(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111321085.X (22)申请日 2021.11.09 (71)申请人 中船第九设计 研究院工程有限公司 地址 200063 上海市普陀区武宁路3 03号 (72)发明人 杨浩俊　侯金霞　刘蕴哲　 (74)专利代理 机构 上海蓝迪专利商标事务所 (普通合伙) 31215 代理人 徐筱梅 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) F17D 5/02(2006.01) F17D 5/06(2006.01) G16Y 10/35(2020.01) G16Y 40/10(2020.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 113/08(2020.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于物联网和水力模型的漏损定位方 法 (57)摘要 本发明公开了一种基于物联网和水力模型 的漏损定位方法， 其特点是采用物联网技术对管 网进行实时监测， 通过管网模型分析和配合管网 中的阀门操作， 结合夜间流量和操作前后的压力 变化对管网中流量影响， 实现管网漏损的精确定 位和漏损量判定。 本发明与现有技术相比具有设 备安装数量少， 操作简单， 定位利用模型软件反 复计算分析， 不需大量人工等优点， 大大缩短漏 点的感知时间， 增强主动检漏能力， 在当前漏损 率较大的情况 下， 具有良好的工程应用前 景。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 114048694 A 2022.02.15 CN 114048694 A 1.一种基于物联网和水力模型的漏损定位方法， 其特征在于采用物联网技术对管网进 行实时监测， 通过管网水力模型模拟 计算分析， 管网漏损位置的查找及泄漏量， 具体包括如 下步骤： （一） 管网水力模型的建立 将基于拓扑联通性分析的GIS数据导入管网布置图， 建立管网拓扑结构， 根据 管网初始 设计值或运行经验值对管网进行模拟水量分配赋值， 通过水力计算确定管网中各节点、 管 段的流量、 压力、 压降和流向参数， 调整修 正后形成管网水力模型； （二） 管网监测系统的搭建 根据管网水力模型的初步模拟结果， 确定管网的关键节点和关键管段并设置流量计、 压力传感器， 所述流量计、 压力传感均配置模/数转换装置， 并通过有线或无线方式搭建物 联网络， 安装管网监测设备， 含压力监测点和流量监测点， 形成管网监测系统， 以获取监测 数据； （三） 漏损状态的初步评判 将实时获取的监测数据导入管网水力模型， 通过压力实测值与理论计算值的对比分 析， 初步判定管网的异常区域； （四） 漏损量的确定 根据管网水力模型的流量计算并结合夜间最小流量数据， 初步确定未明去向水量， 并 由下述a式确定漏失流 量Qj： Qj= k(P)N     （a） ; 式中： k为漏失系数； P为节点自由水压； N的取值范围为0.5~2.5， 平均值为1.15， 接近线 形关系； 根据压力与漏损的数学关联， 通过管网水力模型的计算修正， 可将实 际漏损水量从未 明去向水量中进一 步分离出来； （五） 漏损位置的定位 通过切换异常区域内各管段的分隔阀门， 改变管网内流量的分配， 结合夜间流量和操 作前后的压力变化对管网中流量影响， 利用模型模拟分析得出漏损的位置， 并模拟不同的 工况， 根据不同流量下各管段的压力 （或压降） 实测数据与理论计算值的比对， 采用逐步排 除的模式缩小范围， 获取漏损管 段的精确定位； （六） 漏损分析 通过试算和调 整， 当模拟计算值与实测值达到设定的逼近度时， 视为漏损分析完成， 所 述漏损分析成果具体包括： 漏损点数量、 漏损点定位、 漏损量， 并作为现场排查和修复的依 据。 2.根据权利要求1所述基于物联网和水力模型的漏损定位方法， 其特征在于所述给水 管网模型通过模拟软件的水力分析， 计算得出管网中节点的压力和管段的流量、 流速， 利用 误差校正算法， 对环状网进行水力计算， 所述水力计算以节点连续性方程和管道能量方 程—管网基本方程组为基础， 具体包括： 解环方程、 管 段方程和节点方程。 3.根据权利要求1所述基于物联网和水力模型的漏损定位方法， 其特征在于所述管网 监测系统可实时获取监测点的数据并上传汇总。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114048694 A 2一种基于物联网和水力模型的漏损定位方 法 技术领域 [0001]本发明涉及供水管网智能管理技术领域， 尤其是一种基于物联网和水力模型的漏 损定位方法。 背景技术 [0002]供水管网的漏损与产销差控制问题， 成为了供水企业和用 水单位要面临重大难 题， 自来水漏损浪费了漏损水量的取水水资源、 处理和输配的成本。 为了保障用水， 需要额 外增加投资用于增加水量， 提高部 分地区的水压。 而 水压的增加会导致漏损量的增加， 漏损 量过大时， 会导致部分地区服务压力偏低、 供水量不足， 影响生产和生活。 管道出现破损可 能影响管网水质， 管道出现长时间漏损而未被发现， 则可能会产生因泥土流失导致路面塌 陷， 影响建筑物和路面交通 安全， 严重时会造成人员和物资损失。 [0003]现有技术的供水管网管理一般都靠人力扫地毯式进行夜间探测， 导致无法及时发 现漏损和位置， 对漏损情况无法做到精准掌握， 在漏损治理的过程中， 治理效果往往无法准 确评估、 漏损治理的投入及产出比更 是无从考核， 缺乏高效的漏损监测手段和方法。 发明内容 [0004]本发明的目的是针对现有技术的不足而设计的一种基于物联网和水力模型的漏 损定位方法， 采用模 型模拟分析， 通过管网模型分析和配合管网中的阀门操作， 结合 夜间流 量和操作前后的压力变化对管网中流量影响， 利用模型模拟分析得出漏损的位置， 尽量少 的安装必要的硬件监测设备， 节约建设、 维修以及人力地毯式探漏成本。 管网利用物联网技 术进行实时监测， 以及夜间流量和压力的关联性分析发现漏点， 缩短漏点的感知时间， 增强 主动检漏能力， 在当前漏损率较大的情况 下， 具有良好的工程应用前 景。 [0005]本发明的目的是这样实现的： 一种基于物联网和水力模型的漏损定位方法， 其特 点是采用物联网技术对管网进行实时监测， 通过管网水力模型模拟计算分析， 管网漏损位 置的查找及泄漏量， 具体包括如下步骤： [0006](一)管网水力模型的建立 [0007]根据掌握 的现状管道情况绘制 管网布置图， 将基于拓扑联通性分析的GIS数据导 入， 建立管网拓扑结构； 根据管网初始设计值 或运行经验值对 管网进行模拟水量分配赋值， 根据水力学原理对管网进 行水力计算， 确定管网中各个节 点、 管段的流量、 压力、 压降、 流向 参数； 多次调整修正后， 形成管网水力模型。 根据水力管网模型， 模拟分析后合理确定所需 硬件分区计量和重点监控设备数量， 根据模拟的水力、 水质和安全性要求， 必 要时可以关闭 阀门形成闭合区域。 [0008](二)管网监测系统的搭建 [0009]根据管网水力模型的初步模拟结果， 合理确定管网的关键节点和 关键管段， 并设 置流量计、 压力 传感器等检测仪表， 所述检测仪表均配置模/数转换装置并通过有线或无线 方式搭建物联网络， 安装管网监测设备， 含压力监测点和流量监测点， 形成管网监测系统，说　明　书 1/4 页 3 CN 114048694 A 3