一种通过压力判断供水管道泄漏预警分级方法

文献发布时间：2024-04-18 20:01:30

技术领域

本发明涉及供水管道泄漏预警技术领域，具体为一种通过压力判断供水管道泄漏预警分级方法。

背景技术

供水管道泄漏会对周围的环境和人们的生命安全带来潜在的威胁，首先供水管道漏水会导致水质的恶化，当管道内的水流出时，其中的杂质和污染物也会随之流出，污染了供水系统的水源，其次，供水管道漏水还可能导致地面塌陷，当管道漏水时，其中的水会渗入地下，使得土壤变得松软并失去了稳定性，随着时间的推移，这种松软的土壤会逐渐流失，导致地面下形成空洞了，如果空洞过大，就会导致地面塌陷，给周围的建筑物和居民的生命财产安全带来巨大的风险；

目前供水管道主要采用的是漏失监测仪设备，通过监测管道震动及声音频率识别是否泄漏，通过传感器判断预警等级主要原理如下：1、根据对应预警等级设置阈值范围，2、接入实时传感器监测数据，3、根据实时监测数据及对应预警等级设置的阈值范围，判断该预警所在对应的级别；由于供水漏失监测仪是通过检测水管周围的声波来发现漏水情况的，因此当水管周围存在其他噪音时，如人声、车辆声等，就会导致漏失监测仪误报，而且在管道埋深较浅或者管道老化的情况下，也容易出现误报的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过压力判断供水管道泄漏预警分级方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种通过压力判断供水管道泄漏预警分级方法，包括以下步骤：

S1、基于供水管道日常监测的压力数据，通过供水管道压力变化识别供水管道是否发生泄漏；

S2、基于风险评估模型，对泄漏供水管道进行风险评估，评估供水管道泄漏风险等级；

S3、通过供水管道日常监测的压力数据和供水管道泄漏风险等级输出泄漏预警等级。

优选的，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S101、基于供水管道段的所在位置，为各个供水管道段标记编号；

S102、在供水管道段的节点处安装压力传感器，通过压力传感器实时监测供水管道的压力变化。

优选的，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S201、确定供水管道泄漏风险等级的评估指标；

S202、根据供水管道泄漏风险等级的不同的评估指标，采用层次分析法确定相应的评估指标权重；

S203、根据供水管道泄漏风险等级的评估指标构建管道风险评估模型；

S204、根据供水管道泄漏风险等级的评估指标采集训练数据，根据训练数据对管道风险评估模型进行训练，从而得到训练好的管道风险评估模型；

S205、根据构建的管道风险评估模型，对目标进行风险评估，并将评估结果转化为相应的管道泄漏风险等级。

优选的，所述评估指标包括一级评估指标、二级评估指标和三级评估指标，所述一级评估指标包括管网失效概率、管网泄漏危害性和当前运行状况，所述管道失效概率的二级评估指标包括管网基本属性、自然破坏和人为破坏因素，所述管网基本属性的三级评估指标包括管龄、管材、埋深和管道上方是否有附属设施，所述自然破坏的三级评估指标包括金属材质管道的防腐层是否被破坏和周边100米范围有无地质灾害隐患点，所述人为破坏因素的三级评估指标包括管道所在地区域类型、管道上方用地类型和管道防护措施。

优选的，所述管网泄漏危害性的二级评估指标包括所在路网类型、所在区域人口密度、所在区域经济密度、管径、季节和周边3公里范围内大用水用户数量，所述当前运行状况的二级评估指标包括近3年的泄漏情况、泄漏后的维修情况、周边压力流量漏失监测仪报警情况和报警处置情况。

优选的，所述评估指标权重包括一级评估指标权重、二级评估指标权重和三级评估指标权重，所述一级评估指标的管网失效概率权重具体占比20％，所述一级评估指标的管网泄漏危害性权重具体占比30％，所述一级评估指标的当前运行状况具体占比50％，所述二级评估指标的管网基本属性权重具体占比30％，所述二级评估指标的自然破坏权重具体占比30％，所述二级评估指标的人为破坏因素权重具体占比40％，所述二级评估指标的所在路网类型权重具体占比10％，所述二级评估指标的所在区域人口密度权重具体占比10％，所述二级评估指标的所在区域经济密度权重具体占比10％，所述二级评估指标的管径权重具体占比30％，所述二级评估指标的季节权重具体占比20％，所述二级评估指标的周边3公里范围内大用水用户数量权重具体占比20％，所述二级评估指标的近3年的泄漏情况权重具体占比10％，所述二级评估指标的泄漏后的维修情况权重具体占比30％，所述二级评估指标的周边压力流量漏失监测仪报警情况权重具体占比30％，所述二级评估指标的报警处置情况权重具体占比30％。

