一种利用生长函数曲线表征漏点全生命周期内的发展状态的方法与流程

本发明属于城市供水管网漏损控制领域，特别涉及一种利用生长函数曲线表征漏点全生命周期内的发展状态的方法。

背景技术

供水管网漏损管理控制过程的首要环节是进行水平衡分析，其次对管网的漏损现状进行评价，进而采取恰当的控制措施降低漏损。供水管网的漏损水量包括真实漏失水量和表观漏损水量，表观漏损主要包括非法连接、仪表误差、统计误差；真实漏失主要包括发生在管道、连接点、附属设施、水池等的漏失和溢流。真实漏失水量作为漏损水量的重要组成部分，对其进行合理客观的评价对于开展管网漏损管理控制具有重要意义。

专利申请cn201510324956.1公开了一种供水管网的漏损控制方法，根据prz压力最不利点的压力与管网最低压力要求p0的差值，确定水厂的压力调控值，然后根据该压力调控值来调节水厂出水压力，从而降低管网漏失水量。专利申请cn201710576695.1公开了一种leakview城镇供水管网漏损控制管理系统，通过供水管网漏失对压力响应机制，制定节水效果和经济匹配性最优的压力调控策略，从而降低管网漏失水量；漏损噪声在线监测用终端噪声监测设备替代人工听漏，将噪声以数据的形式展现，通过关键数据比对分析，找到疑似漏失存在的区域，从而实现漏点定位。

目前，漏损控制的研究多集中在漏点定位和降低漏失水量，未见漏点发展过程的相关研究，即一个漏水点从出现至被探测到的发展过程。从微观角度研究漏水点的全生命周期，解析水平衡分析中背景漏失水量、暗漏水量、明漏水量的确定方法，能够更有效的指导水平衡分析，提高漏损控制效率，具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种利用生长函数曲线表征漏点全生命周期内的发展状态的方法，以便日常管理者能够了解管线上漏点所处的发展阶段，从而提高探漏工作效率，辅助自来水公司做出科学合理的决策。

一种利用生长函数曲线表征漏点全生命周期内的发展状态的方法，生长函数曲线包括静默期、缓慢期、增长期、稳定期；生长函数曲线上的点包括技术不可探漏点、初始漏点、发展漏点、极值漏点、漏点拐点；漏点的全生命周期内的发展状态包括背景漏点、暗漏点、明漏点，其特征在于：生长函数曲线上处于静默期的技术不可探漏点为背景漏点，处于缓慢期、增长期、稳定期的初始漏点、发展漏点、漏点拐点，如果在某个时刻未被探测到则为背景漏点，如果在某个时刻被探测到则为暗漏点；生长函数曲线上处于稳定期的极值漏点之后的漏点为明漏点。

进一步，静默期内的漏点刚刚产生，通过现有技术不能探测到的漏点所处阶段，漏失水量很小，增长速度趋近于0；缓慢期内的漏点漏失水量缓慢增长；增长期内的漏点漏失水量快速增长；稳定期内的漏点漏失水量缓慢增长，达到漏失水量最大值，之后增长速度趋近于0，曲线呈水平状态。

进一步，技术不可探漏点为静默期内通过现有技术不能探测到的漏点；初始漏点为缓慢期的起点，通过现有技术探测到的最小漏失水量，漏点从静默期到缓慢期的过渡点；发展漏点为处于初始漏点和极值漏点之间，通过现有探漏技术可以探测到的漏点；极值漏点为处于稳定期内通过现有技术可以探测到的漏失水量最大的漏点；漏点拐点为从增长期发展到稳定期的过渡期的漏点。

进一步，背景漏点为现有技术和措施无法探测到的漏点，对应的漏失水量为背景漏失水量；暗漏点为地面以下被探测到的漏点，对应的漏失水量为暗漏水量；明漏点为水溢出地面或者管网可见的漏点，对应的漏失水量为明漏水量。

进一步，每个漏点均有一条生长函数曲线。

进一步，生长函数曲线可以是s型、j型、线性。

本发明具有以下优点及突出性的技术效果：

1)漏损控制的研究多集中在漏点定位和降低漏失水量，未见漏点全生命周期内的发展过程的相关研究，即一个漏水点从出现至被探测到的发展过程。本发明提出了一种利用生长函数表示漏点发展过程的方法，首次从微观角度解析漏点全生命周期内的发展过程。

2)本发明将漏点全生命周期内的发展状态分为背景漏点、暗漏点、明漏点，明确了漏点发展过程中的基本状态，首次将宏观的漏点发展状态与微观的漏点全生命周期内的发展过程相互关联，为从微观角度解析宏观的漏点发展状态奠定了理论基础。

3)本发明利用生长函数确定漏点在不同时间段内的发展状态，计算漏点的背景漏失水量、暗漏水量、明漏水量，能够有效指导水平衡分析，提高漏损控制效率。

附图说明

图1为本发明实施例的漏点发展过程s型曲线示意图；

图2为本发明实施例计算漏点漏失水量的示意图；

图3为本发明实施例的漏点发展过程j型曲线示意图；

图4为本发明实施例的漏点发展过程线性曲线示意图。

附图标记说明：1-静默期，2-缓慢期，3-增长期，4-稳定期

5-背景漏点，6-初始漏点，7-发展漏点，8-极值漏点，9-漏点拐点

具体实施方式

为更好的理解和实施本发明，下面将结合附图和具体实施例对本发明进行详细阐述。应当理解的是，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是显然，本发明不限定于上述实施方式，可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。

