CN114234059B - 基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统 - Google Patents

基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统，尤其涉及管网监测技术领域，包括，划分模块，用以对供水管网中各供水管道进行等级划分，其与采集模块连接，所述划分模块在对供水管道进行等级划分时，将主供水干道作为一级管道，将与一级管道连接的分支管道作为二级管道，将与二级管道连接的分支管道作为三级管道；所述采集模块，用以实时采集各供水管道的水压力和输入流量，其与分析模块连接；所述分析模块，用以根据水压力和输入流量对供水管道进行安全性分析，其与警报模块连接；所述警报模块，用以根据分析结果进行安全性警报。本发明所述系统有效提高了对供水管道的监测效率。

Description

基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统
技术领域
本发明涉及管网监测技术领域，尤其涉及一种基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统。
背景技术
自水厂出来的管道称配水管网，配水管网是指在用水区将水配送到各用水户的管道设施，城市配水管网大多呈网络状布置。配水管网中主要起输水作用的管道称干管，从干管分出起配水作用的管道称支管，从支管接通用户的称用户支管。
现有技术中，自来水管网及其附属设施在运行过程中需要经常进行监测，以防止爆管情况发生。对于意外发生的爆管情况，需要通过分析，及时地调节相应节点的阀门，减少爆管后的水量损失。但是，现有技术在进行监测时，由于监测精度低，仍时常发生漏损、爆管等现象，造成水资源浪费。
发明内容
为此，本发明提供一种基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统，用以克服现有技术中由于无法对供水管道进行精确分析导致的监测效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统，包括，
划分模块，用以对供水管网中各供水管道进行等级划分，其与采集模块连接，所述划分模块在对供水管道进行等级划分时，将主供水干道作为一级管道，将与一级管道连接的分支管道作为二级管道，将与二级管道连接的分支管道作为三级管道；
所述采集模块，用以实时采集各供水管道的水压力和输入流量，其与分析模块连接；
所述分析模块，用以根据水压力和输入流量对供水管道进行安全性分析，其与警报模块连接，所述分析模块包括判定单元，其用以对各级别管道进行安全性判定，判定单元与控制单元连接，所述控制单元用以控制各供水管道的输入流量；所述分析模块在对一级管道进行安全性分析时，所述判定单元根据一级管道水压力F对一级管道进行首次安全性判定，并根据一级管道的输入流量A对一级管道进行二次安全性判定，所述控制单元根据判定结果控制一级管道的输入流量；所述分析模块在对二级管道进行安全性判定时，所述判定单元根据二级管道的水压力Fm对二级管道进行首次安全性判定，并根据二级管道的输入流量Am对该二级管道进行二次安全性判定，所述控制单元根据判定结果控制该二级管道的输入流量，并对一级管道的输入流量进行调节；所述分析模块在对三级管道进行安全性判定时，所述判定单元根据三级管道水压力Fn对三级管道进行首次安全性判定，并根据三级管道的输入流量An对该三级管道进行二次安全性判定，所述控制单元根据判定结果控制该三级管道的输入流量，并对与该三级管道相连的二级管道的输入流量进行调节，同时对一级管道的输入流量进行修正；
所述警报模块，用以根据分析结果进行安全性警报。
进一步地，所述判定单元对一级管道进行安全性判定时，将实时采集的一级管道水压力F与各预设水压力进行比对，并根据比对结果对一级管道进行首次安全性判定，其中，
当F＜F1时，所述判定单元判定一级管道水压力不足，存在漏损风险；
当F1≤F≤F2时，所述判定单元判定一级管道水压力稳定，无风险，并对各二级管道进行安全性判定；
当F2＜F时，所述判定单元判定一级管道水压力超标，存在爆管风险；
其中，F1为预设最小水压力，F2为预设最大水压力，F1＜F2。
进一步地，所述判定单元判定一级管道水压力不足时，将一级管道的输入流量A与各预设输入流量进行比对，并根据比对结果对一级管道进行二次安全性判定，其中，
当A＜A1时，所述判定单元判定一级管道输入流量小，一级管道未发生漏损；
当A1≤A≤A2时，所述判定单元判定一级管道输入流量正常，且一级管道已发生漏损；
当A2＜A时，所述判定单元判定一级管道输入流量大，且一级管道已发生爆管；
其中，A1为预设最小标准流量，A2为预设最大标准流量，A1＜A2。
进一步地，所述判定单元在对一级管道安全性判定完成后，所述控制单元根据安全判定结果控制一级管道的输入流量，其中，
当一级管道输入流量小且未发生漏损时，所述控制单元通过增加一级管道输入端电磁阀的开启程度，将一级管道的输入流量调整为Aa1，设定Aa1＝0.5×(A1+A2)；
