进化过程中所得到的具有最大适应度个体作为 最优解输出，终止计算，即可得到保证压力和流量计算值与观测值的方差和最小时所对应 的虚拟节点参数（位置和泄流量）。
[0052] 步骤6、依次人工排查：依据疑似泄流量大小及其所在管段的重要程度等信息，对 管段排查进行排序，并以此为依据进行人工排查，修复受损、泄漏部分管段；
[0053] 步骤7、复核：管段疑似泄漏排除或修复后，进行整体辨识排查；直至所有管段阻 力特性变化小于设定值，此时认为系统中不存在泄漏情况；否则，重复步骤2, 3,4, 5和6,直 至排出所有疑似泄漏情况，完成管网系统整体泄漏检测。
【具体实施方式】 [0054] 二：
[0055] 本实施方式的步骤2所述的建立包含阻力特性系数的方程组的过程如下，
[0056] 阻力特性系数方程如公式（1)所示
[0057]
[0058] 式中，i为管网管段序号；j为管网节点序号；η为管网中节点数量；k为水力工况， k取不同数值时，表示不同水力工况；a]1为管网基本关联矩阵中的元素；为水力工况k 时管网节点j的压力值；Sl为管段i的管段阻力特性系数值；gT为水力工况k时管段i流 量值；
[0059] 水力工况k取不同数值时，表达不同工况，根据不同的水力工况k联立各工况对应 的方程，构成所述的辨识方程组。
[0060] 其他步骤和参数与【具体实施方式】一相同。
【具体实施方式】 [0061] 三：
[0062] 本实施方式步骤2所述的找出变化范围超出设定值的管段的过程如下，
[0063] 某些不同工况下管段阻力特性系数变化是由观测误差引起的，为剔除由于观测误 差等所引起的阻力变化，以阻力系数变化超过设定值一定范围的管段作为排查目标，变化 超过这一限值则认为疑似存在泄漏；泄漏对管段阻力特性系数的影响程度除受泄漏自身影 响外，还与管径有关，疑似泄漏工况下管段阻力系数允许变化区间如下：
[0064] 对于管径为100-200mm的管段，允许变化区间为对应管段正常工况下阻力系数设 定值的[0,50% ];
[0065] 对于管径为250-400mm的管段，允许变化区间为对应管段正常工况下阻力系数设 定值的[0,45% ];
[0066] 对于管径为500-800mm的管段，允许变化区间为对应管段正常工况下阻力系数设 定值的[0,35% ];
[0067] 对于管径为800mm以上的管段，允许变化区间为对应管段正常工况下阻力系数设 定值的[0,30% ]。
[0068] 其他步骤和参数与【具体实施方式】一或二相同。
【具体实施方式】 [0069] 四：
[0070] 本实施方式步骤5所述的X取值为5,即取5m为步长（泄漏诊断精度设定为5m)。
[0071 ] 其他步骤和参数与【具体实施方式】一至三之一相同。
【主权项】
1. 一种结合阻力辨识的管网泄漏检测方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1、获取拓扑结构：通过搜集管网系统设计资料，获取管网系统节点和管段信息， 即拓扑结构；对节点和管段依次进行编号，表达管网拓扑结构模型； 步骤2、在正常工况下，获取正常工况下的参数及阻力特性系数样本：以管段为单位形 成样本库，利用不同工况下管网中节点和管段处的压力和流量观测数据；利用上述观测数 据作为计算已知条件，建立包含阻力特性系数的方程组，借助广义逆解方法求解所构建方 程组，从而计算确定各管段阻力特性系数，记为设定值； 步骤3、根据不同工况或不同时间段内管网的观测数，依据步骤2中确定各管段阻力特 性系数的方法辨识不同工况或不同时间段内管段阻力特性系数； 将此时的管段阻力特性系数与正常工况下的阻力特性系数样本进行比较，将不同工况 下管段阻力特性系数变化范围超出设定值的管段视为疑似泄漏管段； 