本發(fā)明涉及應急搶險技術領域，更具體地，涉及一種水管網(wǎng)爆管分析方法及系統(tǒng)。

背景技術：

目前，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化進程的加快，各種各樣、縱橫交錯的管道構(gòu)成了地下錯綜復雜的水管網(wǎng)系統(tǒng)。地下水管網(wǎng)系統(tǒng)在城市日常生活、生產(chǎn)中處于舉足輕重的地位，因此地下水管網(wǎng)的在線監(jiān)測和故障排查工作也越來越引起人們的重視。根據(jù)管道內(nèi)介質(zhì)的不同可以把水管網(wǎng)系統(tǒng)分為非流體管道和流體管道，非流體管道如電力電纜管道；流體管道如給水管道、排水管道、燃氣管道等。

到目前為止，關于地下水管網(wǎng)的整體性監(jiān)測和診斷的有效方法還比較少，并且大多集中在單一長距離管道離線研究方面。其中流體管道尤其是供水管道相關企業(yè)水管網(wǎng)具有線路拓撲復雜、環(huán)境埋設多為地下、老舊水管網(wǎng)事故多發(fā)、腐損情況難以發(fā)現(xiàn)等特點,以上特點容易引發(fā)事故處理不及時影響城市形象、交通、水資源流失導致經(jīng)濟損失等一系列不良后果。

現(xiàn)有技術中，技術人員通過拼接圖紙、解譯管網(wǎng)拓撲關系來進行供水管道爆管事故點的地位，效率十分低下。同時，并不能高效解決爆管部長的原因還包括定位閥門的位置需要時間協(xié)調(diào)溝通，另外還需要平衡維搶修時間和影響用戶損失的成本，因此不能對爆管等事故進行有效的管理，容易給公眾造成了維搶修不及時、行動緩慢懶散的形象。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為克服上述問題或者至少部分地解決上述問題，提供一種結(jié)合地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System或Geo－Information system，GIS)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)和水力計算通用模型、實現(xiàn)供水管網(wǎng)爆管分析及處理的方法及系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種水管網(wǎng)爆管分析方法，包括：步驟1，基于水管網(wǎng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、管網(wǎng)水力計算拓撲網(wǎng)絡，利用水利計算通用模型，建立水管網(wǎng)實時供水模型；

步驟2，基于爆管大致位置信息、水管壓力數(shù)據(jù)和水管流量數(shù)據(jù)，獲取所述水管網(wǎng)實時供水模型中爆管精確位置信息；

步驟3，基于所述精準位置信息和水管網(wǎng)實時供水模型，利用地理信息系統(tǒng)中矢量疊加分析、緩沖區(qū)分析和連通分析算法，分析出爆管點上下游關閉閥門的方案。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種水管網(wǎng)爆管分析系統(tǒng)，包括：

呼叫中心模塊，與事故中心模塊相連，用于上傳爆管大致位置信息；

事故處理模塊，與事故中心模塊相連，用于基于水管網(wǎng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、管網(wǎng)水力計算拓撲網(wǎng)絡，利用水利計算通用模型，建立水管網(wǎng)實時供水模型；根據(jù)爆管大致位置信息、水管壓力數(shù)據(jù)和水管流量數(shù)據(jù)，獲取所述水管網(wǎng)實時供水模型中爆管精確位置信息；基于所述精準位置信息和水管網(wǎng)實時供水模型，利用地理信息系統(tǒng)中矢量疊加分析、緩沖區(qū)分析和連通分析算法，分析出爆管點上下游關閉閥門的方案。

本申請?zhí)岢鲆环N水管網(wǎng)爆管分析方法及系統(tǒng)，結(jié)合GIS、SCADA和水力計算通用模型，實現(xiàn)供水管網(wǎng)爆管分析及處理?？梢詫⒓夹g人員從傳統(tǒng)工作中解脫出來(拼接圖紙，解譯管網(wǎng)拓撲關系)，通過與事故處理模塊的互動，能夠快速、有效地定位事故發(fā)生點，并通過水網(wǎng)實時供水模型進行爆管分析，提供關閥方案和影響范圍通知預案，提高了工作效率，降低了爆管分析判斷的復雜性和避免了關閥的人為失誤。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種水管網(wǎng)爆管分析方法整體流程示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種水管網(wǎng)爆管分析方法具體流程示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的一種水管網(wǎng)爆管分析系統(tǒng)整體框架示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

