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。     

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。     

供水管网爆管监测方法的探索

随着供水信息化的发展,供水管网大量的在线监测数据为爆管事故实现实时报警创造了条件。通过研究爆管对管网压力、水厂出厂压力和流量的影响,提出了区域联动报警的方法,将管网压力监测点进行分组,根据管网压力与水厂出厂流量的联动规律进行爆管判断,降低误报率和漏报率。爆管实例分析表明此方法具有可行性和实用性。     

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。     

给水管网压力监测点的优化布置

以厦门市给水管网压力监测点的布置为例，根据给水管网压力监测系统的实际运行数据，综合利用变量相关系数和变量标准差等信息，建立了管网压力监测系统信息量的优化模型．并采用残差、信息损失比率及逐步回归方法，确定了给水管网压力监测点的优化布置方案。     

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。     

面向爆管检测的供水管网水压监测点多目标优化

针对单目标优化算法在水压监测点优化布置模型求解过程中计算效率低、解集质量差的问题，提出了一种多目标非支配差分进化算法（NSDE）。首先，对各管段中间添加的节点赋予爆管流量并依次进行模拟，根据各节点压力变化值生成爆管事件判断矩阵；然后，以监测点个数最小化和爆管检测漏损量最大化为目标函数构建监测点优化布置数学模型，利用NSDE算法进行求解；最后对Pareto解集中监测点布局特征展开分析。以net3供水管网为例，采用单目标遗传算法、多目标非支配遗传算法（NSGA-Ⅱ）和NSDE算法分别对模型进行求解，结果表明多目标NSDE算法计算效率更高且优化解质量更好，其Pareto解集对应的多种布局方案可为实际工程中监测点布置提供灵活选择。     

基于SCADA压力监测的爆管定位分析

爆管是目前给水管网经常发生的一种危害事故,然而由于管道深埋地下,爆管发生后短时间内难以被发现。本文通过SCADA监测系统收集压力值,对比爆管前后两个时刻的压力值变化,做出压力差。利用Surfer绘制爆管压降等值线图,分析考虑各个监测点的压力变化模式。最后通过压降中心来定位爆管点。     

基于NSGA-Ⅱ的给水管网压力监测点多目标优化布置

针对给水管网压力监测点优化布置过程中采用单目标函数得到的优化结果不能代表多方面综合因素的问题,以监测点压力监测范围及监测点覆盖节点需水量作为目标函数,管网水力连通性、管网节点压力相关性、管网节点水量影响条件作为约束条件建立多目标压力监测点优化布置数学模型,并利用Matlab平台通过非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解。将该模型应用于某园区实际管网中,并分析不同约束条件的参数取值对模型所得优化结果的影响程度,以提高监测点布设方案的代表性,同时也验证了NSGA-Ⅱ求解多目标给水管网压力监测点优化布置模型的有效性。     

给水管网流量监测点优化布置的研究

在摄动分析的基础上建立了给水管网的流量敏感度方程,通过敏感度分析给出了流量监测点的优化布置方法,并通过一小型给水管网算例验证了该方法的有效性和可靠性.结果表明:该方法不仅可以找出管网中流量的最敏感点,还可以根据敏感度排序进行管网分区;按照正常用户流量确定的流量监测点仍能满足非正常情况下(用户流量发生较大变化)的流量监测.     

全站仪三维自由设站隧道非接触监控量测原理及精度分析

传统的隧道监控量测方法效率低,受人工、环境因素影响较大,为能快速、准确地完成隧道监控量测工作,本文提出基于全站仪三维自由设站的非接触隧道监控量测方法,同时推导了全站仪三维自由设站点和监测点的坐标计算、收敛值计算及精度评定的数学模型,在此基础上进行观测实验并对实验数据进行分析比较。研究和实验结果表明,该方法能够在隧道施工环境下实施,监测精度能够满足规范的要求,具有一次测量完成多个监测项目的优势,适合在隧道监控量测中应用。     

