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专利号: 2019102282908
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:2026-04-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种供水管网爆管漏失初定位的方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤1.基于谱聚类的供水管网分区(1)计算压力监测点与管网各节点之间的灵敏度系数矩阵;

通过对供水区域建模仿真,模拟每个节点发生一定漏失后,漏失点的压力变化对于管网内的压力监测点的影响;通过压力变化比较计算后,得到灵敏度系数;

其中,Ki为灵敏度系数,i=1,2,...,I,I代表压力监测点数量,ΔHi表示第i个压力监测点在管网节点发生漏失时的压力变化量,ΔHm表示第m个节点发生漏失时压力变化量,m=

1,2,...,N,N为节点总数;根据压力监测点数量以及管网节点总数得到灵敏度系数矩阵M;

(2)根据相似矩阵S,构建邻接矩阵W;

其中,Wij为管网邻接矩阵,Sij为管网相似矩阵,δ为方差,xi、xj分别为i和j两点;

(3)通过任意两点间权重值ωij组成的邻接矩阵W得到所有边的权重和,即为度矩阵D:所有边的权重和用点集V的子集A表示:(4)通过度矩阵与邻接矩阵之差得到拉普拉斯矩阵L;

L=D-W

(5)构建标准化后的拉普拉斯矩阵D-1/2LD-1/2;

(6)利用拉普拉斯矩阵性质与Ncut切图法计算得到特征矩阵F,并按行标准化特征向量矩阵,最终组成n×k1维的特征矩阵F*;

其中,Fi,j为特征矩阵,i和j为矩阵i行和j列,k1为特征矩阵特征向量数;

(7)对特征矩阵F*中的每一行作为一个k1维的样本,共n个样本,用输入的K-means聚类方法进行聚类,聚类维数为k2,即得到压力监测点的聚类划分;

(8)取每个压力监测点的邻近监测点,连接形成一个闭合区域,当这个压力监测点在边界附近,则选取边界虚拟测点,形成闭合多边形区域,根据选定的闭合多边形区域筛选出闭合多边形区域内的节点,根据所对应的压力监测点筛选灵敏度系数,筛选范围以闭合多边形区域内的压力监测点的灵敏度系数平均值±0.1之间为筛选条件,得到各个压力监测点的大致划分区域;

(9)将所有压力监测点划分区域进行整合,以重叠部分作为压力监测点的影响区域边界,交叉部分以各点的平均坐标值划分,若两点划分区域之间存在未接触地方,则以各点平均值相对扩大区域;最终,得到整个供水管网压力监测点聚类后的各类划分区域;

步骤2.压力监测点压力异常分析

运用CUSUM算法判断压力异常变化,具体为:(1)计算压力变化上下限

其中,xi代表压力观测值,μ为监测值均值,D=dσ,σ为历史监测值方差;

(2)当 或 时,判断该压力监测点附近存在异常;反之,该压力监测点处于正常运行,其中,H是CUSUM选定控制线;

步骤3.爆管初定位

根据异常压力监测点,定位其所在类的供水管网分区,初步判定该压力监测点所在区域内存在爆管漏失事件。