圖1中，示出本發(fā)明具體實施例中，一種水管網(wǎng)爆管分析方法的總體流程圖?？傮w上，包括：步驟1，基于水管網(wǎng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、管網(wǎng)水力計算拓撲網(wǎng)絡，利用水利計算通用模型，建立水管網(wǎng)實時供水模型；步驟2，根據(jù)爆管大致位置信息、水管壓力數(shù)據(jù)和水管流量數(shù)據(jù)，獲取所述水管網(wǎng)實時供水模型中爆管精確位置信息；步驟3，基于所述精準位置信息和水管網(wǎng)實時供水模型，利用地理信息系統(tǒng)中矢量疊加分析、緩沖區(qū)分析和連通分析運算，分析出爆管點上下游關閉閥門的方案。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，一種水管網(wǎng)爆管分析方法，步驟1中所述建立的水管網(wǎng)實時供水模型用于顯示實時各管網(wǎng)點水壓數(shù)據(jù)和水流數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，一種水管網(wǎng)爆管分析方法，步驟1中所述水利計算通用模型，可以為各種常用的水力計算模型，例如：Mukherjee-Brill兩相流相關式、Xiao-Brill模型、Eaton降壓計算法、組合模型等，用于將水管網(wǎng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行擬合，結(jié)合管網(wǎng)水利計算拓撲網(wǎng)絡，建立水管網(wǎng)實時供水模型。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，一種水管網(wǎng)爆管分析方法，步驟3后還包括：基于所述水管網(wǎng)實時供水模型，得出所述關閉閥門方案實施后的影響范圍分析結(jié)果。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，一種水管網(wǎng)爆管分析方法，步驟3后還包括將所述關閉閥門的方案和或通知影響范圍內(nèi)用戶的任務以工單的形式指派給維搶修部門和服務部門。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，一種水管網(wǎng)爆管分析方法，所述方法最后還包括：對爆管類別、爆管發(fā)生頻率、影響用戶數(shù)量、關閉閥門等信息進行統(tǒng)計備案。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，一種水管網(wǎng)爆管分析方法，步驟1包括：基于水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)發(fā)送來的泵站、水管網(wǎng)上壓力、流量信息，以≥100mm直徑水管組構(gòu)成的網(wǎng)絡作為管網(wǎng)水力計算拓撲網(wǎng)絡，利用水利計算通用模型建立水管網(wǎng)實時供水模型。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，一種水管網(wǎng)爆管分析方法，步驟2中爆管大致位置信息通過以下步驟獲得：直接獲得爆管大致空間坐標位置信息或爆管文字性描述信息；通過將所述文字性描述信息與地理信息系統(tǒng)中的信息點進行匹配，獲得爆管大致位置信息。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，一種水管網(wǎng)爆管分析方法，所述將所述關閉閥門的方案和/或通知影響范圍內(nèi)用戶的任務以工單的形式指派給維搶修部門和服務部門包括：將所述關閉閥門的方案以工單的形式，采用移動通信網(wǎng)絡傳輸方式指派給維搶修部門和服務部門，維搶修部門對爆管事故進行進一步分析，確定精確關閥或者保守關閥方案，或者反饋閥門狀態(tài)如失靈等重新開啟新一輪閉環(huán)處理流程；服務部門向受影響用戶發(fā)送停水或者影響通知單。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，一種水管網(wǎng)爆管分析方法，所述服務部門通過電子簽章或者短信方式向受影響用戶發(fā)送停水或者影響通知單。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，一種水管網(wǎng)爆管分析方法，所述水管網(wǎng)管理者可以通過爆管事故編號信息或爆管事故地點查詢爆管事故處理的實時詳細情況。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，一種水管網(wǎng)爆管分析方法，所述直接獲得爆管大致空間坐標位置信息或爆管文字性描述信息包括：通過熱線、傳真或網(wǎng)絡方式事接收爆管事故信息，將所述爆管事故信息按照緊急和重要程度進行排序。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，一種水管網(wǎng)爆管分析方法，所述步驟2還包括：基于爆管大致位置信息、水管壓力數(shù)據(jù)和水管流量數(shù)據(jù)，基于爆管上報大致位置信息，判斷爆管的主要管段；基于水管壓力數(shù)據(jù)和水管流量數(shù)據(jù)優(yōu)化判斷的爆管點坐標信息。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，示出一種水管網(wǎng)爆管分析方法。如圖2所示，一站式爆管分析閉環(huán)處理流程方法，主要是基于事故處理模塊。整流程包括如下步驟：步驟001：呼叫中心模塊接收熱線、傳真、網(wǎng)絡等事故上報信息，通過篩選，按照緊急和重要程度，將任務信息傳送到事故處理模塊。

