一种供热管网泄漏的综合检测方法技术

本发明专利技术公开了一种供热管网泄漏的综合检测方法，涉及供热管网泄漏检测技术领域，将管网分为若干管段，通过安装在每一管上的流量计和压力变送器测得的流量和压力数据确定泄漏管段；在每一管段上安装声波传感器，根据声波传感器检测到的声信号确认泄漏事件，定位漏点，并进行泄漏报警；降低了检测成本，可靠性更高，适用性更强，保障了检测的准确性。保障了检测的准确性。保障了检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种供热管网泄漏的综合检测方法


[0001]本专利技术涉及供热管网泄漏检测
，具体涉及一种供热管网泄漏的综合检测方法。

技术介绍

[0002]管网泄漏是引起供热管网失水的一个重要原因，若不能及时发现并进行维修，不仅会影响供热效果和供热质量，引发用户投诉，而且会造成巨大的能源浪费，甚至可能冲刷周边地基，造成地面塌陷等次生事故。因此，研究管网泄漏检测方法的理论和技术，可以帮助维护人员快速、准确地定位漏点，对于保障供热效果和供热质量、提高热能利用效率意义重大，在供热领域有着广阔的前景。
[0003]目前，管网泄漏检测方法主要有简单评估方法、精确检漏方法、基于管道模型或统计学的方法以及其他物理和化学方法。简单评估方法的检测精度较低且无法定位漏点，一般只作为辅助手段；传统的精确检漏方法往往需要对泄漏信号进行复杂的变换和处理，实时性不强；基于管道模型或统计学的方法需要建立精确的数学模型来反映管网内流体的实时变化情况，但考虑到不同管网特性及外界突发干扰的影响，这种方法的实际参考价值不高；其他物理和化学方法，如红外热成像检漏法、光纤检漏法等，对于配套检测设备的要求较高，从经济性方面来讲，投入产出比并不高。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种供热管网泄漏的综合检测方法，降低了检测成本，可靠性更高，适用性更强，保障了检测的准确性。
[0005]本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种供热管网泄漏的综合检测方法，将管网分为若干管段，通过安装在每一管上的流量计和压力变送器测得的流量和压力数据确定泄漏管段；在每一管段上安装声波传感器，根据声波传感器检测到的声信号确认泄漏事件，定位漏点，并进行泄漏报警。
[0006]进一步的，包括：
[0007]管网分段：将区域供热管网分为若干管段，给每一管段编号：1，2，...，n；在每一管段的进、出口处均安装流量计、压力变送器和声波传感器，管段的编号及计量设备位置信息均存储于服务器中，且每一管段进、出口处的流量计、压力变送器和声波传感器将所测流量、压力和声信号数据定时上传至服务器；
[0008]建立逻辑回归模型：首先，建立训练集和测试集，其次，初始化逻辑回归模型的参数矩阵，然后，进行梯度下降循环；
[0009]定位疑似泄漏管段：定时地采用流量平衡法计算各管段进出口流量误差，若某管段流量误差大于其流量误差阈值，则继续计算该管段的相对压力误差；若该管段相对压力误差大于其相对压力误差阈值，则判定该管段为疑似泄漏管段；
[0010]确认泄漏事件：对于疑似泄漏管段，选择管段进、出口处的声波传感器数据各10
组，分别提取上述20组声信号数据的15种特征参数，构成声信号特征参数矩阵；将声信号特征参数矩阵输入逻辑回归模型，得到预测标签矩阵；若预测标签矩阵中值为1的元素数量占比大于50％，则判定该管段发生泄漏事件；
[0011]采用互相关法定位漏点：计算泄漏声信号的传播速度和延迟时间，根据计算值及其他已知参数定位漏点；
[0012]发送泄漏报警信息：服务器与供热调度中心计算机进行通讯，并向计算机发送泄漏报警信息，包括泄漏管段编号、进出口计量设备位置和泄漏点位置。
[0013]进一步的，每个流量计、压力变送器和声波传感器均包含NB-IoT模块，管段走向为直线。
[0014]进一步的，所述建立训练集和测试集：对于包含n个管段的供热管网，采集正常声信号和泄漏声信号各20n组，提取上述声信号的时域、频域、形状和随机四类共15种特征参数以及标签值，构成特征参数矩阵和标签矩阵；由特征参数矩阵和标签矩阵建立训练集和测试集。
[0015]进一步的，所述梯度下降循环：首先计算当前损失，选取sigmoid函数作为激活函数，并计算代价函数，其次计算当前梯度，最后梯度下降。
