管网故障水力瞬变检测实验系统研发

为克服传统管网故障检测系统模型校验误差较大及基于恒定流模型检测的不足,尝试基于瞬变流模型方法设计开发一种能够兼顾模拟泄漏孔、局部阻塞在内的管网实验平台系统,用于水力建模的校验测试和故障检测,并提出相应故障辨识方法。该平台包括常规供水水箱、简单管网、实验控制系统、变速泵、管网故障模拟装置、低强度瞬变流激发器等,以RSView组态软件为基础研发了管网故障水力检测实验平台的SCADA系统,实现水位、流量、压力和阀门激励动作等计算机自动控制以及实时监测和采集。其中新的可控式低强度瞬变流激发器可取代传统阀门,能够产生阀门关闭激发瞬变水击波的类似效果,克服了传统管道试验平台末端关阀造成的水锤压力波动过大和不易控制的缺点。该实验平台拓展了管网实验室故障控制模拟和检测的思路,为支撑和推广实用化的智慧供水管网及故障检测技术研究提供了手段。     

基于GIS和SCADA技术的供水管网信息管理系统设计

阐述了实现供水管网GIS系统与SCADA系统一体化设计的必要性，提出了系统设计方案，实现了GIS和SCADA系统在技术上的互补，增强了模型可视化分析能力。通过实例验证，表明该系统具有较强的实用价值。     

基于GIS与SCADA的管网建模与优化调度在乡(镇)供水中的应用

介绍了基于GIS、SCADA系统的管网建模与优化调度在乡(镇)供水中的应用,分析近几年乡(镇)供水发展趋势及其在供水管理及调度方面存在的问题,提出充分利用供水GIS、SCADA系统建立管网水力模型,以解决目前乡(镇)供水调度存在的问题,实现乡(镇)供水又好又快的发展;同时介绍了昌平区基于GIS和SCADA系统的管网建模与优化调度在乡(镇)供水事业中的应用,并就建立管网水力模型步骤及应注意的主要问题进行阐述,为地区经济发展提供优质安全的供水服务。     

管道系统漏损控制技术进展

为了提高供水效率和运行管理水平,针对国内外关于供水管道系统漏损控制方面的现状,从管网故障监测技术及设备、泄漏定位模型方法、信号辨识与算法寻优、健康维护和智能管理等视角梳理了管道系统泄漏监测与漏损控制技术的进展及存在的主要问题,分析了各检测方法用于管网泄漏问题的适用性。在此基础上,从实用角度提出了管网漏损控制值得解决的关键问题和方向如下:(1)针对漏损的监测和预警,应研究面向漏损监控的管网网络组建优化布置及快速预警技术;(2)针对小泄漏的定位模型,应研究管网漏损区域辨识与基于水力反问题分析的主动检测理论和方法;(3)针对检测设备研制,应重点研发基于探地雷达、光纤传感和内窥机器人等新技术的关键设备;(4)针对管网健康维护和智能管理,应研究复杂管网独立计量区域划分方法及管网健康评价和优化维护技术。     

热力管网泄漏检测数学模型

本文研究了基于恒定流动模拟的静态泄漏检测方法和基于水力瞬变模拟的瞬变泄漏检测法，分析了瞬变泄漏检测法用于热力管网的可行性，建立了瞬态泄漏检测法的数学模型，误差准则，以及泄漏位置的确定方法，并通过实际供热管网泄漏检测数值仿真作了比较，表明用瞬态泄漏检测法可显著改善热网微机监控系统泄漏检测的能力。     

上海市自来水市北公司供水管网信息化建设与展望

上海自来水市北有限公司建立了管网GIS综合应用系统、水力动态模拟系统及SCADA在线监测系统.针对目前供水管网信息化建设中存在的实际问题,进行了供水管网信息化的发展规划.提出了完善SCADA系统,整合GIS资源和管网水力模拟系统,发展管网水质模拟系统及资产管理系统,健全各部门信息化资源共享制度的规划方案.     

基于SCADA系统给水管网实时检测爆管位置方法的研究

提出了基于SCADA系统城市给水管网实时检测爆管位置的实用方法,通过对管网测压点进行优化布置,利用SCADA系统监测到的管网爆管前后监测点的信息,对管网进行正常和爆管状态下的状态估计,根据整个管网爆管前后节点水压的变化,考虑各节点在管网中的权重,对监测点赋予较大的权重,用模糊相似优先比法快速准确地寻找爆管管段.通过对一城市概化管网的运算验证表明,漏失量在20 L/s以上时,可以达到96%以上的准确率,漏失量为5 L/s的检测准确率也在80%以上.对于DN250的管段,可检测的最小爆管出流量为5 L/s;对于DN900的管段,可检测的最小爆管出流量为40 L/s(＜40 L/s时可检测出漏水区域).     