步驟002：進入事故處理模塊，技術操作人員對事故地址信息進行解析分析并查詢定位，通過建立水網(wǎng)實時供水模型進行爆管分析，將分析結(jié)果及位置信息傳送到維搶修移動APP端。

步驟003：維搶修人員進行任務查看，根據(jù)位置信息及事故描述進行現(xiàn)場核實并執(zhí)行任務。

步驟004：對任務描述進行現(xiàn)場核實并判斷任務真實性和可執(zhí)行性，如果否執(zhí)行步驟102，如果是執(zhí)行步驟105。

步驟005：按照事故處理模塊的分析結(jié)果進行處理，如關閉相關的閥門。

步驟006：完成上一步后進行判斷，是否按照事故處理模塊分析結(jié)果完成任務，如否執(zhí)行102，如是執(zhí)行107。

步驟007：按照事故處理模塊分析結(jié)果對受影響的用戶進行通知，并將事故處理信息歸檔存儲。

步驟008：完成上一步后，一站式事故處理流程完畢，結(jié)束該步驟。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，示出一種水管網(wǎng)爆管分析方法中步驟1的流程圖。包括：步驟101：準備完整的供水管網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)，主要使用管線拓撲關系、口徑、材質(zhì)、高程數(shù)據(jù)。

步驟102：對數(shù)據(jù)進行處理建模，使其成為可參與水力計算的初始數(shù)據(jù)，主要是對數(shù)據(jù)進行抽稀、賦值、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式等。

步驟103：輸入SCADA初始數(shù)據(jù)，主要是壓力、流量等參數(shù)。

步驟104：通過水力計算通用模型，設置參數(shù)，參數(shù)設置主要包括水源設置、輸入壓力、輸入流量、摩阻系數(shù)；然后對對壓力和流量進行平差計算，將流量和壓力平差到每個節(jié)點和管網(wǎng)上。

步驟105：通過上一步驟提到實時供水模型，本模型的實時性主要體現(xiàn)在參與計算的壓力和流量都通過實時在線的監(jiān)測系統(tǒng)提供，每次爆管分析前事故處理模塊都進行一次水網(wǎng)實時供水模型計算。

在本發(fā)明的另一個具體實施例中，示出一種水管網(wǎng)爆管分析方法中步驟2的流程圖。包括：步驟201：提取呼叫中心的事故信息發(fā)生地址。

步驟202：在事故處理模塊上搜索相近、相同的POI信息。

步驟203：通過緩沖區(qū)分析，得到事故點周邊的管網(wǎng)分布資料，通過對管網(wǎng)資料和水網(wǎng)實時供水模型選擇最佳的爆管位置。

步驟204：結(jié)合水網(wǎng)實時供水模型，管理平臺自動分析爆管點相連的關斷設備，因為供水管網(wǎng)大部分為環(huán)狀網(wǎng)，通過實時水網(wǎng)模型可以確定實時供水流向和壓力情況，因此平臺可以提供保守關閥和精確關閥方案，為維搶修的實際需要提供輔助決策，同時根據(jù)管網(wǎng)拓撲關系，可以搜索出關閉閥門影響的范圍和用戶，為技術人員提供詳盡的爆管分析結(jié)果，同時技術人員還可以根據(jù)現(xiàn)場需要修改參數(shù)，如閥門失靈等，啟動新一輪的閉環(huán)處理流程。

步驟205：對于分析結(jié)果以加密形式通過移動通信傳送到APP上，方便技術人員查看。分析結(jié)果包括但不限于停水通知單、閥門啟閉通知單、關閉閥門位置信息、停水區(qū)域圖形信息等。

圖3中，本發(fā)明一個具體實施例中，示出一種水管網(wǎng)爆管分析系統(tǒng)總體框架?？傮w來說，包括：呼叫中心模塊A1，與事故中心模塊相連，用于上傳爆管大致位置信息；事故處理模塊A2，與事故中心模塊相連，用于基于水管網(wǎng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、管網(wǎng)水力計算拓撲網(wǎng)絡，利用水利計算通用模型，建立水管網(wǎng)實時供水模型；根據(jù)爆管大致位置信息、水管壓力數(shù)據(jù)和水管流量數(shù)據(jù)，獲取所述水管網(wǎng)實時供水模型中爆管精確位置信息；基于所述精準位置信息和水管網(wǎng)實時供水模型，利用地理信息系統(tǒng)中矢量疊加分析、緩沖區(qū)分析和連通分析算法，分析出爆管點上下游關閉閥門的方案。

最后，本申請的方法僅為較佳的實施方案，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。