基于SCADA系统的供水管网检漏检爆

摘要

给水管网爆管事故是国内外供水行业普遍存在的问题。爆管不仅浪费了宝贵的水资源，而且增加了供水成本。更重要的是爆管会对城市生活、生产和环境造成极大的影响。因此在水资源匾乏的今天，寻求一种经济有效的实时检漏检爆方法，对节约水资源、保障城市供水安全和社会经济发展具有重要的意义。
　　 本文的研究内容主要包括：测压点优化布置方法的修正、状态估计精度的提高、模糊相似优先比法判断爆管位置的研究以及爆管检测最佳工况的确定。
　　 (1)测压点优化布置方法的修正利用爆管条件下的影响系数，建立了供水管网的异常检测矩阵，通过该检测矩阵选择性地补充管网测压点，使任一管段爆管时至少有一个测压点的压力变化出现异常．由此确定出爆管管段。该方法完善了测压点韵模糊聚类优化布置模型，对于安装有SCADA实时监测系统的城市供水管厢，一旦发生爆管，有助于事故管段的快速发现。
　　 (2)提高状态估计的精度状态估计的精度在很大程度上取决于测压点与测流点的位置和数量，本文采用带有补充布置测压点和优化布置的测流点对管网进行状态估计。状态估计的水压误差均方根从0.61降低到0.28，减少了54.1％，其精度完全可以满足对管网水压实时监控的要求，表明该状态估计模型用于爆管检测是完全可行的。
　　 (3)模糊相似优先比法判断爆管位置在对管网进行补充布置测压点及优化布置测流点的基础上，利用SCADA系统监测到的爆管前后监测点的信息，对管网进行正常状态和爆管状态下的状态估计，根据整个管同爆管前后节点水压的变化，并考虑各节点在管网中的权重(对监测点赋予较大的权重)，用模糊相似优先比法快速准确的寻找爆管管段。漏失量太于30L/s时爆管基本都可以检测出来，对不能准确检测出的管段，都可以检测出爆管区域。
　　 (4)判断爆管位置的最佳工况对不同工况下的爆管检测计算表明，当节点流量同步变化时，最大时比平均时和最小时较易检测出爆管，但当漏失量大于80L/s时，各工况下爆管检测的正确率差别不大。节点流量不同步变化时，爆管检测率会受到水源供水量的影响，改变供水量多的水源供水范围内的节点流量，就可以提高爆管检测的准确率。
　　 以上研究为市政管网的漏失检测和控制工作提出了实际可行的方法，并为城市供水系统的安全运行与管理提供了依据和方法支持。

目录

第1章绪论

第2章管网运行状态的监测

第3章同时优化布置测压点和测流点的管网状态估计方法

第4章管网爆管检测

第5章模糊相似优先比实时检测爆管方法在给水管网中的应用

第6章结论与建议

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

附录

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