基于慢变流理论的管网泄漏检测模型的建立

提出一种基于慢变流理论的给水管网泄漏诊断与定位模型,即首先对管网施加随时间缓慢变化的压力激励,如果管网中存在泄漏,随着压力的不同泄漏程度也不一样,进而影响到管网中其他节点压力和管段流量等参数的变化;依据系统辨识反问题分析方法,实时监测管网监测点处的状态参数,运用贝叶斯算法对模型的预测参数——泄漏位置和泄漏量的概率值大小进行寻优,寻找模型计算值与测量值之间吻合程度最好的预测参数,得到最可能的泄漏位置与泄漏量。通过对算例管网的计算结果表明,采用该模型能够对漏失点和漏失量进行满足概率要求的准确诊断。     

世博园区浦东片供水管网安全保障技术集成

为了保障世博园区的供水安全,在世博园区浦东片建立了管网在线监测系统、GIS系统、SCADA系统、水力模型和水质模型;建立了世博园区浦东片和浦西片联合调度信息化平台,在管网水力模型的基础上,进行了世博园区多水源供水联合调度预案的模拟与验证分析;采用MOSARE软件进行了世博园区周边管网风险分析,采用区域预定位技术建立了世博园区管道漏水监测系统;在此基础上开发了世博园区管网供水信息集成平台,有力地保障了世博园区的管网供水安全。     

长距离运输管道泄漏检测方法

长距离运输管道作为一种经济、有效、环保的运输手段,在液体、气体运输中发挥着独特的优势,而管道泄漏检测是长距离运输管道安全运行的重要保障。通过总结国内外近年来发展起来的管道泄漏检测方法,按运输对象分类介绍了管道运输气体和液体时的检测方法和工作原理,并指出优缺点,探讨了长距离管道运输泄漏检测的发展趋势,指出基于SCADA系统多种检测方法相结合及如何及时、精确地对小泄漏检测和定位是未来的研究方向。     

管径在给水管网故障率定量模型构建分析

根据南方某市供水管网属性数据和故障统计数据,对管网爆管和泄漏的影响因素进行权重分析,提出在生产实践中管径可作为管网故障的关键表征因素。在此基础上借助SPSS软件建立了基于管径单因素的管道故障率模型．该模型在管径400mm处分段构建,平均误差3．18％,拟合精度良好。该模型定量阐释管径因素在管网故障诊断中的作用。并提出可将故障率模型作为约束条件引入大型给水管网的优化设计过程。对管径在给水管网故障控制中的关键作用进行了有益的探索。     

贝叶斯神经网络在城市短期用水预测中的应用

严格水资源管理制度实施的背景下,短期用水量预测对城市供水系统调度的作用日益显著。在分析日用水量时序演化规律及随机性影响因素的基础上,以前7天每日用水量、日最高温度、当月用水量占全年比、日降水量、节假情况作为短期用水量预测指标,构建了BP神经网络城市短期用水量预测模型,并利用贝叶斯正则化对BP神经网络进行优化。将两种模型应用于广州市某自来水公司进行对比验证,结果表明,贝叶斯神经网络预测模型与BP神经网络预测模型的平均绝对百分比误差分别达0.87%与1.85%,经贝叶斯正则化的BP神经网络模型泛化能力更强,精度提高了约0.98%,更符合城市短期用水量预测的高精度要求。     

衡阳市供水管网漏损控制策略与实践

城市供水漏损不仅关系到水资源的节约和有效利用,也直接关系到供水企业的经济效益。结合衡阳市供水管网系统实际情况,通过水量审计分析,掌握表观漏损、实际漏损及免费授权用水量等分布状况,提出了衡阳市供水管网自来水漏损控制策略,并在衡阳市供水管网漏损控制实践中加以应用,取得了明显的效益。     

图论在水资源系统建模与配置计算中的应用

为提高复杂水资源系统的供排水关系识别与模型构建计算能力,本文基于系统网络图探讨了图论在模拟水资源系统复杂水量传输过程、确定网络遍历顺序与系统配水计算中的应用。利用图论中的拓扑排序算法与深度优先搜索算法对水资源系统网络关系进行不同目标的分析识别。综合两种算法,进行一次供水、供水还原与二次供水的多次网络分水过程设计和迭代计算,结合最大最小公平算法等水量分配原则,设计基于网络系统的复杂水量分配计算过程,将用户需水、工程可供水量和供水网络关系结合进行供需自适应配置,解决多水源多用户对应关系下的水源供给不均衡问题。以三亚市地表水资源配置开展实例研究,结果表明通过图论算法在系统拓扑关系遍历和配水计算过程中的应用,系统枯水年城镇缺水率从3.42%降至1.63%,供需均衡度从0.38提高至0.71,提高了配置的计算效率与合理性。     

