一種供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置的制造方法
【專利摘要】一種供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置，裝置設(shè)有包括流量記錄儀的流量監(jiān)控設(shè)備，包括第三方通信傳輸介質(zhì)，以及通過第三方通信傳輸介質(zhì)與流量監(jiān)控設(shè)備通過傳輸協(xié)議進(jìn)行通信的主站系統(tǒng)，流量監(jiān)控設(shè)備還包括第一通信模塊。安裝方式簡單，集成度高，測試管徑范圍寬，方法依次有步驟：供水管網(wǎng)系統(tǒng)區(qū)塊化、進(jìn)行零壓力測試、對(duì)區(qū)塊化管網(wǎng)區(qū)域的進(jìn)水端監(jiān)測實(shí)時(shí)進(jìn)水流量和壓力并上傳主站系統(tǒng)、主站系統(tǒng)接收實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)、分析和報(bào)告。能及時(shí)發(fā)現(xiàn)供水管網(wǎng)漏的早期跡象，識(shí)別范圍廣，快速有效地定位漏失點(diǎn)以及分析結(jié)果校驗(yàn)，減少供水系統(tǒng)的基礎(chǔ)成本投入，提高供水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、成本、資源、管理與服務(wù)多方面的綜合效益。
【專利說明】
一種供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及供水管網(wǎng)，特別是涉及一種供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有針對(duì)管網(wǎng)漏失的監(jiān)測方法，比如聲學(xué)信號(hào)監(jiān)測、流量監(jiān)測、壓力監(jiān)測等，這些監(jiān)測方法首先通過在固定點(diǎn)安裝傳感器或監(jiān)測裝置能收集分析和邏輯判斷存在的漏失點(diǎn)，但是，要做到有效定位具體的漏失點(diǎn)，必須借助一些輔助設(shè)備，比如聽音桿、測漏儀等。由于供水系統(tǒng)的物理漏失存在涉及面廣、查找困難、漏失點(diǎn)易擴(kuò)散等特點(diǎn)，滿足需求的信號(hào)傳感器或監(jiān)測裝置數(shù)量未知數(shù)大，勢必增加供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控成本數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置。
[0004]本實(shí)用新型的供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。
[0005]這種供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置，設(shè)有包括流量記錄儀的流量監(jiān)控設(shè)備。
[0006]這種供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置的特點(diǎn)是:
[0007]包括第三方通信傳輸介質(zhì)，以及通過所述第三方通信傳輸介質(zhì)與所述流量監(jiān)控設(shè)備通過傳輸協(xié)議進(jìn)行通信的主站系統(tǒng)，所述主站系統(tǒng)用于通過通信模塊接收瞬時(shí)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)與管理，通過夜間最小流量分析方法，確認(rèn)夜間最小流量，再進(jìn)行管網(wǎng)漏損組測試，獲取管網(wǎng)漏損管段位置和漏損量大小信息，同時(shí)結(jié)合壓力漏損指數(shù)分析，識(shí)別用戶用水特征，確定壓力與漏損關(guān)系曲線，以更精細(xì)化控制管網(wǎng)漏失，最后產(chǎn)生該區(qū)域管網(wǎng)漏損監(jiān)控分析報(bào)告。
[0008]所述流量監(jiān)控設(shè)備還包括與所述第三方通信傳輸介質(zhì)通過傳輸協(xié)議進(jìn)行通信的第一通信模塊，所述第一通信模塊用于串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與IP數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換后通過第三方通信傳輸介質(zhì)按照傳輸協(xié)議傳送，實(shí)現(xiàn)撥號(hào)上網(wǎng)以及TCP/IP數(shù)據(jù)通信，所述傳輸協(xié)議是自行定義后封裝PPP的撥號(hào)傳輸協(xié)議和TCP/IP傳輸協(xié)議中的一種，所述流量監(jiān)控設(shè)備用于實(shí)時(shí)監(jiān)測區(qū)域進(jìn)水流量、壓力，并將監(jiān)測的瞬時(shí)流量數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)通過第一通信模塊上傳所述主站系統(tǒng)。
[0009]本實(shí)用新型的供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置技術(shù)問題通過以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。