步骤4、区域划分及虚拟节点设置：通过在疑似泄漏管段上设置虚拟节点表达泄漏，每 个虚拟节点包含位置及泄流量两个参数；即虚拟节点位置表达疑似的泄漏位置，虚拟泄流 量表达泄流量；在可观测的节点或管段处分割管网，依据管网规模确定划分区域数量，划分 每一区域不多于30根管段，且每一区域最多包含一个疑似存在的泄漏点；以每一区域作为 泄漏诊断基本研究单元确定疑似泄漏的管段信息；对管网整体进行3次以上不同的区域划 分，汇总疑似泄漏管段信息，初步确定疑似泄漏的管段及具体泄漏位置； 步骤5、区域内优化实现：在步骤4划分的每个区域内，设置虚拟节点，虚拟节点位置设 置从该管段上游节点处开始，以xm为步长依次改变所设置的泄漏点位置；采用遗传算法进 行优化计算，对疑似泄漏点进行定位并量化泄流量； 步骤6、依次人工排查：依据疑似泄流量大小及其所在管段的重要程度等信息，对管段 排查进行排序，并以此为依据进行人工排查，修复受损、泄漏部分管段； 步骤7、复核：管段疑似泄漏排除或修复后，进行整体辨识排查；直至所有管段阻力特 性变化小于设定值，此时认为系统中不存在泄漏情况；否则，重复步骤2, 3,4, 5和6,直至排 出所有疑似泄漏情况，完成管网系统整体泄漏检测。2. 根据权利要求1所述的一种结合阻力辨识的管网泄漏检测方法，其特征在于步骤2 所述的建立包含阻力特性系数的方程组的过程如下， 阻力特性系数方程如公式（1)所示式中，i为管网管段序号；j为管网节点序号；n为管网中节点数量；k为水力工况，k取 不同数值时，表示不同水力工况；a]1为管网基本关联矩阵中的元素；为水力工况k时管 网节点j的压力值；Sl为管段i的管段阻力特性系数值；gf1为水力工况k时管段i流量 值； 水力工况k取不同数值时，表达不同工况，根据不同的水力工况k联立各工况对应的方 程，构成所述的辨识方程组。3. 根据权利要求2所述的一种结合阻力辨识的管网泄漏检测方法，其特征在于步骤2 所述的找出变化范围超出设定值的管段的过程如下， 以阻力系数变化超过设定值一定范围的管段作为排查目标，变化超过这一限值则认为 疑似存在泄漏；疑似泄漏工况下管段阻力系数允许变化区间如下： 对于管径为100-200mm的管段，允许变化区间为对应管段正常工况下阻力系数设定值 的[0,50% ]; 对于管径为250-400mm的管段，允许变化区间为对应管段正常工况下阻力系数设定值 的[0,45% ]; 对于管径为500-800mm的管段，允许变化区间为对应管段正常工况下阻力系数设定值 的[0,35% ]; 对于管径为800mm以上的管段，允许变化区间为对应管段正常工况下阻力系数设定值 的[0,30% ]。4.根据权利要求3所述的一种结合阻力辨识的管网泄漏检测方法，其特征在于步骤5 所述的X取值为5,即取5m为步长。
【专利摘要】一种结合阻力辨识的管网泄漏检测方法，涉及管网泄漏检测方法。为了解决被动检漏法主要需要大量仪器设备和人力、难以与自动监控系统结合的问题和人工神经网络方法存在的样本数量不大会造成优化结果有较大偏差和耗时较长的问题。本发明首先利用部分管段流量节点压力观测值作为已知条件，建立包含管段阻力信息的方程组，并利用方程组的广义逆解表达阻力结果。随后，将可能存在泄漏的管道划分至若干不同区域，每一区域中，以边缘管网运行参数观测值作为已知条件，并引入虚拟节点表示泄漏点，借助遗传算法优化确定虚拟节点的具体位置及泄流量，从而定位并量化漏失。然后进行依次人工排查并复核。本发明适用于管网泄漏检测领域。
【IPC分类】F17D5/02
【公开号】CN105221933
【申请号】CN201510523295
【发明人】刘永鑫
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年8月24日