本發(fā)明涉及市政工程，具體涉及供水管網(wǎng)漏損定位方法、裝置、設(shè)備、介質(zhì)及程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、在供水管網(wǎng)漏損檢測的研究中，基于獨(dú)立計(jì)量分區(qū)(discrete?metering?area，dma)的漏損檢測方法可以識(shí)別出一個(gè)dma內(nèi)的漏損，但無法確定具體位置。通常，需要在該區(qū)域內(nèi)使用聲學(xué)方法(如聽漏棒、檢漏相關(guān)儀、噪聲記錄儀等)進(jìn)行精確定位，但這對整片區(qū)域進(jìn)行聲學(xué)檢測會(huì)耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間。因此，亟需一種方法來縮小聲學(xué)檢測的搜索范圍，以彌補(bǔ)兩者之間的不足。在此背景下，基于瞬變流頻域響應(yīng)函數(shù)的漏損位置檢測方法顯示出良好的應(yīng)用前景。

2、目前，對于基于瞬變流頻域響應(yīng)函數(shù)的漏損檢測方法的研究存在以下局限問題：(1)研究僅限于簡單管道系統(tǒng)(如單根管道、串聯(lián)管道、分枝或環(huán)狀管網(wǎng))，復(fù)雜管道則漏損定位不準(zhǔn)確；(2)該方法高度依賴于準(zhǔn)確的瞬變流水力模型，而準(zhǔn)確的瞬變流水力模型不易建立。

3、因此亟需一種適用于復(fù)雜管網(wǎng)準(zhǔn)確定位漏損的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種供水管網(wǎng)漏損定位方法、裝置、設(shè)備、介質(zhì)及程序產(chǎn)品，以解決復(fù)雜管網(wǎng)中難以構(gòu)建精確的水力學(xué)模型而導(dǎo)致漏損定位不準(zhǔn)確的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種供水管網(wǎng)漏損定位方法，該方法包括：

3、獲取供水管網(wǎng)的瞬變流激發(fā)位置；

4、基于瞬變流激發(fā)位置模擬多種不同漏損工況下的瞬變流事件，得到瞬變流事件對應(yīng)的多個(gè)瞬變流頻域響應(yīng)幅值；

5、基于多個(gè)瞬變流頻域響應(yīng)幅值對預(yù)先建立的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到管網(wǎng)漏損定位模型；

6、獲取供水管網(wǎng)實(shí)測瞬變流頻域響應(yīng)幅值，并基于實(shí)測瞬變流頻域響應(yīng)幅值和管網(wǎng)漏損定位模型對供水管網(wǎng)漏損進(jìn)行定位。

7、本發(fā)明提供的供水管網(wǎng)漏損定位方法，基于瞬變流激發(fā)位置模擬多種不同漏損工況下的瞬變流事件，得到瞬變流事件對應(yīng)的多個(gè)瞬變流頻域響應(yīng)幅值；基于多個(gè)瞬變流頻域響應(yīng)幅值對預(yù)先建立的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到管網(wǎng)漏損定位模型；獲取供水管網(wǎng)實(shí)測瞬變流頻域響應(yīng)幅值，并基于實(shí)測瞬變流頻域響應(yīng)幅值和管網(wǎng)漏損定位模型對供水管網(wǎng)漏損進(jìn)行定位，在具有水力不確定性的復(fù)雜管網(wǎng)中使用深度學(xué)習(xí)算法，以識(shí)別供水管網(wǎng)中瞬變流頻域響應(yīng)的漏損特征，從而確定發(fā)生漏損可能性更高的管道，實(shí)現(xiàn)了對多種漏損工況下的復(fù)雜管網(wǎng)進(jìn)行漏損精確定位的目的，解決了復(fù)雜管網(wǎng)中難以構(gòu)建精確的水力學(xué)模型而導(dǎo)致漏損定位不準(zhǔn)確的問題。

8、在一種可選的實(shí)施方式中，基于瞬變流激發(fā)位置模擬多種不同漏損工況下的瞬變流事件，得到瞬變流事件對應(yīng)的多個(gè)瞬變流頻域響應(yīng)幅值包括：