[0010]所述主站系統(tǒng)是基于嵌入式硬件平臺(tái)和Iinux或uClinux操作系統(tǒng)的工控電腦，以及CPU的內(nèi)核為X86架構(gòu)或者ARM架構(gòu)的個(gè)人電腦(Personal Computer，縮略詞為PC)中的一種，包括通信模塊，以及通過數(shù)據(jù)總線分別與所述通信模塊連接的漏損組測試模塊、夜間最小流量分析模塊、壓力漏損指數(shù)分析模塊、顯示模塊、報(bào)表模塊、存儲(chǔ)模塊、操作系統(tǒng)及其已有的和自擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)連接庫文件中的應(yīng)用程序編程接口(Applicat1n ProgrammingInterface，縮略詞為API)。
[0011 ]所述通信模塊用于解析相應(yīng)傳輸協(xié)議并還原所述流量監(jiān)控設(shè)備采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳所述主站系統(tǒng)。
[0012]所述漏損組測試模塊用于分析各組間測試數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值，控制測試時(shí)間間隔，保證測試前后的過程和數(shù)據(jù)的完整性，產(chǎn)生漏損組分析的一種量化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。
[0013]所述夜間最小流量分析模塊用于采用均值計(jì)算和最小數(shù)據(jù)法對(duì)連續(xù)采集到的不同夜間最小流量進(jìn)行分析，獲取夜間最小流量，產(chǎn)生漏損組分析的又一種量化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。
[0014]所述壓力漏損指數(shù)分析模塊用于配合夜間最小流量改變管網(wǎng)壓力值后，量化減少的漏損量，對(duì)管網(wǎng)漏損進(jìn)行分析與控制。
[0015]所述顯示模塊用于通過實(shí)時(shí)/歷史曲線以及表格直觀顯示同一時(shí)刻/不同時(shí)刻的流量、壓力數(shù)據(jù)變化。
[0016]所述報(bào)表模塊用于通過圖、數(shù)一體化相結(jié)合的方式導(dǎo)出包括worcUexcel格式的文件輸出管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析結(jié)果即區(qū)域管網(wǎng)漏損監(jiān)控分析報(bào)告的歷史電子文檔，建立歷史數(shù)據(jù)庫，所述區(qū)域管網(wǎng)漏損監(jiān)控分析報(bào)告包括漏損組測試的結(jié)果、夜間最小流量分析結(jié)果、壓力漏損指數(shù)分析結(jié)果、整合流量、壓力曲線圖形，以及指導(dǎo)性建議。
[0017]所述存儲(chǔ)模塊用于根據(jù)自主設(shè)定的存儲(chǔ)間隔和數(shù)據(jù)格式將其他模塊的數(shù)據(jù)源實(shí)時(shí)輸入的流量、壓力數(shù)據(jù)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)庫。
[0018]本實(shí)用新型的供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置技術(shù)問題通過以下再進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。
[0019]所述流量監(jiān)控設(shè)備是至少一個(gè)流量監(jiān)控設(shè)備，相應(yīng)安裝在供水管網(wǎng)的至少一個(gè)漏損監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行流量監(jiān)控。
[0020]所述流量監(jiān)控設(shè)備的流量記錄儀是采用Linux或uClinux嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流量記錄儀，包括支持管徑為DN20?DN2000的流量傳感器、壓力傳感器、存儲(chǔ)器和液晶顯示器，用于進(jìn)水端流量、壓力的采集、存儲(chǔ)和顯示，且通過所述第一通信模塊以傳輸協(xié)議方式實(shí)時(shí)上傳所述主站系統(tǒng)。
[0021]所述存儲(chǔ)器是內(nèi)存卡和存儲(chǔ)卡中的一種。
[0022]所述第三方通信傳輸介質(zhì)是移動(dòng)通信營運(yùn)商提供的包括GPRS的無線通信傳輸介質(zhì)。
[0023]本實(shí)用新型的供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析方法，依次有以下步驟:
[0024]I)將供水管網(wǎng)系統(tǒng)區(qū)塊化，逐級(jí)分割成若干相對(duì)獨(dú)立的區(qū)塊化管網(wǎng)區(qū)域，各個(gè)獨(dú)立的區(qū)塊化管網(wǎng)區(qū)域內(nèi)有且僅有一個(gè)進(jìn)水端，閥門個(gè)數(shù)為3?10;
[0025]進(jìn)水端大于I個(gè)時(shí)，難以保證區(qū)域的密封性，影響漏損測試的準(zhǔn)確性。閥門個(gè)數(shù)為11或者更多，會(huì)增加測試時(shí)間，難以保證夜間最小流量分析的有效性，而閥門個(gè)數(shù)為I或者2，難以保證漏損組測試的有效性。
[0026]2)選擇進(jìn)行漏損分析的區(qū)塊化管網(wǎng)區(qū)域，進(jìn)行零壓力測試；
