基于盲源分離理論的供水管網(wǎng)漏失特性研究.pdf

1、供水管網(wǎng)漏失嚴(yán)重使供水行業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn),不僅大大減少公用事業(yè)收入,降低供水服務(wù)質(zhì)量,同時(shí)造成城市水資源浪費(fèi)。如何量化管網(wǎng)漏失是管網(wǎng)控制漏失的基礎(chǔ),同時(shí)為管網(wǎng)漏失控制指明方向。為達(dá)到資源最優(yōu)化、效益最大化,研究城市供水管網(wǎng)物理漏失量具有較大實(shí)際意義。
　　本課題針對(duì)國(guó)際上常用的三種計(jì)算物理漏失量的方法存在的缺陷進(jìn)行探討,指出夜間最小流量法存在差異系數(shù)以及計(jì)量區(qū)域內(nèi)實(shí)際用水量不準(zhǔn)確等問題;水平衡法存在表觀漏失水量、免費(fèi)供水量數(shù)值實(shí)際為

2、推測(cè)值,大量測(cè)流儀表安裝困難等缺陷;基于壓力驅(qū)動(dòng)漏失量水力模型存在缺陷,如參數(shù)取值不準(zhǔn)確,多憑經(jīng)驗(yàn)取值;估算得到漏失量無法驗(yàn)證,很難得到真實(shí)漏失量,且模型簡(jiǎn)單的回歸到兩個(gè)參數(shù),構(gòu)建模型形式存在缺陷。
　　至今,國(guó)際上未見精準(zhǔn)漏失量推算的數(shù)學(xué)方法。本課題研究如何僅在管網(wǎng)中有代表性位置安裝流量計(jì)、壓力表的情況下,分析供水管網(wǎng)物理漏失量壓力、時(shí)間特性,提出一種計(jì)算物理漏失量新思路,本課題研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　1.建立供水

3、管網(wǎng)漏失專用實(shí)驗(yàn)平臺(tái),安裝在線流量計(jì)、壓力表以及水表等計(jì)量設(shè)備。模擬不同用戶、不同漏點(diǎn)、不同類型管網(wǎng)漏損情況,部分蝕點(diǎn)作為漏失量,另一部分作為用水量。
　　2.應(yīng)用獨(dú)立性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)條件下用水量與漏失量獨(dú)立性,應(yīng)用峭度檢驗(yàn)法檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室用水量的非高斯性,為漏失量盲源分離理論的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。漏失量盲源分離算法采用非高斯性作為目標(biāo)函數(shù),以固定點(diǎn)迭代作為尋優(yōu)算法。編寫漏失量快速獨(dú)立分量分離算法源代碼,將漏失模型嵌套到水量平衡方程組,達(dá)到分離物

4、理漏失水量的目的。采用相對(duì)誤差和相關(guān)系數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)分離結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),模擬漏失率相對(duì)誤差范圍為0.28％~7.55%。
　　3.將管網(wǎng)漏失量分離理論和水量平衡方程組應(yīng)用到實(shí)際計(jì)量區(qū)域供水管網(wǎng)數(shù)據(jù),對(duì)實(shí)際管網(wǎng)流量觀測(cè)信號(hào)漏失分離。結(jié)果表明漏失量盲源分離算法計(jì)算得到漏失率與產(chǎn)銷差計(jì)算漏失率差值僅為1.2%,漏失量盲源分離算法可靠。
　　課題意義在于對(duì)漏失特性進(jìn)行分析,為供水行業(yè)提供決策與管理依據(jù),有效制定下控漏策略;校準(zhǔn)壓力驅(qū)動(dòng)漏