基于SCADA系統(tǒng)的給水管網爆管事故快速定位系統(tǒng)的研究.pdf

1、給水管網中水的漏失，不僅增加了水處理方面的費用，而且還額外地增大了管網及其構筑物的投資和運行費用。由于歷史原因，人們對給水管道施工過程中的管線竣工資料積累不夠重視，難以全面和準確掌握地下管線的現(xiàn)狀，造成爆管事故發(fā)生時不能及時發(fā)現(xiàn)，以及發(fā)現(xiàn)后難以迅速制定和實施應急方案的情況，從而造成自來水的無謂浪費。近年來，我國大中城市相繼建立了SCADA系統(tǒng)，系統(tǒng)傳回的數(shù)據(jù)隱含了爆管工況的信息，分析這些數(shù)據(jù)對確定爆管的位置有很強的指導作用，但從國內使用

2、SCADA系統(tǒng)的現(xiàn)狀來看，這些數(shù)據(jù)并沒有很好地用于爆管定位分析。基于此，本研究就是充分利用SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，建立在線實時爆管定位系統(tǒng)，指導搶修工作的迅速開展，盡可能減少因給水管爆管而產生的水量損失。
　　 本研究在目標管網中壓力變化反應靈敏的節(jié)點設立爆管監(jiān)測點，對爆管監(jiān)測點的壓力運行狀態(tài)變化過程進行動態(tài)分析，利用BP人工神經網絡技術，建立起三個爆管監(jiān)測點的壓力變化與爆管位置及損壞程度的非線性關系，從而實現(xiàn)比較準確的爆管定位、

3、縮短爆管反應時間的研究目的。緊緊圍繞研究目的，文章進行了管道爆管原因及特征、給水管網爆管監(jiān)測點的布置方法、基于BP人工神經網絡技術的爆管定位等三個方面的研究，取得較理想的實驗效果，并在爆管定位方面提出了一些新的思路和方法。
　　 第一章對我國給水管網爆管現(xiàn)狀進行概述，并對國內外爆管定位方法進行介紹，闡明研究目的。
　　 第二章重點闡述研究思路，制定具體的研究方法。并對本研究的核心技術——人工神經網絡技術進行介紹。

4、　　 第三章首先對F市某區(qū)歷年爆漏記錄進行歸納總結，分析爆管的原因；然后對各種管材材質的物理性能進行分析，并結合歷年爆漏記錄中對爆管損壞形式和程度的記錄，得出F市某區(qū)給水管網不同管材的爆管特征值；通過分析不同管材爆管的原因及其特征，再利用管網模型按實際爆管事故特征進行爆管模擬。此方法可令訓練樣本接近實際爆管情況，提高人工神經網絡的預測準確度。
　　 第四章應用模糊聚類分析法與靈敏度分析法相結合的方法，對管網各節(jié)點的測壓點的關聯(lián)

5、度進行分析，將關聯(lián)度相近的節(jié)點編為一組；再利用靈敏度分析法求出各測壓點的靈敏度并加以分析；選取目標管網中對水壓變化較敏感的三個節(jié)點作為爆管監(jiān)測點，為定位系統(tǒng)的有效運行奠定基礎。
　　 第五章首先利用第三章對F市某區(qū)給水管網不同管材的爆管特征值的總結成果，結合目標管網管材使用情況，制定目標管網中各管段可能發(fā)生爆管事故的損壞形式和損壞程度。然后利用管網模型對各種爆管損壞程度進行爆管模擬，獲得各管段發(fā)生不同程度的爆管事故對特定監(jiān)測點的

6、壓力變化數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)作為建立爆管定位及損壞程度模型的訓練樣本。基于這些訓練樣本，利用MATLAB中提供的神經網絡工具箱，按BP人工神經網絡技術要求對爆管定位及損壞程度評估模型進行構建和訓練，使其掌握監(jiān)測點壓力變化與爆管損壞程度、爆管位置之間的非線性關系，最終達到爆管事故快速定位的目的。最后在目標管網中以打開消防栓的方式進行爆管模擬仿真實驗，實驗結果表明定位模型預測可信度較高、模型切實可行；損壞評估模型符合應用要求。
　　 第