供水管网爆管预测模型

基于北方某城市供水管网GIS数据库,首先对管网爆管基础数据进行分析与分类,并采用Logistic广义线性模型对管网爆管危险率进行预测研究;然后应用建立的供水管网Logistic爆管预测模型进行预测,并结合GIS系统的空间分析功能对模型进行检验。结果表明,当模型判别概率设为0.75时,其预测精度>90%,说明该模型具有较好的拟合效果和较高的预测精度,能够有效地筛选出爆管危险率较大的管道。     

多指标供水管网爆管快速定位

以城市供水管网的爆管定位为核心研究内容,进行了供水管网的爆管模拟试验,并建立了爆管检测定位的神经网络模型,运用神经网络对试验数据进行处理,并对虚拟爆管事件进行预测,以试验神经网络的正确性。     

基于极限学习机算法的供水管网爆管识别研究

供水管网爆管具有定位难、影响范围广的特点,长期困扰着供水企业。针对供水管网爆管区域识别问题,综合考虑多种影响因素下的爆管工况,利用爆管特征值矩阵构建爆管样本数据集,采用极限学习机算法（ELM）建立爆管区域识别模型;应用K-means聚类算法分析节点水力变化特征的相似性,并在此基础上对管网进行监测区域划分与监测点布设,形成多种监测方案;综合爆管识别率等参数,分析ELM在不同监测方案以及在噪声影响下的识别性能。采用实际管网算例进行了爆管区域识别分析,结果表明：该模型可以进行有效的爆管区域识别,同时结合不同分区方案可以提高爆管识别率;监测点的增加可以减小压力监测数据的噪声影响。     

给水管网故障点定位的研究

以城市供水管网的爆管定位为研究内容,进行了供水管网的爆管模拟试验,并建立了爆管检测定位的神经网络模型,以实现故障点的快速定位。     

供水管网系统爆管可监控最小管径分析方法研究

针对供水管网系统爆管监控问题,利用某水厂数据采集与监视控制系统(SCADA)监测到的压力波动,分析了管网压力波动环境背景噪声,确定了管网压力波动的拐点。采用该水厂的水力模型模拟爆管对管网的水力冲击,并根据压力异常波动的拐点确定了该水司供水管网系统爆管可监控最小管径在DN600左右,对于大于该管径范围的管道爆管,能够利用爆管监控的压力波动方法进行实时监控。     

基于小波分析的供水管网爆管信号检测

供水管网系统是城市重要的基础设施之一,负担着输水供水的重要任务,但目前爆管事故频发,严重影响了人们的生产、生活。针对这一问题,首先采用小波分析处理管网压力信号,根据处理后的高频信息判断出明显的故障点,对于疑似存在的故障点利用拉依达准则对处理后的高频信息进行处理从而找出剩余的故障点。采用实例对所提出的方法进行验证,结果表明,将该方法用于供水管网爆管信号检测可行。     

供水管网爆管率预测与影响因子分析

以爆管率为评估指标,确定了导致爆管现象发生的影响因子,利用随机森林算法建立供水管网爆管预测模型,为供水管网科学化运营提供决策依据。采用该模型对爆管率的预测结果与实际基本相符,分析各因子对爆管率的影响规律得出,管龄和运行压力对管线健康状态的影响较大。     

基于GIS的供水管道爆管因素空间分析

利用AacGIS 9.0软件为工作平台,探索GIS技术在供水管网爆管空间分析中的应用,通过叠加分析、统计分析和缓冲分析等,提取城市供水管网爆管影响因素的相关数据,如管龄、管材与建筑物占压、及管线埋深等,确定管网爆管隐患的空间位置.     