[0027]3)對(duì)區(qū)塊化管網(wǎng)區(qū)域的進(jìn)水端監(jiān)測實(shí)時(shí)進(jìn)水流量和壓力，并上傳所述主站系統(tǒng)，流量單位為米3/小時(shí)，壓力單位為米；
[0028]4)所述主站系統(tǒng)通過通信模塊接收實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)、分析和報(bào)告。
[0029]所述步驟2)選擇進(jìn)行漏損分析的區(qū)塊化管網(wǎng)區(qū)域，進(jìn)行零壓力測試，依次有以下分步驟:
[0030]2.I)關(guān)閉區(qū)塊化管網(wǎng)區(qū)域的進(jìn)水端閥門，封閉測試區(qū)域；
[0031]2.2)通過壓力傳感器監(jiān)測壓力數(shù)據(jù)；
[0032]2.3)由所述流量監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行終端分析壓力數(shù)據(jù)，或由所述主站系統(tǒng)的存儲(chǔ)模塊分析壓力數(shù)據(jù)，再由顯示模塊顯示結(jié)果；
[0033]如果壓力降為零，表明邊界密封性好，則進(jìn)行壓力數(shù)據(jù)分析；
[0034]如果壓力未降為零，表明邊界密封性差，則檢查測試區(qū)域內(nèi)所有閥門的密封性，直至壓力降為零；
[0035]2.4)測試完成后，開啟區(qū)塊化管網(wǎng)區(qū)域的進(jìn)水端閥門，恢復(fù)正常供水。
[0036]所述步驟3)對(duì)區(qū)塊化管網(wǎng)區(qū)域的進(jìn)水端監(jiān)測實(shí)時(shí)進(jìn)水流量和壓力，并上傳所述主站系統(tǒng)，依次有以下分步驟:
[0037]3.I)在進(jìn)水端安裝流量監(jiān)控裝置，通過流量傳感器和壓力傳感器分別采集流量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)至少三天；
[0038]3.2)緩存采集的壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)；
[0039]3.3)通過液晶顯示模塊就地顯示壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)；
[0040]3.4)通過通信模塊以傳輸協(xié)議方式將實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)上傳所述主站系統(tǒng)。
[0041]所述步驟4)所述主站系統(tǒng)通過通信模塊接收實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)、分析和報(bào)告，依次有以下分步驟:
[0042]4.I)所述通信模塊以傳輸協(xié)議方式獲取實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)；
[0043]4.2)所述存儲(chǔ)模塊完成實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)；
[0044]4.3)所述顯示模塊獲取所述數(shù)據(jù)庫中的壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)進(jìn)行包括壓力與漏損關(guān)系曲線形式的顯不;
[0045]4.4)所述報(bào)表模塊獲取數(shù)據(jù)庫中壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)進(jìn)行壓力與漏損關(guān)系報(bào)表形式的顯示；
[0046]4.5)所述夜間最小流量分析模塊獲取數(shù)據(jù)庫中壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)確定夜間最小流量；
[0047]4.6)所述漏損組測試模塊結(jié)合夜間最小流量進(jìn)行供水管網(wǎng)漏損組分析，獲取包括區(qū)域漏損管段、漏損量的信息；
[0048]4.7)所述壓力漏損指數(shù)分析模塊獲取日漏失量，提供更精細(xì)化控制管網(wǎng)漏失的提不;
[0049]壓力與漏損的基本關(guān)系式為:L=(PI+P0)N;
[0050]式中:
[0051 ] PO是管網(wǎng)上改變前的壓力值；
[0052]Pl是管網(wǎng)上改變后的壓力值；
[0053]L是漏損指數(shù)(％);
[0054]N是取決于主要泄漏類型及管材的軟硬的系數(shù)0.5?1.5，區(qū)塊化區(qū)域的N通常假定為 1.15;
[0055]4.8)所述報(bào)表模塊通過圖、數(shù)一體化相結(jié)合的方式導(dǎo)出包括word、excel格式的文件輸出管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析結(jié)果即區(qū)域管網(wǎng)漏損監(jiān)控分析報(bào)告的歷史電子文檔，且存儲(chǔ)在歷史數(shù)據(jù)庫，所述區(qū)域管網(wǎng)漏損監(jiān)控分析報(bào)告包括漏損組測試的結(jié)果、夜間最小流量分析結(jié)果、壓力漏損指數(shù)分析結(jié)果、整合流量、壓力曲線圖形，以及指導(dǎo)性建議。
[0056]所述分步驟4.5)夜間最小流量分析模塊獲取數(shù)據(jù)庫中壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)確定夜間最小流量，依次有以下子步驟:
[0057]4.5.I)獲取歷史數(shù)據(jù)庫中第一天O時(shí)?4時(shí)的進(jìn)水流量，計(jì)算最小進(jìn)水流量Qminl；
[0058]4.5.2)獲取歷史數(shù)據(jù)庫中第二天O時(shí)?4時(shí)的進(jìn)水流量，計(jì)算最小進(jìn)水流量Qmin2；
[0059]4.5.3)獲取歷史數(shù)據(jù)庫中第三天O時(shí)?4時(shí)的進(jìn)水流量，計(jì)算最小進(jìn)水流量Qmin3；
[0060]依此類推……，
[0061 ] 4.5.N)獲取歷史數(shù)據(jù)庫中第N天O時(shí)?4時(shí)的進(jìn)水流量，計(jì)算最小進(jìn)水流量QminN；
[0062]比較Qminl、Qmin2、......Qmin N，確定該區(qū)塊內(nèi)夜間最小流量Qmin。
[0063]所述分步驟4.6)漏損組測試模塊結(jié)合夜間最小流量進(jìn)行供水管網(wǎng)漏損組分析，獲取包括區(qū)域漏損管段、漏損量的信息，依次有以下子步驟:
[0064]4.6.I)對(duì)區(qū)塊內(nèi)閥門進(jìn)行編號(hào)，采用由遠(yuǎn)及近的方式確定編號(hào)為1#、2#、……M#，關(guān)開閥時(shí)間間隔保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫的點(diǎn)至少為15個(gè)，測試前確保遠(yuǎn)端流量計(jì)閥門關(guān)閉，并確認(rèn)該點(diǎn)壓力為零；
[0065]4.6.2)在關(guān)閉流量計(jì)閥門前讓供水流量曲線更平滑或高于間隔時(shí)間2倍后進(jìn)行漏損組測試，依次完成以下操作:
[0066]關(guān)閉1#閥門，記錄關(guān)閉時(shí)間，等待間隔時(shí)間，保證存儲(chǔ)點(diǎn)至少為15個(gè)；
[0067]關(guān)閉2#閥門，記錄關(guān)閉時(shí)間，等待間隔時(shí)間，保證存儲(chǔ)點(diǎn)至少為15個(gè)；
[0068]依此類推……，
[0069]關(guān)閉M#閥門，記錄關(guān)閉時(shí)間，等待間隔時(shí)間，保證存儲(chǔ)點(diǎn)至少為15個(gè)；
[0070]待所有閥門關(guān)閉完全后，等待間隔時(shí)間，保證存儲(chǔ)點(diǎn)至少為15個(gè)；
[0071]開啟M#閥門，記錄開啟時(shí)間，等待間隔時(shí)間，保證存儲(chǔ)點(diǎn)至少為15個(gè)；
[0072]開啟(M-1)#閥門，記錄開啟時(shí)間，等待間隔時(shí)間，保證存儲(chǔ)點(diǎn)至少為15個(gè)；
[0073]依此類推……，
[0074]開啟1#閥門，記錄開啟時(shí)間，等待間隔時(shí)間，保證存儲(chǔ)點(diǎn)至少為15個(gè)；
[0075]開啟全部閥門后，在關(guān)閉流量計(jì)閥門前讓供水流量曲線更平滑或高于間隔時(shí)間2倍；
[0076]測試完成后，結(jié)合夜間最小流量進(jìn)行供水管網(wǎng)漏損組分析，依次完成以下操作:
[0077]獲取漏損組測試的1#閥門關(guān)閉前30分鐘至開啟后30分鐘的歷史數(shù)據(jù)；
[0078]計(jì)算1#閥門關(guān)閉前30分鐘內(nèi)的流量平均值Q0;
[0079]計(jì)算1#閥門關(guān)閉后至2#閥門關(guān)閉前去掉最大值后的流量平均值Q1、最大值Qlmax、最小值Qlmin;
[0080]計(jì)算2#閥門關(guān)閉后至3#閥門關(guān)閉前去掉最大值后的流量平均值Q2、最大值Q2max、最小值Q2min;
[0081]依次類推……，
[0082]計(jì)算M#閥門關(guān)閉后至1#閥門開啟前去掉最大值后的流量平均值QM、最大值QMmax、最小值QMmin;
[0083]再依次完成以下操作:
[0084]比較QO、該區(qū)塊內(nèi)夜間最小流量Qmin大小，取最小值重新設(shè)定QO；
[0085]計(jì)算1#閥門區(qū)域的漏失量Qlz = Ql — QO，如果Qlz 2 0.8 X QO，則1#閥門管理區(qū)域存在嚴(yán)重漏失，否則繼續(xù)觀察；
[0086]計(jì)算1#閥門區(qū)域的漏失量Q2z = Q2 — Ql，如果Q2z >0.8XQ0,則2#閥門管理區(qū)域存在嚴(yán)重漏失，否則繼續(xù)觀察；
[0087]依次類推……，
[0088]計(jì)算M#閥門區(qū)域的漏失量QMz = QM—QM-1，如果QMz 2 0.8 XQO，則M#閥門管理區(qū)域存在嚴(yán)重漏失，否則繼續(xù)觀察。
[0089]所述分步驟4.7)壓力漏損指數(shù)分析模塊獲取日漏失量，提供更精細(xì)化控制管網(wǎng)漏失的提示，依次有以下子步驟:
[0090]4.7.I)獲取閥門關(guān)閉前數(shù)據(jù)庫中進(jìn)水壓力，計(jì)算該壓力下的漏損指數(shù)L0(%);
[0091]4.7.2)設(shè)置改變壓力值，計(jì)算該壓力下的漏損指數(shù)Ll(%);
[0092]4.7.3)計(jì)算產(chǎn)銷差率即壓力漏損指數(shù)比值L= (L1/L0) X 100(%);
[0093]4.7.4)計(jì)算當(dāng)前夜間最小流量的降低值Qx = Qmin X (1-L)；
[0094]4.7.5)計(jì)算每天24小時(shí)減少的漏損量Qd = QminXLX24;