当一级管道已发生漏损时，所述控制单元通过降低一级管道输入端电磁阀的开启程度，将一级管道的输入流量调整为Aa2，设定Aa2＝A-A×(F1-F)/F1，并通过警报模块进行漏损警报；
当一级管道已发生爆管时，所述控制单元将一级管道输入端电磁阀关闭，并通过警报模块进行爆管警报；
当一级管道存在爆管风险时，所述控制单元通过降低一级管道输入端电磁阀的开启程度，将一级管道的输入流量调整为Aa3，设定Aa3＝A-A×(F-F2)/F2。
进一步地，所述判定单元在对二级管道进行安全性判定时，所述判定单元根据实时采集的二级管道水压力Fm对二级管道进行首次安全性判定，其中，
当m×Fm＜F1时，所述判定单元判定该二级管道水压力不足，存在漏损风险，m为二级管道数量；
当F1≤m×Fm≤F2时，所述判定单元判定该二级管道水压力稳定，无风险，并对各三级管道进行安全性判定；
当F2＜m×Fm时，所述判定单元判定该二级管道水压力超标，存在爆管风险。
进一步地，所述判定单元判定二级管道水压力不足时，所述判定单元根据该二级管道的输入流量Am对该二级管道进行二次安全性判定，其中，
当m×Am＜A1时，所述判定单元判定该二级管道输入流量小，该二级管道未发生漏损；
当A1≤m×Am≤A2时，所述判定单元判定该二级管道输入流量正常，且该二级管道已发生漏损；
当A2＜m×Am时，所述判定单元判定该二级管道输入流量大，且该二级管道已发生爆管。
进一步地，所述判定单元在对二级管道安全性判定完成后，所述控制单元根据安全判定结果控制该二级管道的输入流量，并对一级管道的输入流量进行调节，其中，
当二级管道输入流量小且未发生漏损时，所述控制单元通过增加二级管道输入端电磁阀的开启程度，将该二级管道的输入流量调整为Ab1，设定Ab1＝1/m×0.5×(A1+A2)，同时，所述控制单元将一级管道的输入流量调节为Aa11，设定Aa11＝A+1/m×0.5×(A1+A2)-Am或Aa11＝Aai+1/m×0.5×(A1+A2)-Am，Aai为调整后一级管道的输入流量，i＝1,2,3；
当二级管道已发生漏损时，所述控制单元通过降低该二级管道输入端电磁阀的开启程度，将该二级管道的输入流量调整为Ab2，设定Ab2＝Am-Am×(F1-m×Fm)/F1，并通过警报模块进行漏损警报，同时，所述控制单元将一级管道的输入流量调节为Aa12，设定Aa12＝A-Am×(F1-m×Fm)/F1或Aa12＝Aai-Am×(F1-m×Fm)/F1；
当二级管道已发生爆管时，所述控制单元将该二级管道输入端电磁阀关闭，并通过警报模块进行爆管警报，同时，所述控制单元将一级管道的输入流量调节为Aa13，设定Aa13＝A-Am或Aa13＝Aai-Am；
当二级管道存在爆管风险时，所述控制单元通过降低该二级管道输入端电磁阀的开启程度，将该二级管道的输入流量调整为Ab3，设定Ab3＝Am-Am×(m×Fm-F2)/F2，同时，所述控制单元将一级管道的输入流量调节为Aa14，设定Aa14＝A-Am×(m×Fm-F2)/F2或Aa14＝Aai-Am×(m×Fm-F2)/F2。
进一步地，所述判定单元在对三级管道进行安全性判定时，所述判定单元根据实时采集的三级管道水压力Fn对三级管道进行首次安全性判定，其中，
当n×m×Fn＜F1时，所述判定单元判定该三级管道水压力不足，存在漏损风险，n为单个二级管道连接三级管道的数量；
当F1≤n×m×Fn≤F2时，所述判定单元判定该三级管道水压力稳定，无风险；
当F2＜n×m×Fn时，所述判定单元判定该三级管道水压力超标，存在爆管风险。
进一步地，所述判定单元判定三级管道水压力不足时，所述判定单元根据该三级管道的输入流量An对该三级管道进行二次安全性判定，其中，
当n×m×An＜A1时，所述判定单元判定该三级管道输入流量小，该三级管道未发生漏损；
当A1≤n×m×An≤A2时，所述判定单元判定该三级管道输入流量正常，且该三级管道已发生漏损；
当A2＜n×m×An时，所述判定单元判定该三级管道输入流量大，且该三级管道已发生爆管。
进一步地，所述判定单元在对三级管道安全性判定完成后，所述控制单元根据安全判定结果控制该三级管道的输入流量，并对与该三级管道相连的二级管道的输入流量进行调节，同时对一级管道的输入流量进行修正，其中，
当三级管道输入流量小且未发生漏损时，所述控制单元通过增加三级管道输入端电磁阀的开启程度，将该三级管道的输入流量调整为Ac1，设定Ac1＝1/n×1/m×0.5×(A1+A2)，将与该三级管道相连的二级管道的输入流量调节为Ab11，设定Ab11＝Am+1/n×1/m×0.5×(A1+A2)-An或Ab11＝Abi+1/n×1/m×0.5×(A1+A2)-An，Abi为调整后二级管道的输入流量，i＝1,2,3，同时，所述控制单元将一级管道的输入流量修正为Aa21，设定Aa21＝Aa1j+1/n×1/m×0.5×(A1+A2)-An，Aa1j为调节后一级管道的输入流量，j＝1,2,3,4；
