1.基于协方差矩阵的供水管网压力信号异常监测方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤1,计算管网压力协方差矩阵;
步骤2,每经过一个采样时刻,计算当前时刻窗口内的压力协方差矩阵与前一采样时刻窗口内的压力协方差矩阵之间的F范数差值;
当F范数差值大于第一阈值时,则进入步骤3;
步骤3,分析测点间相关性系数来判断事件性质;
对于区域内事件,对测点变化幅度进行捕捉,当测点变化幅度大于第二阈值时,则确定为故障测点;否则进入步骤4进行二次判定;
步骤4,对初步筛选出的测点偏差数据进行分析,通过上下四分位数法识别出异常测点。
2.根据权利要求1所述的基于协方差矩阵的供水管网压力信号异常监测方法,其特征在于:所述的第一阈值获取方式为:基于管网正常运行数据计算差值,计算其上四分位数,以上四分位数作为第一阈值。
3.根据权利要求1所述的基于协方差矩阵的供水管网压力信号异常监测方法,其特征在于:步骤3中所述的测点变化幅度由下式计算得到:其中
4.根据权利要求1所述的基于协方差矩阵的供水管网压力信号异常监测方法,其特征在于:对于步骤4所识别出的异常测点,及其连接的测点,界定出二次判定区域。
5.根据权利要求4所述的基于协方差矩阵的供水管网压力信号异常监测方法,其特征在于:还包括对于所述二次判定区域内的测点进行单测点异常值判定。
6.根据权利要求5所述的基于协方差矩阵的供水管网压力信号异常监测方法,其特征在于:所述的单测点异常值判定如下:S4.1.管网压力数据非正态分布,对L1(1)、L1(2)、L1(3)进行异常判定,其中L1(1)、L1(2)、L1(3)为在同一采集频率下三种不同的尺度;
S4.2.计算管网正常运行下的L1(1)、L1(2)、L1(3)各自的四分位值和外限,并以此外限作为第三阈值,观察待监测数据L1(1)、L1(2)、L1(3)超过各自阈值的时刻下标;
S4.3.对异常事件进行去重处理,对于临近时间的事件进行剔除以及合并;
S4.4.通过相关性系数判断事件所处区域及异常压力趋势类型。
7.根据权利要求5所述的基于协方差矩阵的供水管网压力信号异常监测方法,其特征在于:对L1(1)、L1(2)、L1(3)运用箱型法则进行异常判定。
8.一种基于协方差矩阵的供水管网压力信号异常监测系统,其特征在于,包括:协方差矩阵计算单元,用于计算管网压力协方差矩阵;
F范数的差异分析单元,用于每经过一个采样时刻,计算当前时刻窗口内的压力协方差矩阵与前一采样时刻窗口内的压力协方差矩阵之间的F范数差值;
当F范数差值大于第一阈值时,则进入压力异常事件初步判定单元;
压力异常事件初步判定单元,用于分析测点间相关性系数来判断事件性质;
对于区域内事件,对测点变化幅度进行捕捉,当测点变化幅度大于第二阈值时,则确定为故障测点;否则进入压力异常事件二次判定单元进行二次判定;
压力异常事件二次判定单元,对初步筛选出的测点偏差数据进行分析,通过上下四分位数法识别出异常测点。
9.一种基于协方差矩阵的供水管网压力信号异常监测的电子设备,其特征在于,包括处理器和计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当所述指令被所述处理器执行时,实现如权利要求1至7任意一项所述的基于协方差矩阵的供水管网压力信号异常监测方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述的基于协方差矩阵的供水管网压力信号异常监测方法。