[0016]进一步的，所述的建立逻辑回归模型，还包括训练和测试逻辑回归模型：给定学习率迭代次数以及期望的测试集分类准确率，将训练集数据和测试集数据分别输入逻辑回归模型，调整学习率，直至达到预期。
[0017]本专利技术的有益效果是：创造性地对管网进行分段，充分利用了供热管网中现有的计量设备，降低了检测成本；采用逻辑回归模型对声信号进行智能分类，避免了复杂的数学建模过程，且不受管道和流体参数变化的影响，可靠性更高，适用性更强；通过多级泄漏检测和漏点定位，保障了检测的准确性；由泄漏管段编号、进出口计量设备位置和泄漏点位置组成的泄漏报警信息，为泄漏点的维修提供了极大的便利。
附图说明
[0018]图1是本专利技术管网分段示意图；
[0019]图2是本专利技术逻辑回归模型的梯度下降算法流程图；
[0020]图3是本专利技术泄漏声信号分类示意图；
[0021]图4是本专利技术互相关法定位漏点原理图；
[0022]图5是本专利技术计量设备、服务器和调度中心计算机通讯示意图。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。
[0024]实施例1
[0025]将管网分为若干管段，通过安装在每一管上的流量计和压力变送器测得的流量和压力数据确定泄漏管段；在每一管段上安装声波传感器，根据声波传感器检测到的声信号确认泄漏事件，定位漏点，并进行泄漏报警。
[0026]1、管网分段
[0027]如图1所示，将某一区域供热管网分为若干管段，并将每一管段标注编号1，2，
…
，n；管网分段遵循以下原则：
[0028](1)每一管段的进、出口都安装流量计、压力变送器和声波传感器；
[0029](2)每一管段进、出口的流量计、压力变送器和声波传感器都包含NB-IoT模块；
[0030](3)尽量使每一管段的走向为直线。
[0031]对于管段i(1≤i≤n)，其进口处的流量计、压力变送器、声波传感器的位置分别为(x
i11
，y
i11
)、(x
i12
，y
i12
)、(x
i13
，y
i13
)，出口处的流量计、压力变送器、声波传感器的位置分别为(x
i21
，y
i21
)、(x
i22
，y
i22
)、(x
i23
，y
i23
)。其中，x为纬度，y为经度。
[0032]上述管段编号及计量设备即流量计、压力变送器、声波传感器位置信息都存储在服务器中。每一管段进、出口的流量计、压力变送器和声波传感器都将所测流量、压力和声信号数据定时上传至服务器。
[0033]2、建立逻辑回归模型
[0034]参考图2，具体步骤如下：
[0035]2.1建立训练集和测试集
[0036]首先进行实验数据采集。在每一管段，利用阀门来模拟泄漏源，使用相同的声波传感器，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种供热管网泄漏的综合检测方法，其特征在于，将管网分为若干管段，通过安装在每一管上的流量计和压力变送器测得的流量和压力数据确定泄漏管段；在每一管段上安装声波传感器，根据声波传感器检测到的声信号确认泄漏事件，定位漏点，并进行泄漏报警。2.根据权利要求1所述的一种供热管网泄漏的综合检测方法，其特征在于，包括：管网分段：将区域供热管网分为若干管段，给每一管段编号：1，2，...，n；在每一管段的进、出口处均安装流量计、压力变送器和声波传感器，管段的编号及计量设备位置信息均存储于服务器中，且每一管段进、出口处的流量计、压力变送器和声波传感器将所测流量、压力和声信号数据定时上传至服务器；建立逻辑回归模型：首先，建立训练集和测试集，其次，初始化逻辑回归模型的参数矩阵，然后，进行梯度下降循环；定位疑似泄漏管段：定时地采用流量平衡法计算各管段进出口流量误差，若某管段流量误差大于其流量误差阈值，则继续计算该管段的相对压力误差；若该管段相对压力误差大于其相对压力误差阈值，则判定该管段为疑似泄漏管段；确认泄漏事件：对于疑似泄漏管段，选择管段进、出口处的声波传感器数据各10组，分别提取上述20组声信号数据的15种特征参数，构成声信号特征参数矩阵；将声信号特征参数矩阵输入逻辑回归模型，得到预测标签矩阵；若预测标签矩阵中值为1的元素数量占比大于5...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙圣斌，骆敏，杜瑞东，
申请(专利权)人：大连海心信息工程有限公司，
类型：发明
国别省市：