当三级管道已发生漏损时，所述控制单元通过降低该三级管道输入端电磁阀的开启程度，将该三级管道的输入流量调整为Ac2，设定Ac2＝An-An×(F1-n×m×Fn)/F1，并通过警报模块进行漏损警报，同时，所述控制单元将与该三级管道相连的二级管道的输入流量调节为Ab12，设定Ab12＝Am-An×(F1-n×m×Fn)/F1或Ab12＝Abi-An×(F1-n×m×Fn)/F1，所述控制单元将一级管道的输入流量修正为Aa22，设定Aa22＝Aa1j-An×(F1-n×m×Fn)/F1；
当三级管道已发生爆管时，所述控制单元将该三级管道输入端电磁阀关闭，并通过警报模块进行爆管警报，同时，所述控制单元将与该三级管道相连的二级管道的输入流量调节为Ab13，设定Ab13＝Am-An或Ab13＝Abi-An，所述控制单元将一级管道的输入流量修正为Aa23，设定Aa23＝Aa1j-An；
当三级管道存在爆管风险时，所述控制单元通过降低该三级管道输入端电磁阀的开启程度，将该三级管道的输入流量调整为Ac3，设定Ac3＝An-An×(n×m×Fn-F2)/F2，同时，所述控制单元将与该三级管道相连的二级管道的输入流量调节为Ab14，设定Ab14＝Am-An×(n×m×Fn-F2)/F2或Ab14＝Abi-An×(n×m×Fn-F2)/F2，所述控制单元将一级管道的输入流量修正为Aa24，设定Aa24＝Aa1j-An×(n×m×Fn-F2)/F2。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，在对各供水管道进行安全状态监测时，通过将各供水管道划分为三个级别进行监测，以提高监测及处理效率，且在进行级别划分时，一级管道为主干道优先处理级别最高，若一级管道存在安全问题则优先进行处理，不再对其他级别管道进行安全性分析，二级管道为一级管道的分支管道，三级管道为二级管道的分支管道，且各二级管道的分支数量相同，通过层层递进的分级方式，对各供水管道逐层进行安全性分析，可有效提高对各分支管道的监测及处理效率；在对一级管道进行安全性分析时，首先将一级管道的水压力与预设值进行比对，以判断其安全性，管道水压力可有效反映出管道内水流状态，通过根据水压力进行安全性判定，可有效提高对一级管道安全监测的精确度，从而提高对供水管道的监测效率；在对一级管道进行二次安全性判定时，通过将一级管道的输入流量与预设值进行比对，以完成对一级管道的二次安全性判定，通过根据输入流量进行安全性判定，可进一步提高对供水管道的监测效率，当管道中水压力不足时，若输入流量不满足要求，则证明一级管道的输入流量小造成水压力不足，若输入流量为正常输入状态，则证明一级管道存在跑水漏损问题，若输入流量大而水压力小，则证明一级管道以发生部分爆管，影响水压力检测结果，所述判定单元通过将水压力及输入流量结合进行分析，可有效保证对一级管道安全性判定的准确度，从而提高对供水管道的监测效率。
尤其，在对一级管道安全性判定完成后，所述控制单元根据对一级管道的安全性判定结果控制一级管道的输入流量，以及时稳定一级管道的输水状态，从而提高对一级管道的监测效率，当一级管道输入流量小且未发生漏损时，所述控制单元通过提高输入流量以提高管道的输水效率，当一级管道已发生漏损时，所述控制单元通过降低输入流量以减少损失，且同时降低水压力以避免对管道进一步破损，当一级管道已发生爆管时，所述控制单元通过关闭阀门以及时避免水资源浪费，当一级管道存在爆管风险时，所述控制单元通过降低输入流量以及时降低水压，从而避免管道的破损，所述控制单元通过采用不同处理方式对一级管道进行管控，有效提高了对供水管道的监测效率。
尤其，所述控制单元在对二级管道进行安全性判定时，通过将二级管道的水压力与预设值进行比对，以判断其安全性，通过根据水压力进行安全性判定，可有效提高对二级管道安全监测的精确度，从而提高对供水管道的监测效率，且在对二级管道进行二次安全性判定时，通过将二级管道的输入流量与预设值进行比对，以完成对二级管道的二次安全性判定，通过根据输入流量进行安全性判定，可进一步提高对供水管道的监测效率，当管道中水压力不足时，若输入流量不满足要求，则证明二级管道的输入流量小造成水压力不足，若输入流量为正常输入状态，则证明二级管道存在跑水漏损问题，若输入流量大而水压力小，则证明二级管道以发生部分爆管，影响水压力检测结果，所述判定单元通过将水压力及输入流量结合进行分析，可有效保证对二级管道安全性判定的准确度，从而提高对供水管道的监测效率，在对二级管道安全性判定完成后，所述控制单元根据对二级管道的安全性判定结果控制二级管道的输入流量，以及时稳定二级管道的输水状态，从而提高对二级管道的监测效率，当二级管道输入流量小且未发生漏损时，所述控制单元通过提高输入流量以提高管道的输水效率，当二级管道已发生漏损时，所述控制单元通过降低输入流量以减少损失，且同时降低水压力以避免对管道进一步破损，当二级管道已发生爆管时，所述控制单元通过关闭阀门以及时避免水资源浪费，当二级管道存在爆管风险时，所述控制单元通过降低输入流量以及时降低水压，从而避免管道的破损，所述控制单元通过采用不同处理方式对二级管道进行管控，有效提高了对供水管道的监测效率。