监测供水管网爆管的测压点优化布置方法

为探究一种适用于管网爆管时监测各节点压力变化的测压点优化布置方法,结合华东JX市供水管网模型与历史统计数据,通过处理与分析,提出了一种测压点优化布置的启发式算法。首先对该供水管网历史数据进行统计分析得出各节点爆管阈值;然后在基准工况下对管网进行平差计算,获得各节点压力;再在各管段中间添加漏损口模拟爆管,对其赋射流系数,迭代计算爆管后各节点压力,计算前后差值得到压力变化值矩阵。将压力变化值矩阵中变量值与爆管阈值作比较获得0-1爆管判断矩阵,通过对该矩阵处理分析、编程计算,得到合适的监测点布置顺序。实例计算表明,在总计640根管段的管网中布置5个监测点时能够监测到467根管段,占比73.0%;布置10个监测点时能监测到545根管段,占比85.2%。可见,使用该方法布置的测压点监测范围广。在最经济情况下布置的监测点能均匀分布在管网中,并能有效监测管网爆管。     

爆管事故对多水源管网供水分区的影响

基于图论理论,建立了多水源供水管网的供水分区模型,结合EPA管网模拟软件,采用C++平台实现了供水分区算法.通过对爆管事故发生管网前后供水分区的研究,得到了爆管事故对于多水源管网供水分区的影响规律,事故管段的输水能力强弱直接影响到供水分区变化的程度,并在实例管网中得到了很好的验证,为管网在事故发生及关阀抢修时的水量调配提供了技术支持.     

基于SCADA数据的长距离输水管爆管定位研究

推导并建立了基于管道压力、流量监测系统与长距离输水管水力模型相结合的爆管定位模型,根据爆管前后压力和流量实时监控数据的变化判断是否出现爆管,利用爆管前后的监测值变化计算爆管可能发生的位置。模型中采用了Ransac算法提取爆管定位模型的参数,并进行了参数敏感性分析。以南方某市长距离输水管线爆管实例进行了验证,结果表明该模型对于输水管实时爆管预警和定位是可行的,并能保障合理的精度。当爆管或异常现象发生时,可运用该模型指导一线人员及时到达现场核实和处理,提高爆管处理效率。     

基于LSSVM交互预测的供水管网爆管检测

随着我国越来越多的供水管网安装SCADA系统,基于数据预测的爆管检测方法越来越受到重视。传统基于数据预测的方法大多根据单点流量、压力的历史监测数据预测当前时刻监测值,当预测值与监测值的差值超过阈值时判定为爆管。然而,实践经验表明,监测数据的丢失与错误会严重影响单点预测结果,进而引起频繁误报与漏报。考虑到实际用水及监测数据的空间关联性（例如水压监测点布置距离越近其监测数据相关性越大）,开展了基于最小二乘支持向量机（LSSVM）交互预测的供水管网爆管检测研究。对管网中不同位置监测数据构建多输入单输出LSSVM交互预测模型,选取1倍标准差为阈值进行爆管检测,并与传统的卡尔曼滤波爆管检测结果相对比。结果表明,LSSVM交互预测模型能降低数据丢失、数据错误对预测结果的影响,且对较小的爆管响应更加灵敏,进而有效地提高了基于数据预测的爆管检测性能。     

基于LM-BP的供水管网爆管研究

供水管网正常运行是人们生产生活的基本保障,针对供水管网爆管检测问题,采用Water GEMS对实例管网进行模拟仿真,并对管网进行压力监测点的优化布置。以监测点的压力数据作为输入,爆管程度作为输出,证明了经LM法优化的BP神经网络具有更好的收敛速度和稳定性,最后利用LM-BP对实例管网进行爆管检测,给出了实例管网中各管段可检测的最小爆管流量。     

供水管网爆管原因分析与预测研究

分析了供水管网产生爆管的原因,并对预测机制进行研究,确定管网中存在爆管隐患的管道.从各方面分析了管网产生爆管的原因,并以T市供水管网为例,通过建立爆管预测模型,分析计算管道组爆管率,进而计算联合爆管率,确定了存在隐患的管道.结果表明,管道P-9397的联合爆管率最大为63.166 9％,存在较大安全隐患,应锁定该管道在管网中的位置.爆管原因错综复杂,通过分析计算,确定可能产生爆管的管道,并进行修复,以提高供水管网的安全可靠性.     

