一種新型管道壓降測算算法參數的動態修正方法技術

本發明專利技術公開了一種新型管道壓降測算算法參數的動態修正方法，包括以下步驟：采集管道供水數據，記錄下多組供水管網中同一時間點的各用水節點的瞬時流量和管網首末壓力，并將記錄的數據作為同一時間斷面的管道供水數據；壓降數據清洗，定義數據清洗規則，并將采集的管道供水數據按照定義的數據清洗規則進行數據清洗，獲得可用的管道壓降測算數據；參數動態修正，根據可用的管道壓降測算數據并利用神經網絡進行訓練和參數修正，并輸出實際的管道壓力測算參數。本發明專利技術能在實際生產環境中進行管道的壓力測算，動態進行管道壓降測算參數擬合修正，能快速并準確的測算出供水管網中每個管道真實的管阻系數和流量的指數。道真實的管阻系數和流量的指數。道真實的管阻系數和流量的指數。

【技術實現步驟摘要】
一種新型管道壓降測算算法參數的動態修正方法


[0001]本專利技術涉及管道壓力測算
，尤其涉及一種新型管道壓降測算算法參數的動態修正方法。

技術介紹

[0002]隨著人口增長以及城市化發展，我國城市供水管網系統結構日趨復雜，導致供水管網運行管理困難，運行效率較低、漏損嚴重、爆管頻發、供水能耗偏高。現有供水管網在投入使用前，根據壓降方程會進行放水實驗來測算出方程中的參數管阻系數α和流量的指數n，壓降方程為：式中，H
i
，H
j
分別表示管段兩端節點i、j的水壓高程；h
ij
管段兩端節點i、j的壓降；s
ij
管段摩阻；q
ij
管段流量(m3/s)；α
ij
表示比阻；
?????
l
ij
管段長度(m3/s)。由于參數α和n與管道的材質、管徑有一定關系，因此需要在投入使用前分段實際進行放水實驗來測算出每個管道真實的參數α和n。
[0003]而在實際生產環境中，由于各種原因，放水實驗不可能實現。進而導致參數α和n不能確定，從而影響管道的壓力測算。
[0004]如申請號為201710667800.2的專利提供了一種節點流量和管道阻力系數同時調整的供水管網模型快速校正方法，其技術方案通過管道阻力系數分組并初始化、節點流量分組并初始化、計算監測點觀測值與計算值殘差、計算管網監測點靈敏度矩陣、計算參數調整值、更新參數值，從而實現管網在線實時模擬，進而實現管網的運行智能化管理。可見該申請方案采用數值計算方法來對節點流量和管道阻力系數同時調整，實現供水管網的在線校正，但是該技術方案的參數校正效率不夠高，所耗費的時間也較長。因此需要一種能在實際生產環境中動態進行壓降測算算法參數擬合測算的方法。