附图说明
图1为本实施例基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统的结构示意图；
图2为本实施例所述分析模块的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本实施例基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统的结构示意图，所述系统包括，
划分模块，用以对供水管网中各供水管道进行等级划分，其与采集模块连接；
所述采集模块，用以实时采集各供水管道的水压力和输入流量，其与分析模块连接；
所述分析模块，用以根据水压力和输入流量对供水管道进行安全性分析，其与警报模块连接；
所述警报模块，用以根据分析结果进行安全性警报。
具体而言，本实施例中所述划分模块在对供水管道进行等级划分时，根据管道分布区域对各供水管道进行划分，其中，所述划分模块将主供水干道作为一级管道，将与一级管道连接的分支管道作为二级管道，将与二级管道连接的分支管道作为三级管道，本实施例中各二级管道连接的三级管道数量相同，且相同级别管道大小相同，各供水管道连接处均设有电磁阀，以控制供水管道的输水流量，且各供水管道中均设有流量计和压力计，以实时监测各供水管道的输入流量和水压力。
具体而言，本实施例中在对各供水管道进行安全状态监测时，通过将各供水管道划分为三个级别进行监测，以提高监测及处理效率，且在进行级别划分时，一级管道为主干道优先处理级别最高，若一级管道存在安全问题则优先进行处理，不再对其他级别管道进行安全性分析，二级管道为一级管道的分支管道，三级管道为二级管道的分支管道，且各二级管道的分支数量相同，通过层层递进的分级方式，对各供水管道逐层进行安全性分析，可有效提高对各分支管道的监测及处理效率。可以理解的是，本实施例中未对管道级别数量做具体限定，可根据实际管网分布情况进行设置，但需采取层层递进的分级方式，以保证分级后监测的精确度，且在进行管网分级时，需保证同级别管道的分支数量相同，以便于进行安全性控制，以提高对供水管道的监测效率。
请参阅图2所示，其为本实施例所述分析模块的结构示意图，所述分析模块包括，判定单元，用以对各级别管道进行安全性判定，其与控制单元连接，所述控制单元用以控制各供水管道的输入流量。
具体而言，所述分析模块首先对一级管道进行安全性分析时，所述判定单元将实时采集的一级管道水压力F与各预设水压力进行比对，并根据比对结果对一级管道进行首次安全性判定，其中，
当F＜F1时，所述判定单元判定一级管道水压力不足，存在漏损风险；
当F1≤F≤F2时，所述判定单元判定一级管道水压力稳定，无风险，并对各二级管道进行安全性判定；
当F2＜F时，所述判定单元判定一级管道水压力超标，存在爆管风险；
其中，F1为预设最小水压力，F2为预设最大水压力，F1＜F2。
具体而言，本实施例中在对一级管道进行安全性分析时，首先将一级管道的水压力与预设值进行比对，以判断其安全性，管道水压力可有效反映出管道内水流状态，通过根据水压力进行安全性判定，可有效提高对一级管道安全监测的精确度，从而提高对供水管道的监测效率。
具体而言，当一级管道水压力不足时，所述判定单元将一级管道的输入流量A与各预设输入流量进行比对，并根据比对结果对一级管道进行二次安全性判定，其中，
当A＜A1时，所述判定单元判定一级管道输入流量小，一级管道未发生漏损；
当A1≤A≤A2时，所述判定单元判定一级管道输入流量正常，且一级管道已发生漏损；
当A2＜A时，所述判定单元判定一级管道输入流量大，且一级管道已发生爆管；
其中，A1为预设最小标准流量，A2为预设最大标准流量，A1＜A2。
具体而言，本实施例中所述判定模块在对一级管道进行二次安全性判定时，通过将一级管道的输入流量与预设值进行比对，以完成对一级管道的二次安全性判定，通过根据输入流量进行安全性判定，可进一步提高对供水管道的监测效率，当管道中水压力不足时，若输入流量不满足要求，则证明一级管道的输入流量小造成水压力不足，若输入流量为正常输入状态，则证明一级管道存在跑水漏损问题，若输入流量大而水压力小，则证明一级管道以发生部分爆管，影响水压力检测结果，所述判定单元通过将水压力及输入流量结合进行分析，可有效保证对一级管道安全性判定的准确度，从而提高对供水管道的监测效率。
具体而言，在对一级管道安全性判定完成后，所述控制单元根据安全判定结果控制一级管道的输入流量，其中，
当一级管道输入流量小且未发生漏损时，所述控制单元通过增加一级管道输入端电磁阀的开启程度，将一级管道的输入流量调整为Aa1，设定Aa1＝0.5×(A1+A2)；
当一级管道已发生漏损时，所述控制单元通过降低一级管道输入端电磁阀的开启程度，将一级管道的输入流量调整为Aa2，设定Aa2＝A-A×(F1-F)/F1，并通过警报模块进行漏损警报；
当一级管道已发生爆管时，所述控制单元将一级管道输入端电磁阀关闭，并通过警报模块进行爆管警报；