利用爆管模型分析爆管事故原因及预测爆管率

以T市为例,对给水管网发生爆管事故的原因进行分析并预测爆管率。首先基于GIS系统中的管网数据建立水力模型,用遗传算法对模型进行校核,然后在水力模型建立、校核成功的基础上建立管网爆管预测模型。利用模型进行联合爆管率计算,预测出爆管几率较大的管道,通过加强对这些管道的监测,可以降低爆管事故发生率,减少经济损失。     

基于布谷鸟算法的管网漏损定位模型

水务系统中的基础设施供水管网在漏损管理方面存在着检漏复杂、投入成本高等问题。基于此,通过算例管网参数构建水力模型进行漏损水力模拟,利用管网压力监测点的观测数据与模拟数据之间的最小差值建立目标函数,采用布谷鸟算法（CS）和遗传算法（GA）对管网漏损定位模型进行优化求解验证,以实现供水管网的漏损定位。结果表明,基于CS算法的管网漏损定位模型,在设置3个压力监测点进行漏损节点定位时精准率可达74%,设置2个压力监测点进行漏损节点定位时精准率约为60%,均比传统遗传算法定位性能好。     

基于GIS的城市供水管网爆管预测预警信息系统

城市供水管网爆管预测预警信息系统以地理信息系统(GIS)为基本框架,加载管网基本属性及供水系统运行数据,采用生存分析和贝叶斯定理建立爆管模糊预测模型;将GIS空间分析功能引入爆管规律分析与研究,建立了爆管的缓冲区分析模型和关闸搜索分析模型,对爆管在空间的分布规律进行分类和综合评价;将预警理论应用于爆管预防日常管理,提出爆管预警指标,结合不同爆管环境、条件,制定合理警限,划分警级,进行爆管状态预警。该系统可为管网管理者提供爆管查询统计、空间分析和预测预警等快速、多层次和直观的信息,以保证管网供水安全。     

面向故障诊断的供水管网水压监测点优化布置方法

为解决供水管网故障诊断中准确率不高、经济性不佳的问题,设计了一个基于改进的果蝇优化算法核极限学习机的供水管网故障诊断模型。经验证,该模型具有学习速度快、故障识别率高等优点。以该模型为核心提出了基于果蝇优化算法的供水管网水压监测点优化布置方法。该方法首先利用果蝇优化算法形成多组水压监测点方案,然后用供水管网故障诊断模型计算每种方案的诊断准确率,选择其中诊断准确率最高、经济性最好的方案作为候选最优方案,并以此方案为基础,使用果蝇优化算法不断循环迭代,最终找到故障诊断准确率高且经济性最好的水压监测点布置方案。利用Matlab语言代码对提出供水管网水压监测点优化布置方法进行了编码实现,使用实际管网数据进行了实验,结果表明,所提出的供水管网水压监测点优化布置方法是一个有效的水压监测点优化布置方法。     

基于GIS的供水管网爆管空间分析模型的建立与应用

依据北方某城市供水管网2006年—2008年的爆管数据,以ArcGIS 9.2为软件平台建立了供水管网爆管数据库,并提出了两种供水管网爆管空间分析方法,分别建立了供水管网爆管的空间叠置分析模型和缓冲区分析模型。由空间叠置分析结果可确定供水管网发生爆管可能性的空间分布;而由缓冲区分析结果可知,供水管网爆管的发生具有空间积聚性。     

基于爆管检测效益的供水管网水压监测点布局优化

为探究水压监测点数量与爆管检测效益的关系,开展了面向爆管检测的供水管网水压监测点优化布局研究。首先,利用管网水力模型在EPANET中计算各管道不同等级爆管下的压降,并根据压降结果构建爆管事件覆盖矩阵;然后,对于给定数量的水压监测点,以最大化爆管事件覆盖率为目标函数,优化水压监测点布局,并采用分布估计算法求解,进而确定给定监测点数量下的最优布局;最后,将爆管事件覆盖率与爆管最小可检测流量作为爆管检测精度指标,探讨水压监测点数量与爆管检测精度的效益关系。将所提出的方法应用于L-Town管网C区,结果表明所提出的方法能有效确定最佳效益监测点的数量及布局,进而有效解决工程实践中应布置多少水压监测点以及布局在何处两方面问题。