优选的，所述管道泄漏风险等级包括低风险、一般风险、较大风险和重大风险，所述管道泄漏预警等级包括一级预警、二级预警、三级预警和四级预警。

优选的，所述步骤S3具体包括以下步骤：

S301、通过数据挖掘算法对压力数据进行分析，获取当前时间的压力变化趋势，并拟合出当前时间的预测值P

J＝∑(∑||x-u′||

其中，J表示目标函数，x表示采集的压力数据样本和u′表示采集的压力数据簇的中心点；

S302、根据采集的当前时间的实时压力数据P和预测值P

S303、根据构建的供水管道泄漏风险等级划分标准，确定不同P/P

S304、根据计算得到的P/P

S305、根据确定的管道泄漏风险等级，将其输出作为管道泄漏预警等级。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过实时监测供水管道的压力变化，能够及时捕捉到异常情况，一旦发现泄漏，可以立即给出预警信号，从而能够大大缩短泄漏的响应时间，提高泄漏事件的识别和处理效率，并且能够自动判断泄漏的发生和风险程度，不需要人工干预即可完成预警过程，从而能够减少人为因素带来的误判或延误，并节省人力资源和成本；

2、本发明通过供水管道压力的识别和风险评估，可以针对性地判断泄漏的发生位置和范围，提高诊断的准确性，从而在泄漏事件发生后，能够更加准确地定位泄漏点，有针对性地进行处置和修复，避免不必要的损失和浪费，并且与传统方法相比，压力识别更加准确可靠，能够有效区分正常波动和异常压力情况，降低误报的发生，提高预警的可信度和稳定性，并且通过与预先建立的泄漏风险等级相结合，从而能够给出准确的预警等级，这样在泄漏事件发生时，能够根据不同的预警等级，快速启动相应的处置方案和紧急措施，以最小化影响并保障供水系统的安全和稳定运行。

附图说明

图1为本发明实施例提供整体方法流程图；

图2为本发明实施例提供的图1中步骤S1的流程图；

图3为本发明实施例提供的图1中步骤S2的流程图；

图4为本发明实施例提供的图1中步骤S3的流程图；

图5为本发明实施例提供的P/P

图6为本发明实施例提供的评估指标与评价指标权重的层次分析图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种通过压力判断供水管道泄漏预警分级方法，包括以下步骤：

S1、基于供水管道日常监测的压力数据，通过供水管道压力变化识别供水管道是否发生泄漏；

S2、基于风险评估模型，对泄漏供水管道进行风险评估，评估供水管道泄漏风险等级；

S3、通过供水管道日常监测的压力数据和供水管道泄漏风险等级输出泄漏预警等级。

步骤S1具体包括以下步骤：

S101、基于供水管道段的所在位置，为各个供水管道段标记编号；

S102、在供水管道段的节点处安装压力传感器，通过压力传感器实时监测供水管道的压力变化；

步骤S2具体包括以下步骤：

S201、确定供水管道泄漏风险等级的评估指标；

S202、根据供水管道泄漏风险等级的不同的评估指标，采用层次分析法确定相应的评估指标权重；

S203、根据供水管道泄漏风险等级的评估指标构建管道风险评估模型；

S204、根据供水管道泄漏风险等级的评估指标采集训练数据，根据训练数据对管道风险评估模型进行训练，从而得到训练好的管道风险评估模型；

S205、根据构建的管道风险评估模型，对目标进行风险评估，并将评估结果转化为相应的管道泄漏风险等级；

评估指标包括一级评估指标、二级评估指标和三级评估指标，一级评估指标包括管网失效概率、管网泄漏危害性和当前运行状况，管道失效概率的二级评估指标包括管网基本属性、自然破坏和人为破坏因素，管网基本属性的三级评估指标包括管龄、管材、埋深和管道上方是否有附属设施，自然破坏的三级评估指标包括金属材质管道的防腐层是否被破坏和周边100米范围有无地质灾害隐患点，人为破坏因素的三级评估指标包括管道所在地区域类型、管道上方用地类型和管道防护措施；

管网泄漏危害性的二级评估指标包括所在路网类型、所在区域人口密度、所在区域经济密度、管径、季节和周边3公里范围内大用水用户数量，当前运行状况的二级评估指标包括近3年的泄漏情况、泄漏后的维修情况、周边压力流量漏失监测仪报警情况和报警处置情况；

评估指标权重包括一级评估指标权重、二级评估指标权重和三级评估指标权重，一级评估指标的管网失效概率权重具体占比20％，一级评估指标的管网泄漏危害性权重具体占比30％，一级评估指标的当前运行状况具体占比50％，二级评估指标的管网基本属性权重具体占比30％，二级评估指标的自然破坏权重具体占比30％，二级评估指标的人为破坏因素权重具体占比40％，二级评估指标的所在路网类型权重具体占比10％，二级评估指标的所在区域人口密度权重具体占比10％，二级评估指标的所在区域经济密度权重具体占比10％，二级评估指标的管径权重具体占比30％，二级评估指标的季节权重具体占比20％，二级评估指标的周边3公里范围内大用水用户数量权重具体占比20％，二级评估指标的近3年的泄漏情况权重具体占比10％，二级评估指标的泄漏后的维修情况权重具体占比30％，二级评估指标的周边压力流量漏失监测仪报警情况权重具体占比30％，二级评估指标的报警处置情况权重具体占比30％；

管道泄漏风险等级包括低风险、一般风险、较大风险和重大风险，管道泄漏预警等级包括一级预警、二级预警、三级预警和四级预警；

步骤S3具体包括以下步骤：