CN113465019A - 一种供热管网异常失水监测系统和监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种供热管网异常失水监测系统和监测方法，解决监测过程对失水定位和失水分析缺乏有效手段的技术问题。系统包括：数据采集终端，用于在二次管网的用热建筑的热力入口处和用热建筑内的管路分支处布设，在布设处至少采集压力特征信号，并针对至少压力特征信号形成前端变化率数据，形成数据链路上传前端变化率数据；数据监测平台，用于接收前端变化率数据前端变化状态，根据预置失水判断模型处理前端变化率数据形成确定监测区域或确定监测点的前端失水状态并展示。实现失水实时监测及定位，提高失水事故的响应速度，节省了人员失水排查的工作量，调高了工作效率，可有效降低管网的失水率，保证管网系统安全，节约能源。

Description

一种供热管网异常失水监测系统和监测方法

技术领域

本发明涉及供热技术领域，具体涉及一种供热管网异常失水监测系统和监测方法。

背景技术

供热公司的一些供暖系统中会存在比较严重的异常失水问题，产生系统水力、热力不平衡，会对供暖平衡造成危害。失水量增大造成系统压力下降，管线内产生空气，容易腐蚀管道，也容易产生气堵，系统水无法循环，将严重影响供热系统的正常运行。通常情况下，供热系统的异常失水问题主要由管道泄漏及热用户盗水等原因造成。管道泄漏的排查难点在于全面排查周期长，排查过程中部分管网由于阀门不能完全关断，分区打压、满水查找等手段很难进行。热用户盗水问题现阶段主要采用法律宣传和向循环水中加入带有特殊味道和颜色的节水剂或者加入带有化学药剂成分的抗失水剂的措施，但效果并不理想。现有失水监测，一般通过换热站管路压力及补水量的监测，发现是否有失水问题。当发现补水量较大或压力下降较快等情况时，再派运行维护人员到管网现场进行定点排查。即使管路泄漏量较大或泄漏时间较长，也往往在热水从地面或管沟显现出来后，或用户报修后才会被发现，这使得失水事故的响应时间大打折扣。如果存在热用户恶意放水定期盗水的行为，这种情况更难发现，所有用户逐个排查，工作量巨大。

现有的监测设备缺乏布设灵活性，安装后监测位置固定不动，供暖期间不能更换，无法针对失水点形成有效的监测区域。同时，由于监测设备的局限性导致监测数据缺乏针对随机失水区域的必要的监测精度(即失水点定位精度)，监测数据间缺乏一致性和关联性，无法形成监测数据高级分析。现有技术手段还不能有效解决排查范围准确定位、失水情况的及时性判断和周期性判断。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供一种供热管网异常失水监测系统和监测方法，解决监测过程对失水定位和失水分析缺乏有效手段的技术问题。

本发明实施例的热管网异常失水监测系统，包括：

数据采集终端，用于在二次管网的用热建筑的热力入口处和用热建筑内的管路分支处布设，在布设处至少采集压力特征信号，并针对至少压力特征信号形成前端变化率数据，形成数据链路上传所述前端变化率数据；

数据监测平台，用于接收所述前端变化率数据形成二次管网路由展示过程中所述数据采集终端布设处的前端变化状态，根据预置失水判断模型处理所述前端变化率数据形成确定监测区域或确定监测点的前端失水状态并展示，通过所述前端变化状态和所述前端失水状态的数据化存储内容响应人机交互展示过程。

本发明实施例的热管网异常失水监测方法，包括：

在二次管网的用热建筑的热力入口处和用热建筑内的管路分支处至少采集压力特征信号，并针对至少所述压力特征信号形成前端变化率数据，形成数据链路上传所述前端变化率数据；

接收所述前端变化率数据形成二次管网路由展示过程中所述布设处的前端变化状态，根据预置失水判断模型处理所述前端变化率数据形成确定监测区域或确定监测点的前端失水状态并展示。