本案例以dn100的铸铁管为例，“s型”逻辑函数f(t)为漏点生长函数。

漏点的发展过程分为四个阶段，如图1所示：

静默期1：漏点刚刚产生，通过现有技术不能探测到的漏点所处阶段，漏失水量很小，增长速度趋近于0；

缓慢期2：以现有技术可以探测到的最小漏失水量为起点，随着时间的发展，漏点漏失水量缓慢增长，即f″(t)＞0；

增长期3：随着时间的发展，漏点漏失水量快速增长，大部分漏点在该阶段被发现，即f″(t)＞0；

稳定期4：随着时间的发展，漏点漏失水量缓慢增长(f″(t)＜0)，达到漏失水量最大值(f′(t)＝0)，之后增长速度趋近于0，漏失水量几乎保持不变；

漏点生长函数曲线可以表征漏点发展过程的四个阶段，漏点生长函数曲线上包括技术不可探漏点5，初始漏点6，发展漏点7，极值漏点8，漏点拐点9五个关键漏点。

技术不可探漏点5为静默期1内通过现有技术不能探测到的漏点；

初始漏点6为缓慢期2的起点，通过现有技术探测到的最小漏失水量，漏点从静默期1到缓慢期2的过渡点；

发展漏点7为处于初始漏点6和极值漏点8之间，通过现有探漏技术可以探测到的漏点；

极值漏点8为处于稳定期4内通过现有技术可以探测到的漏失水量最大的漏点，即f′(x)＝0的点；

漏点拐点9为从增长期3发展到稳定期4的过渡期的漏点，即f″(x)＝0的点；

漏点全生命周期内的发展状态包括背景漏点10、暗漏点11、明漏点12。

背景漏点10为现有技术和措施无法探测到的漏点，对应的漏失水量为背景漏失水量；暗漏点11为地面以下被探测到的漏点，对应的漏失水量为暗漏水量；明漏点12为水溢出地面或者管网可见的漏点，对应的漏失水量为明漏水量。

生长函数曲线上处于静默期1的技术不可探漏点5为背景漏点10；生长函数曲线上处于缓慢期2、增长期3、稳定期4的初始漏点6、发展漏点7、漏点拐点9，如果在某个时刻未被探测到则为背景漏点10，如果在某个时刻被探测到则为暗漏点11；生长函数曲线上处于稳定期4的极值漏点8之后的漏点为明漏点12。

计算背景漏点10、暗漏点11、明漏点12的背景漏失水量、暗漏水量、明漏水量，能够指导开展水平衡分析工作。

2014年3月至5月，某市在dn100铸铁管线上探测到暗漏点39个；明漏点31个；背景漏点个数可由漏点生长函数f(t)计算求出，背景漏点182个。图2所示为对漏点生长函数f(t)进行积分(图中虚线部分的面积)就可以得到漏点在某个时间段内的总漏失水量t1为探漏周期内漏点发展的开始时间，t2为探漏周期内漏点发展的停止时间。分别对39个暗漏点和182个背景漏点进行积分就可以得到某市在2014年3月至5月期间的暗漏水量和背景漏失水量。在31个明漏点中，17个已经记录的明漏水量，剩余14个明漏点无记录。则这些无记录明漏点的漏失水量可以按极值漏点的漏失水量计算。

此外，漏点生长函数也可能为“j型”函数或线性函数。

图3所示为漏点发展过程的“j型”函数，图中1为静默期、2为缓慢期、3为增长期、5为技术不可探漏点、6为初始漏点，7为发展漏点、8为极值漏点。该类生长函数没有稳定期，表征漏点以不断增大的速率在发展，即f″(t)＞0。

图4所示为漏点发展过程的线性函数，图中1为静默期、2为缓慢期、3为增长期、5为技术不可探漏点、6为初始漏点，7为发展漏点、8为极值漏点。该类生长函数没有稳定期，漏点发展呈线性增长，每个时间段的漏点增长速率相同，表征漏点以稳定的速率发展，即f″^(t)＝0。

表1国内水量平衡表(《城镇供水管网漏损控制及评定标准》cjj92-2016)

如表1可知，背景漏失水量、暗漏水量和明漏水量都是计算真实漏失水量的重要环节，目前背景漏失水量通过监测夜间最小流量测算，暗漏水量、明漏水量是以漏点被发现时的漏失水量进行经验估算，没有考虑漏点的发展过程，所以数值误差较大。

本发明从微观角度解析漏点全生命周期内的发展过程，利用生长函数确定漏点在不同时段内的漏失水量，计算背景漏失水量、暗漏水量、明漏水量，能够更加有效的指导水平衡分析，提高漏损控制效率，具有重要的现实意义。