信度阈值Vt(单位：m/s)的变量公式为

公式的第一部分(-D3/75000+D2/91-3.26*D+1500)为管径-噪声传播速度拟合曲线。管径D(单位：mm)对噪声传播速度有很大影响，当管径增大时，噪声传播速度减小。此拟合曲线尤其适用于50mm到500mm管径的供水管道。公式的第二部分(1-(t-20)/10000)为温度t给传播速度带来的影响，温度降低会略微增加噪音传播速度。公式的第三部分β是水管使用年限系数，新安装水管的β为1，随着年限增加，β渐渐减小。原因是由于使用年限的增加，水管内水垢增加，可以认为这层水垢降低了管道的弹性模量。所以在较长管龄的管道中，噪声传播速度比新管道小。变量β依赖于先验数据，可以在项目启动之后收集相关的数据来大体上确定变量β随管道使用年限增加的变化率。因此，Vt和它所对应的阈值范围也是一个可学习的变化值。

优选的，设定可信度阈值的最大最小区间范围是(Vt-50，Vt+50)，处于这个范围内的噪声传播速度即为可信的数据。

步骤五，计算得到修正后的噪声传播速度V。

噪声传播速度V会通过权重ω来融合两个已计算出的V1和V2。设定融合传播速度V＝ω1*V1+ω2*V2，V1的权重为ω1，V2的权重为ω2。权重ω1和权重ω2之和始终为1。由于不同供水管道的情形不同，不同供水管道的权重可能也不一样，对于一个刚布设泄漏定位系统的管道，可以将两个速度的权重的初始值设定为0.5，后续结合计算泄漏点位置和实际泄漏点定位结果对这两种速度算法进行评估，不断修正这两种算法权重的初始值，哪种速度的计算结果精度越高，它的初始权重值也越大，使其更适应当前供水管道。

当V1和V2都处于可信度阈值范围之内时，采用下述融合公式1融合传播速度V为：

V＝ω1·V1+ω2·V2。

当V1或者V2其中之一在噪声传播速度可信度阈值区间范围之外时，依然使用融合公式1。同时，超出阈值范围的速度的权重减小，没超出阈值范围的速度的权重加大。例如，当V1的计算结果大于Vt+50或者小于Vt-50，则认为在计算V1时产生了较大的计算误差，此时V1的权重ω1和V2的权重ω2调整为：

ω₂＝1-ω₁。

当V1和V2都处于可信度阈值区间范围之外时，可以假设这两种速度算法都出现误差，为了减小误差，把可信度阈值Vt也融入最后的最后的速度计算结果之中，根据融合公式2计算修正后的噪声传播速度V：

融合公式2中的50％计算依据由Vt来占据，这样可以在V1和V2都计算不精准的情况下提高最终融合的噪声传播速度的精度。V1和V2的权重各减少50％。这是因为，经大量实验验证，Vt的值由于依赖于管道参数和环境参数得到，虽然不够精确，但相对合理。为了弥补精确性，优选的，我们可以将比较接近可信度阈值范围的那个速度的权重增加，另外一个速度的权重减小，合理引入V1和V2，从而获得尽可能精确的定位结果。例如当V1的计算结果比V2更靠近阈值范围的话，V1的权重ω1和V2的权重ω2调整为：

ω₂＝1-ω₁。

应当理解，当两个速度计算值V1和V2都超出允许区间时，本次泄漏点定位的精度相对于前两种方式较低，本发明通过引入Vt对速度值V进行修正，使泄漏点的精度相对于原计算结果尽可能高，最终的泄漏点定位结果对于真实泄漏点位置有可能存在偏差，偏差值仍然取决于V1和V2的偏离值。但相对于直接采用传统方法，采用本发明的定位方法得到的平均位置误差已经减小了80％以上。

步骤六，计算得到泄漏点的位置信息。

在计算出V之后，可以根据下列求解公式得出泄漏点位置L的值：

式中，Lx为三个探测器中，除了S2之外离泄漏点较近的探测器的位置和S2之间的距离，tx为这两个探测器接收到信号的时间差。例如，当tx＝t12时，Lx＝L12；当tx＝t23时，Lx＝L23。根据距离L和相应探测器的GPS地理位置，算出泄漏点的GPS地理位置。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种供水管道泄漏定位方法，其特征在于，所述泄漏定位方法包括以下步骤：

步骤一，获取分布在供水管道上的临近供水管道泄漏点且噪音信号峰值最高的探测器的相关数据，获取前述探测器前后两个探测器的相关数据，按照位置次序将三个探测器分别设定成探测器S1、S2和S3；所述相关数据至少包括探测器所在区域的管道参数和环境信息、探测器对应的GPS位置信息，以及接收到噪音信号的时间信息；

步骤二，根据探测器所在区域的管道参数计算得到第一噪声传播速度V1；

步骤三，根据探测器对应的GPS位置信息和接收到噪音信号的时间信息计算得到第二噪声传播速度V2；

步骤四，结合探测器所在区域的管道参数和环境信息计算得到可信度速度阈值Vt和对应的可信度速度范围区间[Vt-ΔV，Vt+ΔV]；

步骤五，判断第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2是否处于可信度速度范围区间内，根据判断结果，调整第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2对应的权重，通过权重融合第一噪声传播速度V1、第二噪声传播速度V2和可信度速度阈值Vt，计算得到修正后的噪声传播速度V；