本发明实施例的热管网异常失水监测系统，包括：

数据采集终端，所述数据采集终端包括前端处理器，用于执行针对至少压力特征信号形成前端变化率数据的处理过程的程序代码；

数据监测平台，所述数据监测平台包括失水判断处理模块，用于失水判断模型处理前端变化率数据形成确定监测区域或确定监测点的前端失水状态的处理过程的程序代码。

本发明实施例的供热管网异常失水监测系统和监测方法利用数据采集终端数据链路的灵活性形成可移动监测，实现失水监测成本和监测精度的平衡。自动远传至数据监测平台，实现各监测点的数据在线监测与分析，对失水报警情况进行核实。通过数据监测平台对压力等一系列特征综合展示和综合分析，充分利用地理分布的分布式特征数据提供高质量的失水定位和失水分析，可以保证区域监测和监测定位的有效综合分析水平。解决了供热系统二次管网发生异常失水实时监测及定位的问题，提高了针对于失水事故的响应速度，同时可侦测热用户恶意放水定期盗水的情况，节省了人员失水排查的工作量，调高了工作效率，可有效降低管网的失水率，保证管网系统安全，节约了能源。

附图说明

图1所示为本发明一实施例供热管网异常失水监测系统的架构示意图。

图2所示为本发明一实施例供热管网异常失水监测系统展示环境中数据采集终端地理信息的展示示意图。

图3所示为本发明一实施例供热管网异常失水监测系统展示环境中数据采集终端的压力相关的特征数据的展示示意图。

图4所示为本发明一实施例供热管网异常失水监测系统展示环境中前端失水状态的展示示意图。

图5所示为本发明一实施例供热管网异常失水监测系统展示环境中数据响应人机交互展示过程的展示示意图。

图6所示为本发明一实施例供热管网异常失水监测方法中利用数据采集终端进行特征信号采集处理的流程示意图。

图7所示为本发明一实施例供热管网异常失水监测系统中利用数据监测平台进行失水判断的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。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作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。

本发明一实施例供热管网异常失水监测系统如图1所示。在图1中，本实施例包括分布部署的若干个数据采集终端100和一个数据监测平台200，其中：

数据采集终端100，用于在二次管网的用热建筑的热力入口处和用热建筑内的管路分支处布设，在布设处至少采集压力特征信号，并针对至少压力特征信号形成前端变化率数据，形成数据链路上传前端变化率数据。

本领域技术人员可以理解，二次管网的终端回路会进入居民楼、商业大厦、工厂车间等用热建筑内，热力入口处即终端回路与热建筑的结合位置，通常形成终端回路的供水主管路和回水主管路的汇集。在用热建筑内存在若干建筑单元形成不同组合的建筑空间，例如楼层、楼层中廊道和廊道中工作间等，针对建筑空间类型，终端回路会形成相应的分支回路，管路分支处即分支回路与建筑空间的结合位置，通常形成分支回路的供水支管路和回水支管路的汇集。在热力入口处和管路分支处有利于形成对相应回路的特征采集，例如预置的采压口和泄水口可以进行压力采集点设置。

压力特征信号包括但不限于管路的压力信号和回路管路间的压差信号。其他特征信号包括但不限于温度特征信号、流速特征信号或热量特征信号等，还包括例如集成的阀门等动作器、通信模块、或电源模块等集成部件的确定状态的特征信号。

在现场采集特征信号的过程中进行前端信号处理形成现场时序状态，现场时序状态包括但不限于压力特征变化状态、温度特征变化状态、本体物理特征变化状态和本体能源变化状态等。根据需求策略形成的前端变化率数据必然包括可量化的特征信号的变化率信息。

形成数据链路的过程由数据采集终端主动发起为主，根据需求策略形成上传前端变化率数据的周期性的数据链路或确定变化状态数据触发的数据链路。数据链路也可用于即时响应数据的回传。

数据监测平台200，用于接收前端变化率数据形成二次管网路由展示过程中数据采集终端布设处的前端变化状态，根据预置失水判断模型处理前端变化率数据形成确定监测区域或确定监测点的前端失水状态并展示，通过前端变化状态和前端失水状态的数据化存储内容响应人机交互展示过程。

本领域技术人员可以理解，基于GIS系统(通过二次开发)可以定义专业图层中的专业对象，并赋予专业对象对应属性和事件。整合人机交互界面形成二次管网路由的展示环境，在展示环境中实现二次管网管路和设备状态的图形展示过程。将数据采集终端作为供热管网专业对象的数据源，可以即时展示数据采集终端监测的前端变化状态。

时序性的前端变化率数据在展示环境中可以形成各对应数据采集终端布设处的前端变化状态，例如实时数据监测、报警等。前端变化状态可以在展示过程中根据人机交互做出数据含义的不同展现形式。