[0095]4.7.6)改變管網(wǎng)壓力，以更精細(xì)化控制管網(wǎng)漏失，實(shí)行有效管控產(chǎn)銷差率，控制成本，創(chuàng)新服務(wù)，提升用戶滿意度，提高供水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、成本、資源、管理與服務(wù)多方面的綜合效益，并達(dá)到有效協(xié)調(diào)和共同發(fā)展。
[0096]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0097]本實(shí)用新型的裝置安裝方式簡單，集成度高，測試管徑范圍寬，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)供水管網(wǎng)漏的早期跡象，識(shí)別范圍廣，快速有效地定位漏失點(diǎn)以及分析結(jié)果校驗(yàn)，減少供水系統(tǒng)的基礎(chǔ)成本投入，管控產(chǎn)銷差率，提升用戶滿意度，輔助企業(yè)決策提供方案支持，提高供水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、成本、資源、管理與服務(wù)多方面的綜合效益，并達(dá)到有效協(xié)調(diào)和共同發(fā)展。
【附圖說明】
[0098]圖1是本實(shí)用新型裝置【具體實(shí)施方式】的組成方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0099]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并對(duì)照附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明。
[0100]—種如圖1所示的供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置，設(shè)有第三方通信傳輸介質(zhì)
2、包括流量記錄儀11和第一通信模塊12的流量監(jiān)控設(shè)備3，以及通過第三方通信傳輸介質(zhì)2與流量監(jiān)控設(shè)備3通過傳輸協(xié)議進(jìn)行通信的主站系統(tǒng)I。第三方通信傳輸介質(zhì)2是移動(dòng)通信營運(yùn)商提供的包括GPRS的無線通信傳輸介質(zhì)。流量監(jiān)控設(shè)備3是至少一個(gè)流量監(jiān)控設(shè)備，相應(yīng)安裝在供水管網(wǎng)的至少一個(gè)漏損監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行流量監(jiān)控。流量監(jiān)控設(shè)備3的流量記錄儀是采用Linux或uClinux嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流量記錄儀，包括支持管徑為DN20?DN2000的流量傳感器、壓力傳感器、存儲(chǔ)器和液晶顯示器，用于進(jìn)水端流量、壓力的采集、存儲(chǔ)和顯示，且通過第一通信模塊12以傳輸協(xié)議方式實(shí)時(shí)上傳主站系統(tǒng)I。存儲(chǔ)器是內(nèi)存卡和存儲(chǔ)卡中的一種。第一通信模塊12用于串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與IP數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換后通過第三方通信傳輸介質(zhì)2按照傳輸協(xié)議傳送，實(shí)現(xiàn)撥號(hào)上網(wǎng)以及TCP/IP數(shù)據(jù)通信，傳輸協(xié)議是自行定義后封裝PPP的撥號(hào)傳輸協(xié)議和TCP/IP傳輸協(xié)議中的一種，流量監(jiān)控設(shè)備3用于實(shí)時(shí)監(jiān)測區(qū)域進(jìn)水流量、壓力，并將監(jiān)測的瞬時(shí)流量數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)通過第一通信模塊12上傳主站系統(tǒng)I。
[0101 ]主站系統(tǒng)I是基于嵌入式硬件平臺(tái)和Iinux或uClinux操作系統(tǒng)的工控電腦，以及CPU的內(nèi)核為X86架構(gòu)或者ARM架構(gòu)的個(gè)人電腦PC中的一種，包括通信模塊5，以及通過數(shù)據(jù)總線分別與通信模塊5連接的漏損組測試模塊6、夜間最小流量分析模塊7、壓力漏損指數(shù)分析模塊8、顯示模塊9、報(bào)表模塊10、存儲(chǔ)模塊4、操作系統(tǒng)及其已有的和自擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)連接庫文件中的應(yīng)用程序編程接口 API。主站系統(tǒng)I用于通過通信模塊5接收瞬時(shí)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)與管理，通過夜間最小流量分析方法，確認(rèn)夜間最小流量，再進(jìn)行管網(wǎng)漏損組測試，獲取管網(wǎng)漏損管段位置和漏損量大小信息，同時(shí)結(jié)合壓力漏損指數(shù)分析，識(shí)別用戶用水特征，確定壓力與漏損關(guān)系曲線，以更精細(xì)化控制管網(wǎng)漏失，最后產(chǎn)生該區(qū)域管網(wǎng)漏損監(jiān)控分析報(bào)告。