9、通過數(shù)學(xué)模擬方式建立供水管網(wǎng)對應(yīng)的模型管網(wǎng)；

10、對模型管網(wǎng)進(jìn)行隨機(jī)誤差修正，并添加漏損參數(shù)至修正后的模型管網(wǎng)中得到漏損模型管網(wǎng)；

11、使用瞬變流模擬軟件模擬漏損模型管網(wǎng)多種不同漏損工況下的瞬變流事件，并計(jì)算得到多種不同漏損工況下的瞬變流事件對應(yīng)的多個(gè)瞬變流頻域響應(yīng)幅值。

12、本發(fā)明提供的供水管網(wǎng)漏損定位方法，通過數(shù)學(xué)模擬方式建立供水管網(wǎng)對應(yīng)的模型管網(wǎng)，將實(shí)際供水管網(wǎng)轉(zhuǎn)化為模型管網(wǎng)來研究，簡化了計(jì)算過程，對模型管網(wǎng)進(jìn)行隨機(jī)誤差修正，并添加漏損參數(shù)至修正后的模型管網(wǎng)中得到漏損模型管網(wǎng)，使得模型管網(wǎng)的誤差進(jìn)一步縮小，與實(shí)際供水管網(wǎng)的特征保持一致，仿真效果好，通過使用瞬變流模擬軟件模擬漏損模型管網(wǎng)多種不同漏損工況下的瞬變流事件，并計(jì)算得到多種不同漏損工況下的瞬變流事件對應(yīng)的多個(gè)瞬變流頻域響應(yīng)幅值，為后續(xù)對深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練提供了準(zhǔn)確地訓(xùn)練數(shù)據(jù)。

13、在一種可選的實(shí)施方式中，漏損參數(shù)包括發(fā)生漏損管道、發(fā)生漏損管道位置和等效孔口出流系數(shù)；

14、對模型管網(wǎng)進(jìn)行隨機(jī)誤差修正，并添加漏損參數(shù)至修正后的模型管網(wǎng)中得到漏損模型管網(wǎng)包括：

15、將模型管網(wǎng)劃分為多個(gè)管段；

16、獲取模型管網(wǎng)中所有管段的等效摩阻系數(shù)，并在等效摩阻系數(shù)上添加服從于自然分布的隨機(jī)誤差對模型管網(wǎng)進(jìn)行修正；

17、獲取模型管網(wǎng)中所有管段的瞬變流波速，并在瞬變流波速上添加服從于自然分布的隨機(jī)誤差對模型管網(wǎng)進(jìn)行修正；

18、使用均勻分布，隨機(jī)確定管網(wǎng)中發(fā)生漏損管道；

19、使用均勻分布，隨機(jī)確定發(fā)生漏損管道上發(fā)生漏損位置；發(fā)生漏損位置由漏損離管道起始節(jié)點(diǎn)的距離表示；

20、從均勻分布中隨機(jī)確定發(fā)生漏損位置的等效孔口出流系數(shù)；

21、將發(fā)生漏損管道、發(fā)生漏損管道位置和等效孔口出流系數(shù)添加至模型管網(wǎng)中得到漏損模型管網(wǎng)。

22、本發(fā)明提供的供水管網(wǎng)漏損定位方法，通過添加自然分布的隨機(jī)誤差對模型管網(wǎng)進(jìn)行修正，提高了模型管網(wǎng)的仿真準(zhǔn)確度，使用均勻分布確定管網(wǎng)中發(fā)生漏損管道、發(fā)生漏損位置以及等效孔口出流系數(shù)并將以上參數(shù)添加至模型管網(wǎng)中，保證模型管網(wǎng)計(jì)算出的瞬變流頻域響應(yīng)幅值能夠覆蓋所有管道的特征，提高瞬變流頻域響應(yīng)幅值計(jì)算的精確度。

23、在一種可選的實(shí)施方式中，在基于多個(gè)瞬變流頻域響應(yīng)幅值對預(yù)先建立的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練之前，供水管網(wǎng)漏損定位方法還包括：

24、對多個(gè)瞬變流頻域響應(yīng)幅值進(jìn)行歸一化處理，得到多個(gè)歸一化后的瞬變流頻域響應(yīng)幅值。

25、本發(fā)明提供的供水管網(wǎng)漏損定位方法，對多個(gè)瞬變流頻域響應(yīng)幅值進(jìn)行歸一化處理，得到多個(gè)歸一化后的瞬變流頻域響應(yīng)幅值，保證了多個(gè)瞬變流頻域響應(yīng)幅值數(shù)據(jù)統(tǒng)一，提高了后續(xù)對深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練效率。