通过人机交换界面形成人机交互设定过程，在展示环境中确定关于二次管网局部管路和局部设备。

监测区域以局部二次管网为失水监测分析对象，根据局部二次管网的分布区域和区域内用热建筑形成监测区域，根据监测区域相关的数据采集终端的前端变化状态进行泄露失水监测分析。监测区域可以形成多组态项目管理，根据监测区域，可灵活的配置、部署及切换多个组态监测项目。

监测点以终端回路或分支回路路由上的确定用热建筑为失水监测分析对象，根据监测点相关的数据采集终端的前端变化状态进行盗水失水监测分析。

失水判断模型根据失水过程中确定物理特征信号间的必然影响规律形成失水位置的量化判断、失水状态的量化判断和失水趋势的量化判断。前端失水状态通过失水判断模型形成，包括失水位置、失水实时状态和失水预估趋势的描述信息，描述信息可以在展示过程中根据人机交互做出数据含义的不同展现形式。

数据化存储包括但不限于将前端变化率数据和量化判断数据，还包括根据前述数据量化的内涵信息和根据内涵信息形成的展示数据。

人机交互展示过程形成基于二次管网路由的展示环境的数据响应，实现基于现有GIS系统的专业失水监测过程。

本发明实施例的供热管网异常失水监测系统利用数据采集终端形成分布式的二次管网压力特征信号采集前端，通过数据采集终端数据链路的灵活性形成可移动监测，实现失水监测成本和监测精度的平衡。数据采集终端通过自动实现滤波处理，压差变化率计算与监测报警上传，自动远传至数据监测平台，运行人员可通过数据监测平台实现各监测点的数据在线监测与分析，对失水报警情况进行核实。通过数据监测平台对压力等一系列特征综合展示和综合分析，有效利用了现有GIS资源，可以形成区域监测和监测定位的有效综合分析水平，充分利用地理分布的分布式特征数据提供高质量的失水定位和失水分析。解决了供热系统二次管网发生异常失水实时监测及定位的问题，提高了针对于失水事故的响应速度，同时可侦测热用户恶意放水定期盗水的情况，节省了人员失水排查的工作量，调高了工作效率，可有效降低管网的失水率，保证管网系统安全，节约了能源。

本系统的应用场景不限于二次供热管网，还可用于空调冷水管网失水监测。

如图1所示，在本发明一实施例中，数据采集终端100包括：

集成电源模块110，用于向前端处理器提供休眠电源，受控向其他有源器件提供工作电源。集成电源模块包括锂电池、电压转换电路和电压控制-反馈电路。

宽带通信模块120，用于受控建立通信链路，形成数据采集终端与数据监测平台间的数据传输。鉴于通信路由环境为保证信号质量与功耗要求优选NB-Iot通讯模块。

前端处理器130，用于根据预置策略控制供电过程、接收传感器采集数据进行前置处理形成前端变化率数据、与数据监测平台进行数据交换和通过输入输出端口控制现场执行机构。选用低功耗控制芯片MSP430，使用128M存储器，数据上传到监测平台同时也做本地存储，历史数据可通过本地通讯串口导出到PC端。

人机交互面板140，用于数据采集终端初始设置过程和数据转移过程的状态显示。可以选用触屏或传统按键、显示模块、

输入输出端口150，用于提供前端处理器与特征传感器间的数据采集链路和前端处理器与现场执行机构间的功率输出链路。包括但不限于RS485通讯接口、I2C接口，AD采集端口，除了连接差压变送器、压力变送器、温度传感器外，可进行功能扩展与热力入口的热量表或流量计、控制阀进行通讯，进行综合的数据采集与远程控制，同时预留4个DI接口，可连接现场开关量输入，4个DO开关量输出接口，可扩展控制电动开关阀，或者做电源控制等。

压差变送器160，用于同时连接终端回路或分支回路上的供水管路和回水管路采集供水管路和回水管路的压差信号。连接位置主要是回路上预置的可利用的采压口和泄水口。

如图1所示，在本发明一实施例中，还包括：

压力变送器170，用于连接终端回路或分支回路上的供水管路或回水管路采集管路的压力信号。连接位置主要是回路上预置的可利用的采压口或泄水口。

本发明实施例的数据采集终端主要以采集、处理、存储、远传管路压差数据为主，根据应用需要还可辅助监测管路压力、供回水温度，通过通用的接口还可采集、远传热力入口热量表、流量计数据，向楼栋热力入口调节阀发送控制指令，进行水力平衡、热负荷调节等动作，在失水监测的过程中实现楼栋热力入口智能控制。