技術實現思路

[0005]本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種新型管道壓降測算算法參數的動態修正方法，能在實際生產環境中進行管道的壓力測算，動態進行管道壓降測算參數擬合修正，能快速并準確的測算出供水管網中每個管道真實的管阻系數和流量的指數。
[0006]本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的：
[0007]一種新型管道壓降測算算法參數的動態修正方法，包括以下步驟：
[0008]步驟一：采集管道供水數據，記錄下多組供水管網中同一時間點的各用水節點的瞬時流量和管網首末壓力，并將記錄的數據作為同一時間斷面的管道供水數據；
[0009]步驟二：壓降數據清洗，定義數據清洗規則，并將采集的管道供水數據按照定義的數據清洗規則進行數據清洗，獲得可用的管道壓降測算數據；
[0010]步驟三：參數動態修正，根據可用的管道壓降測算數據并利用神經網絡進行訓練和參數修正，并輸出實際的管道壓力測算參數。
[0011]具體的，所述步驟一具體包括以下子步驟：
[0012]S101，分別在多組供水管網中的輸水管線入口處和出口處布設壓力和流量傳感
器，并在供水管網上沿用水節點布設壓力傳感器；
[0013]S102，利用供水監測平臺實時獲取各個傳感器的壓力和流量監測數據，并根據時間點記錄各用水節點的瞬時流量和管網首末壓力形成對應時間點斷面的管道供水數據。
[0014]具體的，所述步驟二具體包括以下步驟：預定義管道供水數據的清洗規則，對管道供水網絡中的臟數據或無變化數據進行清洗；具體清洗規則包括：
[0015]A，判斷當前時間點斷面供水管網中的總入水瞬時流量和總出水瞬時流量是否超出預設的判定標準，若超出判定標準則去除當前時間點斷面的管道供水數據；
[0016]B，在供水管網中任意選取一個用水節點X，判斷當前時間點斷面用水節點X的壓力和上一時間點斷面用水節點X的壓力是否滿足預設的壓力判定條件，若不滿足壓力判定條件則去除當前時間點斷面的管道供水數據；
[0017]將同時滿足上述清洗規則A和清洗規則B的管道供水數據作為可用的管道壓降測算數據。
[0018]具體的，所述判定標準包括：總入水瞬時流量≥總出水瞬時流量；總出水瞬時流量/總入水瞬時流量>98％。
[0019]具體的，所述壓力判定條件為：|壓力值t1
?
壓力值t2|>0.005MPa，其中壓力值t1為當前時間點斷面用水節點X的壓力，壓力值t2為上一時間點斷面用水節點X的壓力。
[0020]具體的，所述步驟三具體包括以下子步驟：
[0021]S301，首先提取可用的管道壓降測算數據，建立輸入樣本和輸出樣本集，輸入樣本為可用的管道壓降測算數據，輸出樣本集為實際的管道壓力測算參數；
[0022]S302，利用神經網絡對可用的管道壓降測算數據進行訓練，建立管道壓降測算神經網絡模型；
[0023]S303，將供水管網中各個管段可用的管道壓降測算數據輸入到管道壓降測算神經網絡模型中，模型根據擬合計算公式最小二乘法對預測的管道壓力測算參數進行擬合計算，輸出最終實際的管道壓力測算參數。
[0024]具體的，所述擬合計算公式為如下式所示：
[0025]P＝h1(q1)+h2(q2)+..+hn(qn)；
[0026]其中，P為供水管網中的輸水管線入口處和出口處的壓力差值，h為每段管網壓降的計算公式，q是每段管網中水的舒適流量。
[0027]本專利技術的有益效果：
[0028]1.通過設定相應的數據清洗規則對供水管網數據進行數據清洗，剔除臟數據和無變化數據，提高了數據測算的準確性。
[0029]2.利用神經網絡對清洗數據進行訓練并建立網絡模型，同時通過最小二乘法對訓練結果進行修正，對網絡模型參數進行更新，進一步提高數據測算修正的效率，大大減少參數修正耗費的時間。
附圖說明
[0030]圖1是本專利技術的方法流程圖。
具體實施方式
[0031]為了對本專利技術的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖說明本專利技術的具體實施方式。
[0032]本實施例中，如圖1所示，一種新型管道壓降測算算法參數的動態修正方法，包括以下步驟：
[0033]步驟一：采集管道供水數據，記錄下多組供水管網中同一時間點的各用水節點的瞬時流量和管網首末壓力，并將記錄的數據作為同一時間斷面的管道供水數據；
[0034]步驟二：壓降數據清洗，定義數據清洗規則，并將采集的管道供水數據按照定義的數據清洗規則進行數據清洗，獲得可用的管道壓降測算數據；
[0035]步驟三：參數動態修正，根據可用的管道壓降測算數據并利用神經網絡進行訓練和參數修正，并輸出實際的管道壓力測算參數。
[0036]本專利技術中，采集管道供水數據的過程具體包括以下步驟：
[0037]S101，先分別在多組供水管網中的輸水管線入口處和出口處布設壓力和流量傳感器，并在供水管網上沿用水節點布設壓力傳感器；
[0038]S102，然后可利用現有供水監測平臺(如市政管網平臺本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種新型管道壓降測算算法參數的動態修正方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一：采集管道供水數據，記錄下多組供水管網中同一時間點的各用水節點的瞬時流量和管網首末壓力，并將記錄的數據作為同一時間斷面的管道供水數據；步驟二：壓降數據清洗，定義數據清洗規則，并將采集的管道供水數據按照定義的數據清洗規則進行數據清洗，獲得可用的管道壓降測算數據；步驟三：參數動態修正，根據可用的管道壓降測算數據并利用神經網絡進行訓練和參數修正，并輸出實際的管道壓力測算參數。2.根據權利要求1所述的一種新型管道壓降測算算法參數的動態修正方法，其特征在于，所述步驟一具體包括以下子步驟：S101，分別在多組供水管網中的輸水管線入口處和出口處布設壓力和流量傳感器，并在供水管網上沿用水節點布設壓力傳感器；S102，利用供水監測平臺實時獲取各個傳感器的壓力和流量監測數據，并根據時間點記錄各用水節點的瞬時流量和管網首末壓力形成對應時間點斷面的管道供水數據。3.根據權利要求1所述的一種新型管道壓降測算算法參數的動態修正方法，其特征在于，所述步驟二具體包括以下步驟：預定義管道供水數據的清洗規則，對管道供水網絡中的臟數據或無變化數據進行清洗；具體清洗規則包括：A，判斷當前時間點斷面供水管網中的總入水瞬時流量和總出水瞬時流量是否超出預設的判定標準，若超出判定標準則去除當前時間點斷面的管道供水數據；B，在供水管網中任意選取一個用水節點X，判斷當前時間點斷面用水節點X的壓力和上一時間點斷面用水節點X的壓力是否滿足預設的壓力判定條件，若不滿足壓力判定條件則去除當前時間點斷面的管道供水數據；將...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王增良，葉寧，陳莉，招于飛，鄒琨，
申請(專利權)人：成都四為電子信息股份有限公司，
類型：發明
國別省市：