26、在一種可選的實(shí)施方式中，基于多個(gè)瞬變流頻域響應(yīng)幅值對預(yù)先建立的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到管網(wǎng)漏損定位模型包括：

27、將交叉熵?fù)p失作為預(yù)先建立的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的損失函數(shù)；

28、基于損失函數(shù)和多個(gè)歸一化后的瞬變流頻域響應(yīng)幅值采用梯度下降法對預(yù)先建立的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到管網(wǎng)漏損定位模型。

29、本發(fā)明提供的供水管網(wǎng)漏損定位方法，將交叉熵?fù)p失作為預(yù)先建立的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的損失函數(shù)；基于損失函數(shù)和多個(gè)歸一化后的瞬變流頻域響應(yīng)幅值采用梯度下降法對預(yù)先建立的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到管網(wǎng)漏損定位模型，借助深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，有效、充分地挖掘瞬變流頻域響應(yīng)中的管網(wǎng)漏損特征，并減少水力模型誤差對漏損定位結(jié)果的影響，得到的管網(wǎng)漏損定位模型為后續(xù)對實(shí)際供水管網(wǎng)的漏損定位提供了條件。

30、在一種可選的實(shí)施方式中，獲取供水管網(wǎng)實(shí)測瞬變流頻域響應(yīng)幅值，并基于實(shí)測瞬變流頻域響應(yīng)幅值和管網(wǎng)漏損定位模型對供水管網(wǎng)漏損進(jìn)行定位包括：

31、選定實(shí)際供水管網(wǎng)的瞬變流激發(fā)位置，并基于實(shí)際供水管網(wǎng)的瞬變流激發(fā)位置計(jì)算得到實(shí)測瞬變流頻域響應(yīng)幅值；

32、對實(shí)測瞬變流頻域響應(yīng)幅值進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化后的實(shí)測瞬變流頻域響應(yīng)幅值；

33、將歸一化后的實(shí)測瞬變流頻域響應(yīng)幅值輸入至管網(wǎng)漏損定位模型中，輸出供水管網(wǎng)漏損定位結(jié)果。

34、本發(fā)明提供的供水管網(wǎng)漏損定位方法，采用基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)得到的管網(wǎng)漏損定位模型識(shí)別管網(wǎng)中瞬變流頻域響應(yīng)的漏損特征，從而確定發(fā)生漏損可能性更高的管道，實(shí)現(xiàn)了對實(shí)際供水管網(wǎng)漏損定位的目的。

35、第二方面，本發(fā)明提供了一種供水管網(wǎng)漏損定位裝置，該裝置包括：

36、位置獲取模塊，用于獲取供水管網(wǎng)的瞬變流激發(fā)位置；

37、瞬變流頻域響應(yīng)幅值計(jì)算模塊，用于基于瞬變流激發(fā)位置模擬多種不同漏損工況下的瞬變流事件，得到瞬變流事件對應(yīng)的多個(gè)瞬變流頻域響應(yīng)幅值；

38、訓(xùn)練模塊，用于基于多個(gè)瞬變流頻域響應(yīng)幅值對預(yù)先建立的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到管網(wǎng)漏損定位模型；

39、供水管網(wǎng)漏損定位模塊，用于獲取供水管網(wǎng)實(shí)測瞬變流頻域響應(yīng)幅值，并基于實(shí)測瞬變流頻域響應(yīng)幅值和管網(wǎng)漏損定位模型對供水管網(wǎng)漏損進(jìn)行定位。

40、第三方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器和處理器，存儲(chǔ)器和處理器之間互相通信連接，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，處理器通過執(zhí)行計(jì)算機(jī)指令，從而執(zhí)行上述第一方面或其對應(yīng)的任一實(shí)施方式的供水管網(wǎng)漏損定位方法。

41、第四方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述第一方面或其對應(yīng)的任一實(shí)施方式的供水管網(wǎng)漏損定位方法。

42、第五方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)指令，計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述第一方面或其對應(yīng)的任一實(shí)施方式的供水管網(wǎng)漏損定位方法。