如图1所示，在本发明一实施例中，数据监测平台200包括：

前端数据叠加模块210，用于通过数据链路并发接收前端变化率数据，至少过滤获得压力相关的特征数据，在展示环境中将特征数据对应数据采集终端布设位置展示。在本发明一实施例中，基于GIS系统形成的展示环境对数据采集终端的展示如图2所示，针对数据采集终端展开的特征数据如图3所示。

人机交互输入模块220，用于提供展示环境中数据展示和失水判断的控制输入接口。

组态项目管理模块230，用于根据控制输入在展示环境中确定监测区域或监测点，以形成失水判断初始条件。

失水判断处理模块240，用于根据失水判断初始条件利用预置失水判断模型处理前端变化率数据形成确定监测区域或确定监测点的前端失水状态。

态势显示输出模块250，用于根据前端失水状态在展示环境中形成格式化信息表达。在本发明一实施例中，在展示环境中对前端失水状态的位置、状态和趋势的展示如图4所示。

数据存储响应模块260，用于根据控制输入检索数据存储模块中的存储数据，形成响应人机交互展示过程的响应数据集。在本发明一实施例中，在展示环境中对人机交互展示过程数据响应的展示如图5所示。数据存储模块260，用于获取前端变化率数据、特征数据、失水判断初始条件和格式化信息表达形成有序存储。

实际应用中，本发明实施例的数据监测平台将数据采集终端传递到监测平台的数据包括各通道采集到的原始时序数据、滤波后的时序数据、计算后的变化率数据以及报警信息。在接收报警信息的同时，运行人员可以通过数据监测平台查看各监测点的压差变化率曲线。当突然出现异常失水时，压差变化率会发生变化，当用户回水管开始放水时，压差往往会升高，变化率为正，停止放水时，压差恢复，变化率为负，供水管失水情况压差变化率与之正好相反，与失水点越近的监测点，变化率越明显。同时，运行人员可以查阅采集到原始时序数据进行对照分析，进一步确定失水趋势。

本发明实施例的数据监测平台收集并展示各监测点数据终端上传的压差、压力、温度数据及报警信息，运行人员可在线监测管网各节点的运行工况变化，及时发现异常情况并进行处置。监测平台可部署在云端采用可扩展的分布式架构，用户无需购置服务器等硬件设施，通过浏览器就可以登录使用系统。数据监测平台的软件功能主要包括以下方面：

第一，多组态项目管理，根据监测区域，可灵活的配置、部署及切换多个组态项目。

第二，可提供实时数据监测、报警服务，数据可以通过地图管网位置、趋势曲线、柱状图、数据表等方式呈现给用户，根据用户需要通过简单设置便可灵活的配置数据监测点，将监测点与远传终端的采集通道进行对接，与数据模型计算结果进行对接，实现数据实时刷新，与多形式展现。

第三，可提供历史数据查询及导出服务。

本发明实施例的数据监测平台提供地图组件的支持，在界面中能显示地图，并在地图中设置标定位置，用户可在地图上的任意位置设置并保存图标(可预设集中类型)、监控点数据、文字，可在地图上画简单的直线，以标识管网大致走向；实时工况界面里的消息栏，用来发布参数更新、设备(BR-RTU)状态信息改变、报警信息等内容。通过数据存储响应模块在设备管理界面，可对监测设备进行集中管理、增删及设备控制，查看设备信息，进参数设置，将设备压差、压力、温度等各采集通道与平台监测数据点绑定，便于通过图形展示及存储管理。

本发明一实施例供热管网异常失水监测方法利用上述供热管网异常失水监测系统，包括：

在二次管网的用热建筑的热力入口处和用热建筑内的管路分支处至少压力特征信号形成前端变化率数据，形成数据链路上传前端变化率数据；

接收前端变化率数据形成二次管网路由展示过程中数据采集终端布设处的前端变化状态，根据预置失水判断模型处理前端变化率数据形成确定监测区域或确定监测点的前端失水状态并展示。

