CN114662035A - 一种基于时空多元融合感知的供水管网漏损检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于时空多元融合感知的供水管网漏损检测方法，对于待检测供水管网，将其划分为N个独立计量区域，利用物联网流量计以设定时间段为周期实时获取周期内的各区域流量并记录；设定T为检测参考周期数量，记录所有独立计量区域在当前时刻t的流量信息簇；计算独立计量区域n当前时段的流量变化向量；以同样方式计算与区域n相邻的K个独立计量区域的流量变化向量作为Dn的参考向量，计算Dn在参考向量上的向量投影；计算独立计量区域n当前时段的流量变化向量Dn对比参考向量的综合相似度；对于t时段的独立计量区域n，区域流量综合相似度
Figure DDA0003520845470000011
时判定区域用水正常，
Figure DDA0003520845470000012
时判定区域发生漏损。本发明实现对供水管网的漏损检测。

Description

一种基于时空多元融合感知的供水管网漏损检测方法
技术领域
本发明涉及市政工程和城市供水管网领域，具体涉及一种基于时空多元融合感知的供水管网漏损检测方法。
背景技术
供水管网是城市基础设施的一部分，其日常运行效率对城市工业、商业和居民有着显著影响。供水管网漏损是降低其日常运行效率的最主要原因，具体而言，供水管网的漏损主要由管道破裂引起，受到城市发展水平、管网综合压力、管网运行年限、日常维护情况等因素的综合作用。基于数据驱动的供水管网漏损检测方式是目前最常用的漏损识别技术，通过物联网流量计实时采集区域的流量数据，并根据连续时段的流量数据对管网状态进行判别，进而对发生漏损的区域进行修复。然而，由于流量数据波动复杂，传统的基于数据驱动的漏损检测方法难以准确识别漏损，如何对供水管网进行高精度的漏损检测和识别已成为行业亟待解决的重点问题之一。
现有技术中，有关供水管网漏损检测的方法较为有限，中国发明专利CN201910458598.1公开了一种基于时间序列分析的供水管网漏损监测预警方法，中国发明专利CN202010095660.8公开了一种供水管网漏损的自动识别和定位方法，中国发明专利CN201910320000.21公开了一种供水管网漏损的自动识别和定位方法，中国发明专利CN202110178778.1公开了基于双层循环神经网络的独立计量区域管网漏损检测方法。然而以上方法存在两个问题：第一，基于单个时间点的耗水量监测识别精度较低；第二，单个监测点的耗水量监测易受复杂波动影响。
发明内容
为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种基于时空多元融合感知的供水管网漏损检测方法，以解决现有技术中基于单个时间点和单个检测区域进行供水管网漏损检测导致的失准问题，实现基于多时段和多区域的时空融合感知高精度漏损检测，从而对管网中的漏损进行高效、及时的响应，减少管网综合漏损率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于时空多元融合感知的供水管网漏损检测方法，包括以下步骤：
步骤1：对于待检测供水管网，将其划分为N个独立计量区域，利用物联网流量计以设定时间段为周期实时获取周期内的各区域流量v1,v2,…,vN并记录；
步骤2：设定T为检测参考周期数量，记录所有独立计量区域在当前时刻t的流量信息簇
Figure BDA0003520845450000021
步骤3：计算独立计量区域n当前时段的流量变化向量
Figure BDA0003520845450000022
Figure BDA0003520845450000023
步骤4：以同样方式计算与区域n相邻的K个独立计量区域的流量变化向量
Figure BDA0003520845450000024
作为Dn的参考向量，计算Dn在参考向量
Figure BDA0003520845450000025
上的向量投影
Figure BDA0003520845450000026
步骤5：计算独立计量区域n当前时段的流量变化向量Dn对比参考向量的综合相似度
Figure BDA0003520845450000027
步骤6：设定相似度阈值B，对于t时段的独立计量区域n，区域流量综合相似度
Figure BDA0003520845450000031
时判定区域用水正常，
Figure BDA0003520845450000032
时判定区域发生漏损，从而实现对供水管网的漏损检测。
进一步，所述步骤1中，设定时间段为15分钟。也可以是其他时间段。
本发明的有益效果主要表现在：通过采集供水管网中多个不同位置独立计量区域在连续时段内的耗水量信息，并对时空多元信息进行融合，实现对管网漏损精准、快速地感知与反应，从而有助于控制供水管网的综合漏损率，提高水力资源输送的总体效益。所提出的融合时空多元信息对管网漏损进行感知的方法对于管网漏损检测具有很大的参考价值。
附图说明
图1为本发明方法流程图；
图2为本发明实施例提供的A市某供水管网分区计量图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1和图2，一种基于时空多元融合感知的供水管网漏损检测方法，包括以下步骤：
步骤1：建立独立计量区域与采集流量数据；
对于A市某供水管网，将其划分为4个独立计量区域，利用物联网流量计以15分钟为周期实时获取周期内的各区域流量v1,v2,v3,v4并记录，以某日9时至12时为例，各独立计量区域流量如表1所示，表1为A市某供水管网流量数据表。
Figure BDA0003520845450000033
Figure BDA0003520845450000041
表1
步骤2：构建流量信息簇；
设定检测参考周期数量为6，记录所有独立计量区域在当前时刻t的流量信息簇
Figure BDA0003520845450000042
以A市某供水管网某日12时为例，该时刻组成的流量信息簇如表2所示。
表2为A市某供水管网某日12时流量信息簇。
Figure BDA0003520845450000043
表2
步骤3：计算流量变化向量；
计算独立计量区域n当前时段的流量变化向量
Figure BDA0003520845450000044
以A市某供水管网某日12时为例，该时段独立计量区域1的流量变化向量D1＝(-0.07,0.07,-0.07,-0.06,0.07,-0.12)。
步骤4：计算向量投影；
以同样方式计算与区域n相邻的K个独立计量区域的流量变化向量
Figure BDA0003520845450000051
作为Dn的参考向量，计算Dn在参考向量
Figure BDA0003520845450000052
上的向量投影
Figure BDA0003520845450000053
以A市某供水管网某日12时为例，该时段独立计量区域1的相邻独立计量区域为区域2、区域3和区域4，3个独立计量区域的流量变化向量
Figure BDA0003520845450000054
Figure BDA0003520845450000055
计算D1在参考向量
Figure BDA0003520845450000056
上的向量投影
Figure BDA0003520845450000057
Figure BDA0003520845450000058
步骤5：计算综合相似度；
计算独立计量区域n当前时段的流量变化向量Dn对比参考向量的综合相似度
Figure BDA0003520845450000059
以A市某供水管网某日12时为例，该时段独立计量区域1的流量变化向量D1对比参考向量
Figure BDA00035208454500000510
的综合相似度为-0.03。
步骤6：管网状态判断；
设定相似度阈值为-0.1，对于t时段的独立计量区域n，区域流量综合相似度
Figure BDA00035208454500000511
时判定区域用水正常，
Figure BDA00035208454500000512
时判定区域发生漏损，从而实现对供水管网的漏损检测。以A市某供水管网某日12时为例，该时段独立计量区域1的综合相似度-0.03＞-0.1，因此判定该时段该区域未发生漏损。
本说明书的实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，仅作说明用途。本发明的保护范围不应当被视为仅限于本实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域的普通技术人员根据本发明构思所能想到的等同技术手段。