[0102]通信模塊5是M0DBUS，用于解析相應(yīng)傳輸協(xié)議并還原流量監(jiān)控設(shè)備3采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳主站系統(tǒng)I。
[0103]漏損組測試模塊6用于分析各組間測試數(shù)據(jù)的平均值、最大值和最小值，控制測試時(shí)間間隔，保證測試前后的過程和數(shù)據(jù)的完整性，產(chǎn)生漏損組分析的一種量化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。
[0104]夜間最小流量分析模塊7用于采用均值計(jì)算和最小數(shù)據(jù)法對(duì)連續(xù)采集到的不同夜間最小流量進(jìn)行分析，獲取夜間最小流量，產(chǎn)生漏損組分析的又一種量化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。
[0105]壓力漏損指數(shù)分析模塊8用于配合夜間最小流量改變管網(wǎng)壓力值后，量化減少的漏損量，對(duì)管網(wǎng)漏損進(jìn)行分析與控制。
[0106]顯示模塊9用于通過實(shí)時(shí)/歷史曲線以及表格直觀顯示同一時(shí)刻/不同時(shí)刻的流量、壓力數(shù)據(jù)變化。
[0107]報(bào)表模塊10用于通過圖、數(shù)一體化相結(jié)合的方式導(dǎo)出包括worcUexcel格式的文件輸出管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析結(jié)果即區(qū)域管網(wǎng)漏損監(jiān)控分析報(bào)告的歷史電子文檔，建立歷史數(shù)據(jù)庫，區(qū)域管網(wǎng)漏損監(jiān)控分析報(bào)告包括漏損組測試的結(jié)果、夜間最小流量分析結(jié)果、壓力漏損指數(shù)分析結(jié)果、整合流量、壓力曲線圖形，以及指導(dǎo)性建議。
[0108]存儲(chǔ)模塊4用于根據(jù)自主設(shè)定的存儲(chǔ)間隔和數(shù)據(jù)格式將其他模塊的數(shù)據(jù)源實(shí)時(shí)輸入的流量、壓力數(shù)據(jù)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)庫。
[0109]本【具體實(shí)施方式】的供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析方法，依次有以下步驟:
[0110]I)將供水管網(wǎng)系統(tǒng)區(qū)塊化，逐級(jí)分割成若干相對(duì)獨(dú)立的區(qū)塊化管網(wǎng)區(qū)域，各個(gè)獨(dú)立的區(qū)塊化管網(wǎng)區(qū)域內(nèi)有且僅有一個(gè)進(jìn)水端，閥門個(gè)數(shù)為3?10;
[0111]進(jìn)水端大于I個(gè)時(shí)，難以保證區(qū)域的密封性，影響漏損測試的準(zhǔn)確性。閥門個(gè)數(shù)為11或者更多，會(huì)增加測試時(shí)間，難以保證夜間最小流量分析的有效性，而閥門個(gè)數(shù)為I或者2，難以保證漏損組測試的有效性。
[0112]2)選擇進(jìn)行漏損分析的區(qū)塊化管網(wǎng)區(qū)域，進(jìn)行零壓力測試，依次有以下分步驟:
[0113]2.I)關(guān)閉區(qū)塊化管網(wǎng)區(qū)域的進(jìn)水端閥門，封閉測試區(qū)域；
[0114]2.2)通過壓力傳感器監(jiān)測壓力數(shù)據(jù)；
[0115]2.3)由流量監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行終端分析壓力數(shù)據(jù)，或由主站系統(tǒng)的存儲(chǔ)模塊分析壓力數(shù)據(jù)，再由顯示模塊顯示結(jié)果；
[0116]如果壓力降為零，表明邊界密封性好，則進(jìn)行壓力數(shù)據(jù)分析；
[0117]如果壓力未降為零，表明邊界密封性差，則檢查測試區(qū)域內(nèi)所有閥門的密封性，直至壓力降為零；
[0118]2.4)測試完成后，開啟區(qū)塊化管網(wǎng)區(qū)域的進(jìn)水端閥門，恢復(fù)正常供水；
[0119]3)對(duì)區(qū)塊化管網(wǎng)區(qū)域的進(jìn)水端監(jiān)測實(shí)時(shí)進(jìn)水流量和壓力，并上傳主站系統(tǒng)，流量單位為米3/小時(shí)，壓力單位為米，依次有以下分步驟:
[0120]3.I)在進(jìn)水端安裝流量監(jiān)控裝置，通過流量傳感器和壓力傳感器分別采集流量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)至少三天；
[0121]3.2)緩存采集的壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)；
[0122]3.3)通過液晶顯示模塊就地顯示壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)；
[0123]3.4)通過通信模塊以傳輸協(xié)議方式將實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)上傳主站系統(tǒng)；
[0124]4)主站系統(tǒng)通過通信模塊接收實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)、分析和報(bào)告，依次有以下分步驟:
[0125]4.I)通信模塊以傳輸協(xié)議方式獲取實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)；
[0126]4.2)存儲(chǔ)模塊完成實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)；
[0127]4.3)顯示模塊獲取數(shù)據(jù)庫中的壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)進(jìn)行包括壓力與漏損關(guān)系曲線形式的顯示；
[0128]4.4)報(bào)表模塊獲取數(shù)據(jù)庫中壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)進(jìn)行壓力與漏損關(guān)系報(bào)表形式的顯示；
[0129]4.5)夜間最小流量分析模塊獲取數(shù)據(jù)庫中壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)確定夜間最小流量，依次有以下子步驟:
[0130]4.5.I)獲取歷史數(shù)據(jù)庫中第一天O時(shí)?4時(shí)的進(jìn)水流量，計(jì)算最小進(jìn)水流量Qminl；
[0131]4.5.2)獲取歷史數(shù)據(jù)庫中第二天O時(shí)?4時(shí)的進(jìn)水流量，計(jì)算最小進(jìn)水流量Qmin2；
[0132]4.5.3)獲取歷史數(shù)據(jù)庫中第三天O時(shí)?4時(shí)的進(jìn)水流量，計(jì)算最小進(jìn)水流量Qmin3；
[0133]依此類推……，
[0134]4.5.N)獲取歷史數(shù)據(jù)庫中第N天O時(shí)?4時(shí)的進(jìn)水流量，計(jì)算最小進(jìn)水流量QminN；
[0135]比較Qminl、Qmin2、......Qmin N，確定該區(qū)塊內(nèi)夜間最小流量Qmin;
[0136]4.6)漏損組測試模塊結(jié)合夜間最小流量進(jìn)行供水管網(wǎng)漏損組分析，獲取包括區(qū)域漏損管段、漏損量的信息，依次有以下子步驟:
[0137]4.6.I)對(duì)區(qū)塊內(nèi)閥門進(jìn)行編號(hào)，采用由遠(yuǎn)及近的方式確定編號(hào)為1#、2#、……M#，關(guān)開閥時(shí)間間隔保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫的點(diǎn)至少為15個(gè)，測試前確保遠(yuǎn)端流量計(jì)閥門關(guān)閉，并確認(rèn)該點(diǎn)壓力為零；
[0138]4.6.2)在關(guān)閉流量計(jì)閥門前讓供水流量曲線更平滑或高于間隔時(shí)間2倍后進(jìn)行漏損組測試，依次完成以下操作:
[0139]關(guān)閉1#閥門，記錄關(guān)閉時(shí)間，等待間隔時(shí)間，保證存儲(chǔ)點(diǎn)至少為15個(gè)；
[0140]關(guān)閉2#閥門，記錄關(guān)閉時(shí)間，等待間隔時(shí)間，保證存儲(chǔ)點(diǎn)至少為15個(gè)；
[0141]依此類推……，
[0142]關(guān)閉M#閥門，記錄關(guān)閉時(shí)間，等待間隔時(shí)間，保證存儲(chǔ)點(diǎn)至少為15個(gè)；
[0143]待所有閥門關(guān)閉完全后，等待間隔時(shí)間，保證存儲(chǔ)點(diǎn)至少為15個(gè)；
[0144]開啟M#閥門，記錄開啟時(shí)間，等待間隔時(shí)間，保證存儲(chǔ)點(diǎn)至少為15個(gè)；
[0145]開啟(M-1)#閥門，記錄開啟時(shí)間，等待間隔時(shí)間，保證存儲(chǔ)點(diǎn)至少為15個(gè)；
[0146]依此類推……，
[0147]開啟1#閥門，記錄開啟時(shí)間，等待間隔時(shí)間，保證存儲(chǔ)點(diǎn)至少為15個(gè)；
[0148]開啟全部閥門后，在關(guān)閉流量計(jì)閥門前讓供水流量曲線更平滑或高于間隔時(shí)間2倍；
[0149]測試完成后，結(jié)合夜間最小流量進(jìn)行供水管網(wǎng)漏損組分析，依次完成以下操作:
[0150]獲取漏損組測試的1#閥門關(guān)閉前30分鐘至開啟后30分鐘的歷史數(shù)據(jù)；
[0151 ]計(jì)算1#閥門關(guān)閉前30分鐘內(nèi)的流量平均值QO;
[0152]計(jì)算1#閥門關(guān)閉后至2#閥門關(guān)閉前去掉最大值后的流量平均值Q1、最大值Qlmax、最小值Qlmin;
[0153]計(jì)算2#閥門關(guān)閉后至3#閥門關(guān)閉前去掉最大值后的流量平均值Q2、最大值Q2max、最小值Q2min;
[0154]依次類推……，
[0155]計(jì)算M#閥門關(guān)閉后至1#閥門開啟前去掉最大值后的流量平均值QM、最大值QMmax、最小值QMmin;
[0156]再依次完成以下操作:
[0157]比較QO、該區(qū)塊內(nèi)夜間最小流量Qmin大小，取最小值重新設(shè)定QO；
[0158]計(jì)算1#閥門區(qū)域的漏失量Qlz = Ql — QO，如果Qlz 2 0.8 X QO，則1#閥門管理區(qū)域存在嚴(yán)重漏失，否則繼續(xù)觀察；
[0159]計(jì)算1#閥門區(qū)域的漏失量Q2z = Q2 — Ql，如果Q2z >0.8XQ0,則2#閥門管理區(qū)域存在嚴(yán)重漏失，否則繼續(xù)觀察；
[0160]依次類推……，