步骤六，结合修正后的噪声传播速度V和探测器对应的GPS位置信息，计算得到泄漏点的位置信息。

2.根据权利要求1所述的供水管道泄漏定位方法，其特征在于，步骤一中，所述获取分布在供水管道上的临近供水管道泄漏点且噪音信号峰值最高的探测器的相关数据，获取前述探测器前后两个探测器的相关数据，按照位置次序将三个探测器分别设定成探测器S1、S2和S3的过程包括以下步骤：

S11，定期收集所有探测器的采集信号，对每个探测器的采集信号进行功率谱图分析，确定其中是否存在泄漏噪音源，如果存在，转入步骤S12；

S12，提取存在泄漏噪音源的功率谱图对应的探测器，以及其前后各N个探测器的功率谱图数据，比较所有2N+1个探测器对应的采集信号的功率谱图峰值，将其中噪音信号峰值最高的探测器定义成探测器S2，按照安装位置，位于探测器S2相邻位置的两个探测器分别被定义成探测器S1和探测器S3。

3.根据权利要求1所述的供水管道泄漏定位方法，其特征在于，步骤二中，所述根据探测器所在区域的管道参数计算得到第一噪声传播速度V1的过程包括以下步骤：

S21，读取这三个探测器范围内的管道参数和环境数据，包括管的内径D、管壁厚度h、管的内半径r1和管的外半径r2；

S22，当管壁厚度h大于管的内径D，并且管材为铅时，使用下列公式计算噪声传播速度V1：

式中，E_ν是水的体积弹性系数，ρ是水的密度，r₁是管的内半径，r₂是管的外半径，E是管材的弹性系数；

当管壁厚度h小于管的内径D，并且管材为铸铁或钢时，使用下列公式来计算噪声传播速度V1：

式中，D是管的内径，h是管壁厚度。

4.根据权利要求1所述的供水管道泄漏定位方法，其特征在于，步骤三，所述根据探测器对应的GPS位置信息和接收到噪音信号的时间信息计算得到第二噪声传播速度V2的过程包括以下步骤：

S31，判断探测器之间的距离误差是否小于预设误差阈值，如果是，转入步骤S32；

S32，根据下述公式计算第二噪声传播速度V2：

t_max＝max{t₁₂，t₂₃}

其中，L^*是t_max所对应的两个探测器之间的间距；t₁₂是探测器S1和S2之间的信号互相关时间差，t₂₃是探测器S2和探测器S3之间的信号互相关时间差。

5.根据权利要求1所述的供水管道泄漏定位方法，其特征在于，步骤四中，采用下述公式计算得到可信度速度阈值Vt：

其中，

是管径-噪声传播速度拟合曲线，D为管径；

是温度t对噪声传播速度的影响函数；β是水管使用年限系数，新安装水管的β为1，随着使用年限增加，β减小。

6.根据权利要求1或者5所述的供水管道泄漏定位方法，其特征在于，步骤四中，对于管径为50mm到500mm范围内的水管，所述ΔV采用50m/s。

7.根据权利要求1至5任意一项中所述的供水管道泄漏定位方法，其特征在于，步骤五，所述判断第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2是否处于可信度速度范围区间内，根据判断结果，调整第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2对应的权重，通过权重融合第一噪声传播速度V1、第二噪声传播速度V2和可信度速度阈值Vt，计算得到修正后的噪声传播速度V的过程包括：

如果第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2均处于可信度速度范围区间，采用下述公式计算得到修正后的噪声传播速度V：

V＝ω1·V1+ω2·V2

式中，ω1和ω2分别是第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2对应的权重，ω1+ω2＝1；ω1和ω2初始值均为0.5，根据实际泄漏点定位结果和计算得到的泄漏点定位结果不断修正；

如果第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2的其中一个处于可信度速度范围区间，采用下述公式计算得到修正后的噪声传播速度V：

V＝ωi^*·Vi+(1-ωi^*)·Vj

式中，i＝1或者2，j＝1或者2，且i不等于j，Vi超出了可信度速度范围区间，Vj位于可信度速度范围区间内；

如果第一噪声传播速度V1和第二噪声传播速度V2均超出了可信度速度范围区间，采用下述公式计算得到修正后的噪声传播速度V：

式中，Vi相对于Vj更靠近可信度速度阈值Vt。

8.根据权利要求1至5任意一项中所述的供水管道泄漏定位方法，其特征在于，步骤六中，所述结合修正后的噪声传播速度V和探测器对应的GPS位置信息，计算得到泄漏点的位置信息：

S61，根据下述公式计算得到泄漏点相对于探测器S2的距离信息ΔL：

式中，Lx是除了探测器S2外离泄漏点较近的探测器与探测器S2之间的距离，t_x为前述两个探测器接收到信号的时间差；

S62，结合距离信息ΔL和探测器S2的位置坐标，计算得到泄漏点的位置坐标。

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