发明一实施例供热管网异常失水监测方法如图6所示。在图6中，针对至少压力特征信号形成前端变化率数据包括：

步骤310：根据压力特征类型采集时序性压力特征数据。

压力特征类型包括压力、压差等，压力针对管路确定位置，压差针对回路的确定供水、回水位置。由于压力特征类型可以通过关联特征表达，因此压力特征信号可以通过一下采集采集并转换：

1)压力、压差采集采用压力压差变送器外加二次表现场自动记录，记录间隔1s；

2)管路瞬时流量变化采用便携式超声波测量，记录稳定后的流量；

3)放水点瞬时流量采用容积法测算。

步骤320：形成缓存队列缓存时序性压力特征数据，每当缓存队列中数据更新后选取缓存队列中的最大值数据和最小值数据，并进行如下计算过程形成前端变化率数据：

其中：θ为前端变化率数据，最大值数据和最小值数据中进入缓存队列中时间靠前的值作为基准值c，进入队列时间靠后的值作为变化值d。

本领域技术人员可以理解，缓存队列作为队列数据结构具有数据先进先出的特征，缓存队列中数据更新的更新间隔或更新周期为压力特征数据的时序采样周期。

步骤330：当前端变化率的绝对值和变化阈值进行比较大于变化阈值时，则认定为异常情况形成报警数据；

步骤340：根据前端变化率数据与变化阈值的比较调整压力特征数据的时序采样周期和数据链路建立周期。

本发明实施例的供热管网异常失水监测方法设计形成各类型压力特征的变化率数据，通过变化率与之比较形成多状态切换的方式实现日常监测与报警处置功能，在不同状态下，实现不同的数据存储与远传频率，优化功耗控制，保证采暖季连续监测。

如图6所示，在本发明一实施例中，还包括：

步骤350：根据对应局部二次管网的管路压力周期性波动经验值对压力特征信号进行滤波形成压力特征数据。

时序性压力特征数据采样需考虑到管路压差由于补水、采集等原因会有一定波动，对于失水比较严重的管网系统，管路失水掉压与管路补水加压导致管路压力周期性波动，频繁波动会影响监测精度，因此需要根据管路压力的波动周期，对压力特征信号进行平均值滤波处理后形成压力特征数据后再计算变化率，并与阈值进行比较。滤波时根据时序特征对压力特征信号进行2％-5％的平均值抑制或增强。

上述实施例的针对至少压力特征信号形成前端变化率数据的处理过程的程序代码部署在数据采集终端的前端处理器中。

发明一实施例供热管网异常失水监测方法如图6所示。在图6中，失水判断模型处理前端变化率数据形成确定监测区域或确定监测点的前端失水状态包括：

步骤410：利用人机交互过程确定监测区域或监测点。

步骤420：确定监测区域内的数据采集终端所处回路。

步骤430：根据数据采集终端获得所处回路中供水管路的压力变化、回水管路的压力变化和供水管路-回水管路的压差变化。

放水或泄漏点前后的流量将发生变化。如果某支路热用户存在失水点，失水点前该支路流量将会增大，但在失水点后，由于失水点处部分水流失，会使失水点后该支路流量降低，同时，该支路供水侧失水，其下游附近支路流量降低，该支路回水侧放水，其下游附近支路流量增加。流量的变化带来管道压降发生变化，可以通过在不同位置观测管路压差的变化来监测判断异常失水的发生及位置。进一步，失水点在支路供水管，监测点压差降低，失水点在支路回水管，监测点压差升高，而失水支路周围支路的变化率会相对减弱，且距离越远，减弱效果越明显。

步骤440：根据监测区域内的数据采集终端的相邻特征和数据采集终端所处回路的相邻特征结合监测区域内回路的压力变化和压差变化确定监测区域内失水趋势。

根据数据采集终端所处回路间的拓扑结构特征例如管径、距离等，可以量化失水对相邻供水回路的影响程度，根据监测区域内的数据采集终端间压力和压差的相互影响，可以有效量化监测区域内的失水事件和失水趋势。

步骤450：确定监测点所在回路的数据采集终端。

步骤460：根据数据采集终端获得所处回路中供水管路的压力变化、回水管路的压力变化和供水管路-回水管路的压差变化。

步骤470：根据临近监测点所在回路的其他数据采集终端收到的压力变化影响和压差变化影响结合所在回路拓扑结构进行距离估计确定监测点附近的失水建筑空间。

离放水点不同距离下，在供水管和回水管分别进行放水时得到的压差变化率(失水时的压差与正常情况下比较得到的压差变化率)存在规律。即在供水管路放水，压差变化率为正，压差变化率为负，放水量越大，压差变化率越大，压差的变化率随距离衰减很快，以小流量(1.2～1.3)m3/h为例，在放水点附近，供回水管路放水压差变化率均接近5％，变化明显，但100m以后变化率均降到1％以下。