当一级管道存在爆管风险时，所述控制单元通过降低一级管道输入端电磁阀的开启程度，将一级管道的输入流量调整为Aa3，设定Aa3＝A-A×(F-F2)/F2。
具体而言，本实施例中在对一级管道安全性判定完成后，所述控制单元根据对一级管道的安全性判定结果控制一级管道的输入流量，以及时稳定一级管道的输水状态，从而提高对一级管道的监测效率，当一级管道输入流量小且未发生漏损时，所述控制单元通过提高输入流量以提高管道的输水效率，当一级管道已发生漏损时，所述控制单元通过降低输入流量以减少损失，且同时降低水压力以避免对管道进一步破损，当一级管道已发生爆管时，所述控制单元通过关闭阀门以及时避免水资源浪费，当一级管道存在爆管风险时，所述控制单元通过降低输入流量以及时降低水压，从而避免管道的破损，所述控制单元通过采用不同处理方式对一级管道进行管控，有效提高了对供水管道的监测效率。
具体而言，在对二级管道进行安全性判定时，所述判定单元根据实时采集的二级管道水压力Fm对二级管道进行首次安全性判定，其中，
当m×Fm＜F1时，所述判定单元判定该二级管道水压力不足，存在漏损风险，m为二级管道数量；
当F1≤m×Fm≤F2时，所述判定单元判定该二级管道水压力稳定，无风险，并对各三级管道进行安全性判定；
当F2＜m×Fm时，所述判定单元判定该二级管道水压力超标，存在爆管风险。
具体而言，当二级管道水压力不足时，所述判定单元根据该二级管道的输入流量Am对该二级管道进行二次安全性判定，其中，
当m×Am＜A1时，所述判定单元判定该二级管道输入流量小，该二级管道未发生漏损；
当A1≤m×Am≤A2时，所述判定单元判定该二级管道输入流量正常，且该二级管道已发生漏损；
当A2＜m×Am时，所述判定单元判定该二级管道输入流量大，且该二级管道已发生爆管。
具体而言，在对二级管道安全性判定完成后，所述控制单元根据安全判定结果控制该二级管道的输入流量，并对一级管道的输入流量进行调节，其中，
当二级管道输入流量小且未发生漏损时，所述控制单元通过增加二级管道输入端电磁阀的开启程度，将该二级管道的输入流量调整为Ab1，设定Ab1＝1/m×0.5×(A1+A2)，同时，所述控制单元将一级管道的输入流量调节为Aa11，设定Aa11＝A+1/m×0.5×(A1+A2)-Am或Aa11＝Aai+1/m×0.5×(A1+A2)-Am，Aai为调整后一级管道的输入流量，i＝1,2,3；
当二级管道已发生漏损时，所述控制单元通过降低该二级管道输入端电磁阀的开启程度，将该二级管道的输入流量调整为Ab2，设定Ab2＝Am-Am×(F1-m×Fm)/F1，并通过警报模块进行漏损警报，同时，所述控制单元将一级管道的输入流量调节为Aa12，设定Aa12＝A-Am×(F1-m×Fm)/F1或Aa12＝Aai-Am×(F1-m×Fm)/F1；
当二级管道已发生爆管时，所述控制单元将该二级管道输入端电磁阀关闭，并通过警报模块进行爆管警报，同时，所述控制单元将一级管道的输入流量调节为Aa13，设定Aa13＝A-Am或Aa13＝Aai-Am；
当二级管道存在爆管风险时，所述控制单元通过降低该二级管道输入端电磁阀的开启程度，将该二级管道的输入流量调整为Ab3，设定Ab3＝Am-Am×(m×Fm-F2)/F2，同时，所述控制单元将一级管道的输入流量调节为Aa14，设定Aa14＝A-Am×(m×Fm-F2)/F2或Aa14＝Aai-Am×(m×Fm-F2)/F2。
具体而言，本实施例中所述控制单元在对二级管道进行安全性判定时，通过将二级管道的水压力与预设值进行比对，以判断其安全性，通过根据水压力进行安全性判定，可有效提高对二级管道安全监测的精确度，从而提高对供水管道的监测效率，且在对二级管道进行二次安全性判定时，通过将二级管道的输入流量与预设值进行比对，以完成对二级管道的二次安全性判定，通过根据输入流量进行安全性判定，可进一步提高对供水管道的监测效率，当管道中水压力不足时，若输入流量不满足要求，则证明二级管道的输入流量小造成水压力不足，若输入流量为正常输入状态，则证明二级管道存在跑水漏损问题，若输入流量大而水压力小，则证明二级管道以发生部分爆管，影响水压力检测结果，所述判定单元通过将水压力及输入流量结合进行分析，可有效保证对二级管道安全性判定的准确度，从而提高对供水管道的监测效率，在对二级管道安全性判定完成后，所述控制单元根据对二级管道的安全性判定结果控制二级管道的输入流量，以及时稳定二级管道的输水状态，从而提高对二级管道的监测效率，当二级管道输入流量小且未发生漏损时，所述控制单元通过提高输入流量以提高管道的输水效率，当二级管道已发生漏损时，所述控制单元通过降低输入流量以减少损失，且同时降低水压力以避免对管道进一步破损，当二级管道已发生爆管时，所述控制单元通过关闭阀门以及时避免水资源浪费，当二级管道存在爆管风险时，所述控制单元通过降低输入流量以及时降低水压，从而避免管道的破损，所述控制单元通过采用不同处理方式对二级管道进行管控，有效提高了对供水管道的监测效率。
具体而言，在对三级管道进行安全性判定时，所述判定单元根据实时采集的三级管道水压力Fn对三级管道进行首次安全性判定，其中，