[0161]計(jì)算M#閥門區(qū)域的漏失量QMz = QM—QM-1，如果QMz >0.8XQ0,則M#閥門管理區(qū)域存在嚴(yán)重漏失，否則繼續(xù)觀察；
[0162]4.7)壓力漏損指數(shù)分析模塊獲取日漏失量，提供更精細(xì)化控制管網(wǎng)漏失的提示；
[0163]壓力與漏損的基本關(guān)系式為:L=(P1+P0)n;
[0164]式中:
[0165]PO是管網(wǎng)上改變前的壓力值；
[0166]Pl是管網(wǎng)上改變后的壓力值；
[0167]L是漏損指數(shù)(％);
[0168]N是取決于主要泄漏類型及管材的軟硬的系數(shù)0.5?1.5，區(qū)塊化區(qū)域的N通常假定為 1.15;
[0169]依次有以下子步驟:
[0170]4.7.I)獲取閥門關(guān)閉前數(shù)據(jù)庫中進(jìn)水壓力，計(jì)算該壓力下的漏損指數(shù)L0(%);
[0171]4.7.2)設(shè)置改變壓力值，計(jì)算該壓力下的漏損指數(shù)Ll(%);
[0172]4.7.3)計(jì)算產(chǎn)銷差率即壓力漏損指數(shù)比值L= (L1/L0) X 100(%);
[0173]4.7.4)計(jì)算當(dāng)前夜間最小流量的降低值Qx = QminX (1-L);
[0174]4.7.5)計(jì)算每天24小時(shí)減少的漏損量Qd = QminXLX24;
[0175]4.7.6)改變管網(wǎng)壓力，以更精細(xì)化控制管網(wǎng)漏失，實(shí)行有效管控產(chǎn)銷差率，控制成本，創(chuàng)新服務(wù)，提升用戶滿意度，提高供水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、成本、資源、管理與服務(wù)多方面的綜合效益，并達(dá)到有效協(xié)調(diào)和共同發(fā)展；
[0176]4.8)報(bào)表模塊通過圖、數(shù)一體化相結(jié)合的方式導(dǎo)出包括word、excel格式的文件輸出管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析結(jié)果即區(qū)域管網(wǎng)漏損監(jiān)控分析報(bào)告的歷史電子文檔，且存儲(chǔ)在歷史數(shù)據(jù)庫，區(qū)域管網(wǎng)漏損監(jiān)控分析報(bào)告包括漏損組測試的結(jié)果、夜間最小流量分析結(jié)果、壓力漏損指數(shù)分析結(jié)果、整合流量、壓力曲線圖形，以及指導(dǎo)性建議。
[0177]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置，設(shè)有包括流量記錄儀的流量監(jiān)控設(shè)備，其特征在于: 包括第三方通信傳輸介質(zhì)，以及通過所述第三方通信傳輸介質(zhì)與所述流量監(jiān)控設(shè)備通過傳輸協(xié)議進(jìn)行通信的主站系統(tǒng)； 所述流量監(jiān)控設(shè)備還包括與所述第三方通信傳輸介質(zhì)通過傳輸協(xié)議進(jìn)行通信的第一通信模塊。2.如權(quán)利要求1所述的供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置，其特征在于: 所述主站系統(tǒng)是基于嵌入式硬件平臺(tái)和Iinux或uClinux操作系統(tǒng)的工控電腦，以及CPU的內(nèi)核為X86架構(gòu)或者ARM架構(gòu)的個(gè)人電腦PC中的一種，包括通信模塊，以及通過數(shù)據(jù)總線分別與所述通信模塊連接的漏損組測試模塊、夜間最小流量分析模塊、壓力漏損指數(shù)分析模塊、顯示模塊、報(bào)表模塊、存儲(chǔ)模塊、操作系統(tǒng)。3.如權(quán)利要求1所述的供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置，其特征在于: 所述流量監(jiān)控設(shè)備是至少一個(gè)流量監(jiān)控設(shè)備，相應(yīng)安裝在供水管網(wǎng)的至少一個(gè)漏損監(jiān)te點(diǎn)ο4.如權(quán)利要求3所述的供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置，其特征在于: 所述流量監(jiān)控設(shè)備的流量記錄儀是采用Linux或uClinux嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流量記錄儀，包括支持管徑為DN20?DN2000的流量傳感器、壓力傳感器、存儲(chǔ)器和液晶顯示器。5.如權(quán)利要求4所述的供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置，其特征在于: 所述存儲(chǔ)器是內(nèi)存卡和存儲(chǔ)卡中的一種。6.如權(quán)利要求1所述的供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控的綜合分析裝置，其特征在于: 所述第三方通信傳輸介質(zhì)是移動(dòng)通信營運(yùn)商提供的包括GPRS的無線通信傳輸介質(zhì)。
【文檔編號(hào)】G01M3/28GK205538129SQ201620089166
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月29日
【發(fā)明人】蒲杰
【申請人】深圳市捷先數(shù)碼科技股份有限公司