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专利号: 2016105577902
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 气体或液体的贮存或分配
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于SCADA数据和实时模型的城市供水管网爆管在线定位方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤1 、监测压力波谷,确定疑似爆管时间边界和校核测点

根据各测压点在爆管发生前后的压力变化的先后顺序和压力波谷,得出测点压力因爆管发生变化的起始时间、截止时间,从而获得用于实时模型优化校核的起始时间 ,持续时间T以及有压力值反馈的时刻k,选择负压波变化前几位的测点作为校核测点,设其个数为m;

步骤2、初步定位

爆管发生前后,测点与水源压差的比值反映了爆管发生后测点附近的流量异常情况,用公式表示为:

其中, 表示管网中各测点 在爆管发生后 时刻时附近区域的流量异常率,表示爆管发生起始时刻, 表示爆管发生后 时刻测点与水源水头的压差, 表示时刻测点与水源水头的压差;

根据每次爆管发生后测点的流量异常率变化,选择测点当中异常率变化前几位的测点,按照它们所在位置,划定矩形区域,作为实时优化校核模型搜索爆管点的初始区域;

步骤3、精确定位

目标函数以连续时间内压力测点的压力模拟值和实际值、流量测点的模拟值与实际值之间的差值绝对值之和作为评价标准,迭代求解最小值,获得最可能的爆管节点和爆管流量;具体为:

其中, 为压力测点在 时刻的优化模拟值, 为压力测点SCADA监测值; 为测流管线 的优化模拟值, 为测流管线 的SCADA监测值,T为优化校核时间段,为由步骤1选定的压力测点数目,n为供水管网中管线流量测点数目, 、是分配的权重系数;

通过模型模拟某节点的流量大幅度变化来模拟爆管现象,以节点位置以及节点漏失量作为优化过程的自变量,通过遗传算法优化求解;

设定遗传算法参数,包括种群规模、进化代数、选择、交叉、变异方法、交叉概率、变异概率;确定染色体编码方式,以空间自然搜索的方式编码染色体,即将节点的二维坐标,连续时间区间的爆管流量作为染色体基因位,具体如下表所示:…

每个节点对应一个二维坐标,反之,每个二维坐标可映射到一个距离其最近的节点;在搜索时,改变二维坐标大小,即可改变目标节点; 代表优化校核第一个时刻的节点爆管流量大小, 则代表下一时刻,后面同理;

确定基于压力和流量拟合误差最小化的目标函数,利用获取的管网边界数据建立实时模型,迭代进化模拟优化实时模型,求得精确的爆管点和爆管漏损量。