水力平差模型在供水规划中的应用

在供水规划中,管网设计是重要的组成部分,为了降低管网建成后的漏损及运行费用,需要在规划设计阶段对管网进行水力平差计算.针对规划管网水力平差的特点,提出应用GIS的分析功能及EPANET水力计算软件构建管网的水力平差模型,进行规划管网的水力计算,并根据计算结果对管网进行调整,得到满足规划供水量及水压要求的供水管网布置方案,为供水规划管网设计提供科学的依据.     

城市供水管网爆管和折管数据库管理系统的设计与实现

以Visual Basic语言为平台,利用其数据访问特性,开发了城市供水管网爆管、折管数据库管理系统.阐述了系统的设计思想、总体架构以及具体功能的设计与实现.该系统不仅能够对爆管、折管的事故数据进行分类检索与查询,还能同时生成相应的分析图形与报表,对于管网事故管理工作是一种便捷有效的辅助工具.     

基于PSO-SVR模型的供水系统余氯预测研究

支持向量机回归(SVR)模型在非线性预测方面具有优良性能,基于该模型对供水系统余氯变化过程进行预测,并采用二阶振荡粒子群优化算法(SOPSO)对SVR模型参数进行优化调整,以提高小样本状态下模型的模拟精度,增强模型的泛化性能。将优化后的SVR模型应用于某供水系统余氯预测,结果表明:在有限样本状态下,优化后的SVR模型的预测平均误差小,明显优于BP神经网络模型和ARX模型,并具有较强的稳健性。该预测模型能较好地解决传统模型在小样本状态下余氯预测精度不高、预测效果较差的问题,为研究供水系统余氯变化过程及动态预测提供了新的途径。     

Water Supply Network Optimisation Using Equal Flow Algorithms

Algorithms to optimise water supply networks are developed and compared when a given set of transfer arcs is constrained to carry the same (or proportional) amounts of flow. Initially, a dynamic multi-period mathematical model is designed as a network flow model. A network simplex-based algorithm, Equalflow, and a subgradient-based algorithm, SUBeqf, are then presented. Both algorithms are characterised by polynomial complexity and can solve large-scale instances that arise when considering water system requirements. A specialised interface for water supply networks provides a data input processor to generate the overall multi-period network model in the implementation of the procedures. The implementation of the algorithms allows the consideration of different types of equal flow instances that take place in water resource system optimisation. The performances of the two algorithms and analysis of their computational efficiency with respect to state-of-the-art mathematical programming software are reported, considering equal-flow instances from a synthetically generated network and two water supply systems in the Sardinia region of Italy.     

成都市2010年供水管网规划研究

为搞好未来供水和管网的建设,开展了成都市2010年供水管网规划的研究。提出在规划之初必须进行现状管网的模拟,找出现状管网存在的问题;对于水量预测,认为《城市给水工程规划规范》(GB50282-1998)的水量指标值偏高,不适用于管网规划,必须结合当地实际情况进行水量预测指标的研究;在节点流量的分配上,重视大用户流量的分配,沿线流量采用供水面积比流量的计算方式;并提出了成都市管网压力和流速的评价指标。通过上述研究,可最终建立成都市供水管网规划模型。     

Using Promethee V to Select Alternatives so as to Rehabilitate Water Supply Network with Detected Leaks

The problem of the ageing infrastructure of urban water distribution networks and the loss of water associated with this has been one of the greatest infrastructure problems in urban areas. When a leakage is detected in the water supply network, problems arise when seeking to rehabilitate the network. Therefore, the decision problem is to choose which components to add or to improve and to maximize the benefits, which will result from the changes implemented. In addition, it is important to minimize costs, since water supply companies have limited budgets. Moreover, there are often several leakage points in the same water supply network and in the same period of analysis. Therefore, this paper puts forward a model for rehabilitating the greatest number of leakage points in a water network; it respects the constraints which a water company may have. Promethee V is used to assist the decision maker (DM) in selecting a set of feasible alternatives for rehabilitating the network from the criteria and the constraints set by the DM on the problem. For demonstration purposes, the proposed model was tested in a simulated network.