大同集团供水管网远程监测与事故定位研究

摘要

供水管道能否畅通运行直接关系到供水企业和居民的正常生活以及工业生产过程的正常运转。本论文以大同煤矿集团的供水管网为研究对象，大同煤矿的供水管道由于多年缺乏维护，存在着供水管道设施陈旧，管子的腐蚀也比较严重，极易造成供水管道破裂等问题。本文首先对大同煤矿集团实际供水管道现状进行现场调研之后，设计了一套供水管网远程监测系统，系统的整体设计以物联网三层架构为基础，以分层设计思想为主线，详细给出了采集层、传输层、应用层的设计实现流程和具体设计方法。然后根据实际状况，运用改进的模糊聚类分析法，并运用EPANET对管网进行水利模拟，提出了较为合理的测压点优化布置的方案。
　　详细论述了事故产生时的管网中测压点的压力变化特征，首先建立管网微观水力模型，对供水管网事故工况进行模拟，进而观察和评估事故影响压力变化的效果，通过实例分析，建立供水管网漏损事故特征信息库。提出“二步走”进行事故点的准确定位:第一步是利用BP神经网络法智能识别出事故区域，即利用事故特征信息库对BP神经网络进行学习与训练，建立事故区与测压点压力变化之间的非线性关系，然后将各测压点的压力变化信息作为已知条件，进而通过该神经网络来完成事故区的识别;第二步是在前者基础上，运用微观水力模型及统计学方法来完成可疑事故点的定位，利用黄金分割法完成漏损量的估算。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 现场状况

1．2 国内外技术现状

1．2．1 供水管网监测系统

1．2．1 远程数据采集方式

1．2．2 基于GPRS的远程监控

1．2．3 管网管理平台

1．2．4 测压点的优化布置

1．2．5 供水管网工况模拟及事故定 位

1．3 研究意义及主要内容

1．3．1 研究意义

1．3．2 主要内容

1．3．3 主要创新

2 监测系统的建立

2．1 系统方案设计

2．1．1 采集层

2．1．2 传输层

2．1．3 应用层

2．2 系统特性分析

2．2．1 实时性

2．2．2 稳定性

2．2．3 交互便捷性

2．3 小结

3 水压监测点优化布置

3．1 优化布置测压点的目的

3．2 优化布置原则及方法选用

3．3 模糊聚类分析法

3．3．1 影响系数

3．3．2 影响矩阵的模糊聚类化

3．3．3 测压点位置的确定

3．4 测压点优化布置在实际管网中的实现

3．3 小结

4 供水管网事故的工况模拟

4．1 事故时管网压力的变化特征

4．1．1 正常工况管网压力特征

4．1．2 事故工况管网压力特征

4．2 供水管网事故工况模拟

4．2．1 供水管网事故工况模拟思路

4．2．2 供水管网事故工况模拟目的

4．2．3 供水管网事故工况模拟方法

4．3 供水管网事故水力模型

4．3．1 供水管网正常工况水力模型

4．3．2 供水管网事故工况水力模型

4．4 实例分析

4．5 本章小结

5 供水管网事故定位模型

5．1 神经网络介绍

5．1．1 人工神经网络概述

5．1．2 BP神经网络模型

5．1．3 BP算法

5．1．4 BP算法的改进

5．2 基于神经网络模型的事故区识别

5．2．1 管网事故区的划分

5．2．2 管网漏损事故水力模拟

5．2．3 神经网络的构建与训练

5．2．4 神经网络对事故区的识别

5．3 基于微观模型的事故点定位及漏损水量的推算

5．3．1 事故点定位方法

5．3．2 事故点定位及漏损水量计算过程

5．3．3 实例分析

5．4 本章小结

结论

参考文献

作者简历

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