当n×m×Fn＜F1时，所述判定单元判定该三级管道水压力不足，存在漏损风险，n为单个二级管道连接三级管道的数量；
当F1≤n×m×Fn≤F2时，所述判定单元判定该三级管道水压力稳定，无风险；
当F2＜n×m×Fn时，所述判定单元判定该三级管道水压力超标，存在爆管风险。
具体而言，当三级管道水压力不足时，所述判定单元根据该三级管道的输入流量An对该三级管道进行二次安全性判定，其中，
当n×m×An＜A1时，所述判定单元判定该三级管道输入流量小，该三级管道未发生漏损；
当A1≤n×m×An≤A2时，所述判定单元判定该三级管道输入流量正常，且该三级管道已发生漏损；
当A2＜n×m×An时，所述判定单元判定该三级管道输入流量大，且该三级管道已发生爆管。
具体而言，在对三级管道安全性判定完成后，所述控制单元根据安全判定结果控制该三级管道的输入流量，并对与该三级管道相连的二级管道的输入流量进行调节，同时对一级管道的输入流量进行修正，其中，
当三级管道输入流量小且未发生漏损时，所述控制单元通过增加三级管道输入端电磁阀的开启程度，将该三级管道的输入流量调整为Ac1，设定Ac1＝1/n×1/m×0.5×(A1+A2)，将与该三级管道相连的二级管道的输入流量调节为Ab11，设定Ab11＝Am+1/n×1/m×0.5×(A1+A2)-An或Ab11＝Abi+1/n×1/m×0.5×(A1+A2)-An，Abi为调整后二级管道的输入流量，i＝1,2,3，同时，所述控制单元将一级管道的输入流量修正为Aa21，设定Aa21＝Aa1j+1/n×1/m×0.5×(A1+A2)-An，Aa1j为调节后一级管道的输入流量，j＝1,2,3,4；
当三级管道已发生漏损时，所述控制单元通过降低该三级管道输入端电磁阀的开启程度，将该三级管道的输入流量调整为Ac2，设定Ac2＝An-An×(F1-n×m×Fn)/F1，并通过警报模块进行漏损警报，同时，所述控制单元将与该三级管道相连的二级管道的输入流量调节为Ab12，设定Ab12＝Am-An×(F1-n×m×Fn)/F1或Ab12＝Abi-An×(F1-n×m×Fn)/F1，所述控制单元将一级管道的输入流量修正为Aa22，设定Aa22＝Aa1j-An×(F1-n×m×Fn)/F1；
当三级管道已发生爆管时，所述控制单元将该三级管道输入端电磁阀关闭，并通过警报模块进行爆管警报，同时，所述控制单元将与该三级管道相连的二级管道的输入流量调节为Ab13，设定Ab13＝Am-An或Ab13＝Abi-An，所述控制单元将一级管道的输入流量修正为Aa23，设定Aa23＝Aa1j-An；
当三级管道存在爆管风险时，所述控制单元通过降低该三级管道输入端电磁阀的开启程度，将该三级管道的输入流量调整为Ac3，设定Ac3＝An-An×(n×m×Fn-F2)/F2，同时，所述控制单元将与该三级管道相连的二级管道的输入流量调节为Ab14，设定Ab14＝Am-An×(n×m×Fn-F2)/F2或Ab14＝Abi-An×(n×m×Fn-F2)/F2，所述控制单元将一级管道的输入流量修正为Aa24，设定Aa24＝Aa1j-An×(n×m×Fn-F2)/F2。
具体而言，本实施例中所述控制单元在对三级管道进行安全性判定时，通过将三级管道的水压力与预设值进行比对，以判断其安全性，通过根据水压力进行安全性判定，可有效提高对三级管道安全监测的精确度，从而提高对供水管道的监测效率，且在对三级管道进行二次安全性判定时，通过将三级管道的输入流量与预设值进行比对，以完成对三级管道的二次安全性判定，通过根据输入流量进行安全性判定，可进一步提高对供水管道的监测效率，当管道中水压力不足时，若输入流量不满足要求，则证明三级管道的输入流量小造成水压力不足，若输入流量为正常输入状态，则证明三级管道存在跑水漏损问题，若输入流量大而水压力小，则证明三级管道以发生部分爆管，影响水压力检测结果，所述判定单元通过将水压力及输入流量结合进行分析，可有效保证对三级管道安全性判定的准确度，从而提高对供水管道的监测效率，在对三级管道安全性判定完成后，所述控制单元根据对三级管道的安全性判定结果控制三级管道的输入流量，以及时稳定三级管道的输水状态，从而提高对三级管道的监测效率，当三级管道输入流量小且未发生漏损时，所述控制单元通过提高输入流量以提高管道的输水效率，当三级管道已发生漏损时，所述控制单元通过降低输入流量以减少损失，且同时降低水压力以避免对管道进一步破损，当三级管道已发生爆管时，所述控制单元通过关闭阀门以及时避免水资源浪费，当三级管道存在爆管风险时，所述控制单元通过降低输入流量以及时降低水压，从而避免管道的破损，所述控制单元通过采用不同处理方式对三级管道进行管控，有效提高了对供水管道的监测效率。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统，其特征在于，包括，
划分模块，用以对供水管网中各供水管道进行等级划分，其与采集模块连接，所述划分模块在对供水管道进行等级划分时，将主供水干道作为一级管道，将与一级管道连接的分支管道作为二级管道，将与二级管道连接的分支管道作为三级管道；