服务于水力模型的监测点优化布置技术应用

针对新昌县现有的供水管网系统,结合灵敏度分析方法和基于监测范围的分析方法,并根据实际工程情况,以最小化水力校核误差为目标,对新昌县供水管网的压力及流量监测点的优化布置方案进行研究,开发了服务于新昌县微观水力模型的监测点布置技术。同时,考察了监测点数量与位置对水力模型校核误差的影响,在充分利用原有监测点的原则下,最终确定了新昌县供水管网监测点布置方案。结果表明,校核误差随监测点数量的增加而减小,并在监测点数量达到一定值时不再降低,最终的流量、压力监测点布置方案实际应用效果良好,可满足工程需要。     

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。     

地铁盾构施工地层变形智能监测方法研究

文中为提高地铁盾构施工地层变形监测结果的准确度,保障施工安全,提出了一种智能、高效的监测方法。首先,了解工程施工的各项信息与现场条件,布设基准点与变形监测点。其次,在基准点与变形监测点所在位置安装传感器,采集地层监测数据。最后,对监测数据进行预处理,并从中提取盾构施工地层变形特征。在此基础上,设定监测预警值,实时监测地铁盾构施工地层的动态变化,确定地层变形预警等级,并发送监测预警信息。试验分析结果表明,该智能监测方法应用后,各个测点所在位置的变形位移监测值与实测值更加接近,监测准确度得到了显著提升。     

论给水管网压力监测点的选择

现代大型城市给水管网的优化调度,需要管网中一定数量的水压信息,因之在管网中设置压力监测点是保证优化调度的基本条件。在满足调度所需信息量的前提下,使监测点数尽可能地少,具有经济意义和工程价值;同时,在一定点数的条件下,如何确定其在管网中的具体位置也具有重要作用。本文从给水管网基本状态方程式出发,在系统运行工况灵敏度分析的基础上,提出应用系统聚类分析的方法,将节点按水头变化规律分组;应用影响度与被影响度的概念,选择压力监测点等方法。实例计算表明,本文在技术上与经济上解决了给水管网运行的实时状态信息来源,为了实现计算机模拟管网在线优化调度创造条件。     

天津南港LNG接收站沉降监测点位布设

对某接收站沉降监测点位布设进行探讨。介绍北斗监测技术和监测点总体布点原则。探讨传统人工监测方式下监测点布点方法,提出基于北斗的自动化监测方法。确定该接收站地基与储罐沉降自动化监测布点方案。     

基于GIS和SCADA的燃气管网爆管分析与处置

基于地理信息系统(GIS)、监控和数据采集(SCADA)系统,采用压力点分析法检漏技术确定爆管位置,通过广度优先遍历搜索方法确定需要关闭的阀门、调压器。     

排水管网在线监测布点数量的确定

排水管网在线监测对城市排水智慧化管理、系统优化调度、在线预警报警等工作的开展起到重要的支撑作用，需要在一定的经济成本约束下，制定合理有效的排水管网在线监测方案。其中，在线监测布点数量的确定是制定方案的基础工作，但目前主要依赖于人为主观判断，缺少定量化的方法。提出了排水管网分级监测的思路，根据整体、分区和源头三个层级的监测思路，量化不同层级下最优监测布点的数量及不同监测点数量设置下可实现的最优监测效能，可指导排水管网在线监测布点数量的确定。将该方法分别在城市雨水系统和污水系统监测点数量确定中进行应用，能够支持监测方案的量化评价、监测方式和指标的筛选等。     

基于物联网的塔式起重机健康监测系统研究

根据塔式起重机特点,提出了设备健康监测的概念与方法,把起重臂的振动频率作为判定结构缺陷的识别源,同时也将起重臂的振动幅度作为监控对象。提出了确定监测参数的阀值方法,并应用物联网技术开发了监测系统,变原有安全保护装置的被动保护为主动防御监测,有助于提高设备的安全度。