离放水点不同距离下，在供水管和回水管分别进行放水时采集计算得到的压力变化率(失水时的供水压力与正常情况下比较得到的供水压力变化率)存在规律。即无论在供水管路还是在回水管放水，压力变化率均为负，放水量越大，压力变化率越大，压力的变化率同样随距离衰减，但考虑到失水时压力的降低及回升还受到系统管网容量及补水的影响，因此只可作为辅助手段配合压差监测进行。

由此可知，失水点失水使该支路失水点前后管路流量均发生变化，导致管路压差(管路压降)发生变化，压差变化率受该支路流量变化率的影响，这里考虑流量变化率受失水量占原始流量比例的影响，即相同的失水量对于原始流量规模不同的管路影响应该是不同的，原始流量越小改变失水点前后流量分布越明显，通过在放水点附近监测不同放水流量下的压差变化，可以得到不同失水量占原始流量比例与压差变化率规律。当失水量为0时，压差变化率肯定为0，失水量占原始流量比例越大，失水变化率越大，压差变化率受失水量与原始流量同时影响，与其比例有关。

不同供暖面积下的可识别失水的灵敏度存在量化差异。管道漏水可能发生在供水管也可能发生在回水管，人为故意放水可能由于室温不热、或者用热水等原因，为了提高或不影响自身的供热质量，一般会在选择回水管放水。失水的多少和管道压力及失水口径有关，考虑到管路压差由于补水、采集等原因会有一定波动，同时考虑到用户失水点与热力入口监测点存在距离，将测试距离定为50m。例如压力变化2％为报警点，那么失水点的最小压差变化率约为4～5％，对应的失水量占原始流量比例约为(13～18)％。如果辨别灵敏度为1m3/h失水量，那么对应原始流量约为(5.6～7.7)m3/h。通常一般失水比较严重的热用户均为老旧建筑，且供暖一般流量较大温差较小，设定采暖流量为6kg/m2，那么能辨别1m3/h失水量，所能监测的最大供暖面积约为(930～1280)m2，当然，采暖流量越小所能监测的供暖面积越大。

本发明实施例的供热管网异常失水监测方法利用在各热用户支路热力入口处或分支处布设的数据采集终端的上传的原始时序数据、滤波后的时序数据、计算后的变化率数据以及报警数据在监测平台中监测各点位压差变化，及时发现异常波动，进行报警和定位。使得运行人员可以通过数据监测平台查看各监测点的压差变化率曲线，同时，运行人员可以查阅采集到原始时序数据进行对照分析，进一步确定失水情况，

上述实施例的失水判断模型的处理过程的程序代码部署在数据监测平台的失水判断处理模块中。失水判断处理模块可以采用DSP(Digital Signal Processing)数字信号处理器、FPGA(Field-Programmable Gate Array)现场可编程门阵列、MCU(Microcontroller Unit)系统板、SoC(system on a chip)系统板或包括I/O的PLC(Programmable Logic Controller)最小系统。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但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)

1.一种热管网异常失水监测系统，其特征在于，包括：

数据采集终端，用于在二次管网的用热建筑的热力入口处和用热建筑内的管路分支处布设，在布设处至少采集压力特征信号，并针对至少压力特征信号形成前端变化率数据，形成数据链路上传所述前端变化率数据；

数据监测平台，用于接收所述前端变化率数据形成二次管网路由展示过程中所述数据采集终端布设处的前端变化状态，根据预置失水判断模型处理所述前端变化率数据形成确定监测区域或确定监测点的前端失水状态并展示，通过所述前端变化状态和所述前端失水状态的数据化存储内容响应人机交互展示过程。

