一种校园供水管网预测仿漏方法

本发明属于用水企业供水管网，特别涉及一种校园供水管网预测仿漏方法。

背景技术：

1、对于供水管网，常会因为管道老化、腐蚀等导致管网漏损现象的发生，不仅严重影响人们的生产生活，更会造成大量的水资源浪费，引发水质污染等次生灾害，基于中国“双碳”目标，许多公共机构针对能耗部门实行低碳化管理，高等学校以用水量大受到更多的关注，因此，对于管网的实时监测和漏损的及时发现对于用水主体具有十分重要的现实意义。

2、常规的基于流量异常的漏损判定方法容易出现漏损错误判定的情况，首先流量的人工抄录存在不准确不及时的数据，其次对于校园管网漏损管控，通过监测夜间最小流量，并根据区域内夜间最小流量的变化来判定漏损发生的手段，对于校区面积大，管网铺设多，节点流量记录不完整的情况而言，该方法检测效率低、检测周期长，不易推广。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种校园供水管网预测仿漏方法，其优点是可以实现供水管网压力状态的准确监控，提高漏损检测判断准确率和及时性，以解决现有漏损判断准确率不高、漏损发现不及时的问题。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种校园供水管网预测仿漏方法，包括以下步骤：

3、s1.布置采集：获取供水官网中压力监测点的布设位置，采集一定时间段内所有压力传感器的供水压力数据；

4、其中包括压力监测点的合理布置方法；

5、s2.模拟漏失：收集并记录非监测点位置的流量、压力数据，模拟漏失情况(某节点用水量变化)记录新的压力数据，根据前后两次压力差求得灵敏度矩阵；

6、s3.fcm聚类模型：利用fcm聚类方法将灵敏度矩阵中的节点分区，实现漏损分区；

7、s4.bp神经网络建立：建立神经网络模型，并对神经网络模型进行训练，目的是验证漏损分区的真实可靠性；

8、s5.bp神经网络验证：通过模型得到监测点的压力预测值，将预测值与真实值作比对，计算每个监测点的真实值和预测值的准确率，直至模型准确率复合要求，否则重新训练。

9、本发明进一步设置为：所述压力监测点布置(scada监测点)：采集用水节点一段时间的供水流量、压力数据，改大基本需水量，利用变化后的流量压力矩阵，进行归一化标准化处理，得到合理的监测点位置。

10、本发明进一步设置为：所述压力传感器安装于供水管道上，用于检测水管内侧水流对管壁的压力，且压力传感器为具有无线通信功能的传感器，可以将采集的压力数据发送至对应的终端设备，进行数据监测。

11、一种校园供水管网漏损检测系统，包括：

12、第一计算模块，用于计算一个节点的流量变化，对其它节点的压力影响，把基本需水量加大，求出正常及加大后k节点的压力之差，作为分母，之后管网中其他节点压力变化之差作为分子，再进行标准化和归一化处理得到影响系数矩阵；根据矩阵结果布设监测点：

13、采集模块，用于获取供水管网中压力、流量传感器的布设位置，采集一定时间段内所有压力传感器的供水压力、流量数据；

14、第二计算模块，用于将对管网中其他节点(非监测点)需水量数据改大，进行漏失情况模拟，再次重新进行水力计算，得到漏损时新的压力数据，将两次压力数据差作为灵敏度矩阵，即表示非监测节点在漏失情况下对测压点的影响；

15、第三计算模块，通过聚类方法，建立fcm聚类模型，将灵敏度矩阵带入到该模型得到其隶属度矩阵，其结果体现为各节点隶属度最大值便为其所属分区；

16、模型训练模块，用于将灵敏度矩阵作为自变量，分区矩阵作为因变量进行bp神经网络模型训练，经过训练构建能测试出节点漏失所在的分区结果，对供水管网进行漏损判断；

17、模型验证模块，通过bp网络模型得出的结果与真实的漏失区域作对比，计算出准确率，通过准确率判断模型是否符合要求(准确率达到90％)，若不符合，重新训练模型，直至符合为止；

18、还包括一种电子设备：包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现校园供水管网预测仿漏方法的步骤；

19、一种计算机可读存储介质：所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现校园供水管网漏损检测系统提供的方法的步骤。

20、综上所述，本发明具有以下有益效果：

21、可以实现供水管网压力状态的准确监控，提高漏损检测判断准确率和及时性，以解决现有漏损判断准确率不高、漏损发现不及时的问题

技术特征：

1.一种校园供水管网预测仿漏方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种校园供水管网预测仿漏方法，其特征在于：所述压力监测点布置(scada监测点)：采集用水节点一段时间的供水流量、压力数据，改大基本需水量，利用变化后的流量压力矩阵，进行归一化标准化处理，得到合理的监测点位置。

3.根据权利要求1所述的一种校园供水管网预测仿漏方法，其特征在于：所述压力传感器安装于供水管道上，用于检测水管内侧水流对管壁的压力，且压力传感器为具有无线通信功能的传感器，可以将采集的压力数据发送至对应的终端设备，进行数据监测。

4.如权利要求1-3所述的一种校园供水管网漏损检测系统，其特征在于：包括：

5.根据权利要求4所述的一种校园供水管网漏损检测系统，其特征在于：包括：

6.根据权利要求4所述的一种校园供水管网漏损检测系统，其特征在于：包括：

7.根据权利要求4所述的一种校园供水管网漏损检测系统，其特征在于：包括：

8.根据权利要求4所述的一种校园供水管网漏损检测系统，其特征在于：包括：

9.根据权利要求4所述的一种校园供水管网漏损检测系统，其特征在于：包括：

10.根据权利要求4所述的一种校园供水管网漏损检测系统，其特征在于：还包括一种电子设备：包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现校园供水管网预测仿漏方法的步骤；

技术总结本发明公开了一种校园供水管网预测仿漏方法，应用在用水企业供水管网技术领域，本发明可以实现供水管网压力状态的准确监控，提高漏损检测判断准确率和及时性，以解决现有漏损判断准确率不高、漏损发现不及时的问题。技术研发人员：张博,熊家晴,周佳佳,刘芳受保护的技术使用者：西安建筑科技大学技术研发日：技术公布日：2024/5/16