供水系統(tǒng)爆管監(jiān)測(cè)網(wǎng)布局優(yōu)化與實(shí)時(shí)監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)研究

城市供水管網(wǎng)擔(dān)負(fù)著向企事業(yè)單位、小區(qū)居民、各部門(mén)提供安全優(yōu)質(zhì)的水資源的重任，是城市的生命線工程，爆管事故時(shí)有可能帶來(lái)嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)和巨大的社會(huì)影響，因此開(kāi)展爆管監(jiān)測(cè)的研究具有重要的社會(huì)意義。根據(jù)項(xiàng)目的要求和在研究過(guò)程中探索，課題組在以下方面取得了重要進(jìn)展：（1）通過(guò)研究海量數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)差分處理后監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有明顯的規(guī)律，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)明顯的肥尾效應(yīng)，拐點(diǎn)出現(xiàn)在2～3倍方差處，首次在供水行業(yè)內(nèi)提出了管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的背景噪聲（一般情況下城市壓力背景噪聲1～1.5m水頭），管網(wǎng)最小爆管可監(jiān)控管徑，爆管強(qiáng)度三個(gè)基本概念。該部分工作屬原創(chuàng)性，具有明確的物理意義、充分的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為支撐，可作為爆管監(jiān)控基礎(chǔ)理論，是本研究最核心的成果之一。（2）以邊際效應(yīng)為參考，建立了給水管網(wǎng)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布優(yōu)化模型，通過(guò)對(duì)典型供水管網(wǎng)實(shí)例的分析后發(fā)現(xiàn)，提出的管網(wǎng)優(yōu)化布點(diǎn)方案顯示：優(yōu)化布點(diǎn)方案可以提高對(duì)管網(wǎng)壓力的監(jiān)測(cè)，提升經(jīng)濟(jì)性和有效性，能夠根據(jù)模型確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，且優(yōu)化后的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布點(diǎn)較為均勻。依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理和實(shí)際的大數(shù)據(jù)分析，同時(shí)提出了在一個(gè)監(jiān)控區(qū)域，監(jiān)測(cè)點(diǎn)不宜小于2～3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。（3）基于證據(jù)理論，開(kāi)展了多個(gè)傳感器分區(qū)的爆管監(jiān)測(cè)研究；將壓力、流量、水泵啟閉觀測(cè)信息等多個(gè)傳感器冗余或互補(bǔ)信息依據(jù)準(zhǔn)則進(jìn)行組合，獲取了管網(wǎng)的一致性解釋或描述；根據(jù)SCADA系統(tǒng)的多源信息構(gòu)建爆管信息特征模型，選擇爆管的特征參數(shù)，建立識(shí)別框架，構(gòu)造基本信任分配函數(shù)，獲得爆管風(fēng)險(xiǎn)融合結(jié)果，根據(jù)以上理論，開(kāi)發(fā)了實(shí)時(shí)在線爆管監(jiān)測(cè)算法。（4）在理論研究的基礎(chǔ)上初步開(kāi)發(fā)和在廣州市進(jìn)行了爆管監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)踐研究，歷史數(shù)據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果顯示能夠?qū)χ卮蟊苓M(jìn)行較好的監(jiān)控。同時(shí)進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，能夠準(zhǔn)確地對(duì)管網(wǎng)中發(fā)生的重要異常情況進(jìn)行識(shí)別，效果良好。 2100433B

市政給水系統(tǒng)是城市的生命線工程，爆管事故給社會(huì)生產(chǎn)生活和公共安全帶來(lái)嚴(yán)重影響，供水系統(tǒng)爆管實(shí)時(shí)監(jiān)控是關(guān)系社會(huì)安全的重要科技問(wèn)題。本項(xiàng)目將開(kāi)展供水系統(tǒng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)分辨率理論研究，從理論上分析目前供水管網(wǎng)采用的壓力-流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是否可以有效監(jiān)控爆管，以及如何面向爆管監(jiān)控進(jìn)行監(jiān)測(cè)網(wǎng)布局；其次結(jié)合供水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)和水力模型，采用證據(jù)理論建立供水系統(tǒng)爆管證據(jù)體系、組合規(guī)則和融合結(jié)果的決策原則，形成多元信息融合的實(shí)時(shí)爆管監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬和原型試驗(yàn)等多種手段對(duì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)分辨率分析方法和實(shí)時(shí)爆管監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。擬通過(guò)本項(xiàng)目的研究,在爆管實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)研究方面取得創(chuàng)新性研究成果，推動(dòng)供水管網(wǎng)系統(tǒng)理論的發(fā)展。

簡(jiǎn)介：

主要從事自動(dòng)化技術(shù)、測(cè)控技術(shù)、機(jī)電檢測(cè)等高新技術(shù)的研究與應(yīng)用，涉及水利工程自動(dòng)控制、模型測(cè)控技術(shù)、金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)電設(shè)備檢測(cè)、水文測(cè)報(bào)系統(tǒng)、工業(yè)過(guò)程控制、技術(shù)安全防范、智能弱電系統(tǒng)、水利儀器設(shè)備、系統(tǒng)集成等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，開(kāi)展新傳感技術(shù)和機(jī)電一體化研究，研發(fā)適合我國(guó)本土特色和擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水利自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)系列產(chǎn)品。

水利自動(dòng)化與測(cè)控技術(shù)研究所下設(shè)：水利自動(dòng)化工程研究室、測(cè)控技術(shù)研究室和金屬結(jié)構(gòu)機(jī)械電氣檢測(cè)室，并在佛山南海對(duì)應(yīng)配置了專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)基地，設(shè)置了機(jī)械電氣檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、測(cè)控技術(shù)實(shí)驗(yàn)室和金屬結(jié)構(gòu)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室。我所始終堅(jiān)持用科學(xué)的制度加強(qiáng)對(duì)員工的培養(yǎng)教育，使各類(lèi)人才成為本所加快發(fā)展、深化改革、強(qiáng)化管理、提高效益的中流砥柱，創(chuàng)造充滿(mǎn)活力的人才成長(zhǎng)環(huán)境。所內(nèi)現(xiàn)有人員28人，主要分為研究人員及技術(shù)人員。其中碩士以上學(xué)位17人，占全所人員的61%；教授級(jí)高級(jí)工程師1人；高級(jí)工程師3人，高工以上人員占15%；工程師以上人員占57%。 2100433B