2.如权利要求1所述的热管网异常失水监测系统，其特征在于，所述数据采集终端包括：

集成电源模块，用于向前端处理器提供休眠电源，受控向其他有源器件提供工作电源；

宽带通信模块，用于受控建立通信链路，形成数据采集终端与数据监测平台间的数据传输；

前端处理器，用于根据预置策略控制供电过程、接收传感器采集数据进行前置处理形成前端变化率数据、与数据监测平台进行数据交换和通过输入输出端口控制现场执行机构；

人机交互面板，用于数据采集终端初始设置过程和数据转移过程的状态显示；

输入输出端口，用于提供前端处理器与特征传感器间的数据采集链路和前端处理器与现场执行机构间的功率输出链路；

压差变送器，用于同时连接终端回路或分支回路上的供水管路和回水管路采集供水管路和回水管路的压差信号；

压力变送器，用于连接终端回路或分支回路上的供水管路或回水管路采集管路的压力信号。

3.如权利要求1所述的热管网异常失水监测系统，其特征在于，所述数据监测平台包括：

前端数据叠加模块，用于通过数据链路并发接收前端变化率数据，至少过滤获得压力相关的特征数据，在展示环境中将特征数据对应数据采集终端布设位置展示；

人机交互输入模块，用于提供展示环境中数据展示和失水判断的控制输入接口；

组态项目管理模块，用于根据控制输入在展示环境中确定监测区域或监测点，以形成失水判断初始条件；

失水判断处理模块，用于根据失水判断初始条件利用预置失水判断模型处理前端变化率数据形成确定监测区域或确定监测点的前端失水状态；

态势显示输出模块，用于根据前端失水状态在展示环境中形成格式化信息表达。

4.如权利要求3所述的热管网异常失水监测系统，其特征在于，还包括：

数据存储响应模块，用于根据控制输入检索数据存储模块中的存储数据，形成响应人机交互展示过程的响应数据集。

5.一种热管网异常失水监测方法，其特征在于，包括：

在二次管网的用热建筑的热力入口处和用热建筑内的管路分支处至少采集压力特征信号，并针对至少所述压力特征信号形成前端变化率数据，形成数据链路上传所述前端变化率数据；

接收所述前端变化率数据形成二次管网路由展示过程中所述布设处的前端变化状态，根据预置失水判断模型处理所述前端变化率数据形成确定监测区域或确定监测点的前端失水状态并展示。

6.如权利要求5所述的热管网异常失水监测方法，其特征在于，所述针对至少压力特征信号形成前端变化率数据包括：

根据压力特征类型采集时序性压力特征数据；

形成缓存队列缓存时序性压力特征数据，每当缓存队列中数据更新后选取缓存队列中的最大值数据和最小值数据，并进行如下计算过程形成前端变化率数据：

其中：θ为前端变化率数据，最大值数据和最小值数据中进入缓存队列中时间靠前的值作为基准值c，进入队列时间靠后的值作为变化值d；

当前端变化率的绝对值和变化阈值进行比较大于变化阈值时，则认定为异常情况形成报警数据；

根据前端变化率数据与变化阈值的比较调整压力特征数据的时序采样周期和数据链路建立周期。

7.如权利要求6所述的热管网异常失水监测方法，其特征在于，还包括：

根据对应局部二次管网的管路压力周期性波动经验值对压力特征信号进行滤波形成压力特征数据。

8.如权利要求5所述的热管网异常失水监测方法，其特征在于，所述形成确定监测区域或确定监测点的前端失水状态包括：

确定监测区域内的数据采集终端所处回路；

根据数据采集终端获得所处回路中供水管路的压力变化、回水管路的压力变化和供水管路-回水管路的压差变化；

根据监测区域内的数据采集终端的相邻特征和数据采集终端所处回路的相邻特征结合监测区域内回路的压力变化和压差变化确定监测区域内失水趋势。

9.如权利要求5所述的热管网异常失水监测方法，其特征在于，所述形成确定监测区域或确定监测点的前端失水状态包括：

确定监测点所在回路的数据采集终端；

根据数据采集终端获得所处回路中供水管路的压力变化、回水管路的压力变化和供水管路-回水管路的压差变化；

根据临近监测点所在回路的其他数据采集终端收到的压力变化影响和压差变化影响结合所在回路拓扑结构进行距离估计确定监测点附近的失水建筑空间。

10.一种热管网异常失水监测系统，其特征在于，包括：

数据采集终端，所述数据采集终端包括前端处理器，用于执行针对至少压力特征信号形成前端变化率数据的处理过程的程序代码；

数据监测平台，所述数据监测平台包括失水判断处理模块，用于失水判断模型处理前端变化率数据形成确定监测区域或确定监测点的前端失水状态的处理过程的程序代码。

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