《供水系統爆管監測網布局最佳化與實時監控關鍵技術研究》是依託浙江大學，由程偉平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：供水系統爆管監測網布局最佳化與實時監控關鍵技術研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：程偉平
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
市政給水系統是城市的生命線工程，爆管事故給社會生產生活和公共安全帶來嚴重影響，供水系統爆管實時監控是關係社會安全的重要科技問題。本項目將開展供水系統監測網解析度理論研究，從理論上分析目前供水管網採用的壓力-流量監測系統是否可以有效監控爆管，以及如何面向爆管監控進行監測網布局；其次結合供水管網監測網和水力模型，採用證據理論建立供水系統爆管證據體系、組合規則和融合結果的決策原則，形成多元信息融合的實時爆管監控系統。通過理論分析、數值模擬和原型試驗等多種手段對監測網解析度分析方法和實時爆管監控技術進行驗證。擬通過本項目的研究,在爆管實時監控技術研究方面取得創新性研究成果，推動供水管網系統理論的發展。
結題摘要
城市供水管網擔負著向企事業單位、小區居民、各部門提供安全優質的水資源的重任，是城市的生命線工程，爆管事故時有可能帶來嚴重的水資源浪費和巨大的社會影響，因此開展爆管監測的研究具有重要的社會意義。根據項目的要求和在研究過程中探索，課題組在以下方面取得了重要進展：（1）通過研究海量數據研究發現，經過差分處理後監測數據具有明顯的規律，數據呈現明顯的肥尾效應，拐點出現在2～3倍方差處，首次在供水行業內提出了管網監測系統的背景噪聲（一般情況下城市壓力背景噪聲1～1.5m水頭），管網最小爆管可監控管徑，爆管強度三個基本概念。該部分工作屬原創性，具有明確的物理意義、充分的實測數據作為支撐，可作為爆管監控基礎理論，是本研究最核心的成果之一。（2）以邊際效應為參考，建立了給水管網壓力監測點的分布最佳化模型，通過對典型供水管網實例的分析後發現，提出的管網最佳化布點方案顯示：最佳化布點方案可以提高對管網壓力的監測，提升經濟性和有效性，能夠根據模型確定監測點的個數，且最佳化後的監測點布點較為均勻。依據統計學原理和實際的大數據分析，同時提出了在一個監控區域，監測點不宜小於2～3個監測點。（3）基於證據理論，開展了多個感測器分區的爆管監測研究；將壓力、流量、水泵啟閉觀測信息等多個感測器冗餘或互補信息依據準則進行組合，獲取了管網的一致性解釋或描述；根據SCADA系統的多源信息構建爆管信息特徵模型，選擇爆管的特徵參數，建立識別框架，構造基本信任分配函式，獲得爆管風險融合結果，根據以上理論，開發了實時線上爆管監測算法。（4）在理論研究的基礎上初步開發和在廣州市進行了爆管監控系統實踐研究，歷史數據檢驗結果顯示能夠對重大爆管進行較好的監控。同時進行了實際套用，能夠準確地對管網中發生的重要異常情況進行識別，效果良好。