所述采集模块，用以实时采集各供水管道的水压力和输入流量，其与分析模块连接；
所述分析模块，用以根据水压力和输入流量对供水管道进行安全性分析，其与警报模块连接，所述分析模块包括判定单元，其用以对各级别管道进行安全性判定，判定单元与控制单元连接，所述控制单元用以控制各供水管道的输入流量；所述分析模块在对一级管道进行安全性分析时，所述判定单元根据一级管道水压力F对一级管道进行首次安全性判定，并根据一级管道的输入流量A对一级管道进行二次安全性判定，所述控制单元根据判定结果控制一级管道的输入流量；所述分析模块在对二级管道进行安全性判定时，所述判定单元根据二级管道的水压力Fm对二级管道进行首次安全性判定，并根据二级管道的输入流量Am对该二级管道进行二次安全性判定，所述控制单元根据判定结果控制该二级管道的输入流量，并对一级管道的输入流量进行调节；所述分析模块在对三级管道进行安全性判定时，所述判定单元根据三级管道水压力Fn对三级管道进行首次安全性判定，并根据三级管道的输入流量An对该三级管道进行二次安全性判定，所述控制单元根据判定结果控制该三级管道的输入流量，并对与该三级管道相连的二级管道的输入流量进行调节，同时对一级管道的输入流量进行修正；
所述警报模块，用以根据分析结果进行安全性警报；
所述判定单元对一级管道进行安全性判定时，将实时采集的一级管道水压力F与各预设水压力进行比对，并根据比对结果对一级管道进行首次安全性判定，其中，
当F＜F1时，所述判定单元判定一级管道水压力不足，存在漏损风险；
当F1≤F≤F2时，所述判定单元判定一级管道水压力稳定，无风险，并对各二级管道进行安全性判定；
当F2＜F时，所述判定单元判定一级管道水压力超标，存在爆管风险；
其中，F1为预设最小水压力，F2为预设最大水压力，F1＜F2；
所述判定单元判定一级管道水压力不足时，将一级管道的输入流量A与各预设输入流量进行比对，并根据比对结果对一级管道进行二次安全性判定，其中，
当A＜A1时，所述判定单元判定一级管道输入流量小，一级管道未发生漏损；
当A1≤A≤A2时，所述判定单元判定一级管道输入流量正常，且一级管道已发生漏损；
当A2＜A时，所述判定单元判定一级管道输入流量大，且一级管道已发生爆管；
其中，A1为预设最小标准流量，A2为预设最大标准流量，A1＜A2；
所述判定单元在对一级管道安全性判定完成后，所述控制单元根据安全判定结果控制一级管道的输入流量，其中，
当一级管道输入流量小且未发生漏损时，所述控制单元通过增加一级管道输入端电磁阀的开启程度，将一级管道的输入流量调整为Aa1，设定Aa1=0.5×（A1+A2）；
当一级管道已发生漏损时，所述控制单元通过降低一级管道输入端电磁阀的开启程度，将一级管道的输入流量调整为Aa2，设定Aa2=A-A×（F1-F）/F1，并通过警报模块进行漏损警报;
当一级管道已发生爆管时，所述控制单元将一级管道输入端电磁阀关闭，并通过警报模块进行爆管警报;
当一级管道存在爆管风险时，所述控制单元通过降低一级管道输入端电磁阀的开启程度，将一级管道的输入流量调整为Aa3，设定Aa3=A-A×（F-F2）/F2。
2.根据权利要求1所述的基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统，其特征在于，所述判定单元在对二级管道进行安全性判定时，所述判定单元根据实时采集的二级管道水压力Fm对二级管道进行首次安全性判定，其中，
当m×Fm＜F1时，所述判定单元判定该二级管道水压力不足，存在漏损风险，m为二级管道数量；
当F1≤m×Fm≤F2时，所述判定单元判定该二级管道水压力稳定，无风险，并对各三级管道进行安全性判定；
当F2＜m×Fm时，所述判定单元判定该二级管道水压力超标，存在爆管风险。
3.根据权利要求2所述的基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统，其特征在于，所述判定单元判定二级管道水压力不足时，所述判定单元根据该二级管道的输入流量Am对该二级管道进行二次安全性判定，其中，
当m×Am＜A1时，所述判定单元判定该二级管道输入流量小，该二级管道未发生漏损；
当A1≤m×Am≤A2时，所述判定单元判定该二级管道输入流量正常，且该二级管道已发生漏损；
当A2＜m×Am时，所述判定单元判定该二级管道输入流量大，且该二级管道已发生爆管。
4.根据权利要求3所述的基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统，其特征在于，所述判定单元在对二级管道安全性判定完成后，所述控制单元根据安全判定结果控制该二级管道的输入流量，并对一级管道的输入流量进行调节，其中，
当二级管道输入流量小且未发生漏损时，所述控制单元通过增加二级管道输入端电磁阀的开启程度，将该二级管道的输入流量调整为Ab1，设定Ab1=1/m×0.5×（A1+A2），同时，所述控制单元将一级管道的输入流量调节为Aa11，设定Aa11=A+1/m×0.5×（A1+A2）-Am或Aa11=Aai+1/m×0.5×（A1+A2）-Am，Aai为调整后一级管道的输入流量，i=1,2,3；