Claims (2)

1.一种基于时空多元融合感知的供水管网漏损检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：对于待检测供水管网，将其划分为N个独立计量区域，利用物联网流量计以设定时间段为周期实时获取周期内的各区域流量v1,v2,…,vN并记录；
步骤2：设定T为检测参考周期数量，记录所有独立计量区域在当前时刻t的流量信息簇
Figure FDA0003520845440000011
步骤3：计算独立计量区域n当前时段的流量变化向量
Figure FDA0003520845440000012
Figure FDA0003520845440000013
步骤4：以同样方式计算与区域n相邻的K个独立计量区域的流量变化向量
Figure FDA0003520845440000014
作为Dn的参考向量，计算Dn在参考向量
Figure FDA0003520845440000015
上的向量投影
Figure FDA0003520845440000016
步骤5：计算独立计量区域n当前时段的流量变化向量Dn对比参考向量的综合相似度
Figure FDA0003520845440000017
步骤6：设定相似度阈值B，对于t时段的独立计量区域n，区域流量综合相似度
Figure FDA0003520845440000018
时判定区域用水正常，
Figure FDA0003520845440000019
时判定区域发生漏损，从而实现对供水管网的漏损检测。
2.如权利要求1所述的基于时空多元融合感知的供水管网漏损检测方法，其特征在于，所述步骤1中，设定时间段为15分钟。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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