当二级管道已发生漏损时，所述控制单元通过降低该二级管道输入端电磁阀的开启程度，将该二级管道的输入流量调整为Ab2，设定Ab2=Am-Am×（F1-m×Fm）/F1，并通过警报模块进行漏损警报，同时，所述控制单元将一级管道的输入流量调节为Aa12，设定Aa12=A-Am×（F1-m×Fm）/F1或Aa12=Aai-Am×（F1-m×Fm）/F1;
当二级管道已发生爆管时，所述控制单元将该二级管道输入端电磁阀关闭，并通过警报模块进行爆管警报，同时，所述控制单元将一级管道的输入流量调节为Aa13，设定Aa13=A-Am或Aa13=Aai-Am;
当二级管道存在爆管风险时，所述控制单元通过降低该二级管道输入端电磁阀的开启程度，将该二级管道的输入流量调整为Ab3，设定Ab3=Am-Am×（m×Fm-F2）/F2，同时，所述控制单元将一级管道的输入流量调节为Aa14，设定Aa14=A-Am×（m×Fm-F2）/F2或Aa14=Aai-Am×（m×Fm-F2）/F2。
5.根据权利要求2所述的基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统，其特征在于，所述判定单元在对三级管道进行安全性判定时，所述判定单元根据实时采集的三级管道水压力Fn对三级管道进行首次安全性判定，其中，
当n×m×Fn＜F1时，所述判定单元判定该三级管道水压力不足，存在漏损风险，n为单个二级管道连接三级管道的数量；
当F1≤n×m×Fn≤F2时，所述判定单元判定该三级管道水压力稳定，无风险；
当F2＜n×m×Fn时，所述判定单元判定该三级管道水压力超标，存在爆管风险。
6.根据权利要求5所述的基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统，其特征在于，所述判定单元判定三级管道水压力不足时，所述判定单元根据该三级管道的输入流量An对该三级管道进行二次安全性判定，其中，
当n×m×An＜A1时，所述判定单元判定该三级管道输入流量小，该三级管道未发生漏损；
当A1≤n×m×An≤A2时，所述判定单元判定该三级管道输入流量正常，且该三级管道已发生漏损；
当A2＜n×m×An时，所述判定单元判定该三级管道输入流量大，且该三级管道已发生爆管。
7.根据权利要求6所述的基于数据分析的智慧水务物联网分区计量预警系统，其特征在于，所述判定单元在对三级管道安全性判定完成后，所述控制单元根据安全判定结果控制该三级管道的输入流量，并对与该三级管道相连的二级管道的输入流量进行调节，同时对一级管道的输入流量进行修正，其中，
当三级管道输入流量小且未发生漏损时，所述控制单元通过增加三级管道输入端电磁阀的开启程度，将该三级管道的输入流量调整为Ac1，设定Ac1=1/n×1/m×0.5×（A1+A2），将与该三级管道相连的二级管道的输入流量调节为Ab11，设定Ab11=Am+1/n×1/m×0.5×（A1+A2）-An或Ab11=Abi+1/n×1/m×0.5×（A1+A2）-An，Abi为调整后二级管道的输入流量，i=1,2,3，同时，所述控制单元将一级管道的输入流量修正为Aa21，设定Aa21=Aa1j+1/n×1/m×0.5×（A1+A2）-An，Aa1j为调节后一级管道的输入流量，j=1,2,3,4；
当三级管道已发生漏损时，所述控制单元通过降低该三级管道输入端电磁阀的开启程度，将该三级管道的输入流量调整为Ac2，设定Ac2=An-An×（F1-n×m×Fn）/F1，并通过警报模块进行漏损警报，同时，所述控制单元将与该三级管道相连的二级管道的输入流量调节为Ab12，设定Ab12=Am-An×（F1-n×m×Fn）/F1或Ab12=Abi-An×（F1-n×m×Fn）/F1，所述控制单元将一级管道的输入流量修正为Aa22，设定Aa22=Aa1j-An×（F1-n×m×Fn）/F1;
当三级管道已发生爆管时，所述控制单元将该三级管道输入端电磁阀关闭，并通过警报模块进行爆管警报，同时，所述控制单元将与该三级管道相连的二级管道的输入流量调节为Ab13，设定Ab13=Am-An或Ab13=Abi-An，所述控制单元将一级管道的输入流量修正为Aa23，设定Aa23=Aa1j-An;
当三级管道存在爆管风险时，所述控制单元通过降低该三级管道输入端电磁阀的开启程度，将该三级管道的输入流量调整为Ac3，设定Ac3=An-An×（n×m×Fn-F2）/F2，同时，所述控制单元将与该三级管道相连的二级管道的输入流量调节为Ab14，设定Ab14=Am-An×（n×m×Fn-F2）/F2或Ab14=Abi-An×（n×m×Fn-F2）/F2，所述控制单元将一级管道的输入流量修正为Aa24，设定Aa24=Aa1j-An×（n×m×Fn-F2）/F2。
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