断丝预测模型构建和预应力钢筒混凝土管的断丝预测方法技术

本发明专利技术公开了一种断丝预测模型构建和预应力钢筒混凝土管的断丝预测方法，断丝预测模型构建方法包括：获取预应力钢筒混凝土管中发生断丝的目标管节的历史断丝数据，历史断丝数据包括发生断丝的目标管节的使用时长、断丝时间以及位置信息；根据多个目标管节的位置信息对多个目标管节进行分段处理并根据每一管段中包含的目标管节对应的断丝时间进行断丝数据统计得到每一管段对应的断丝数据统计结果，断丝数据统计结果包括每一管段对应的位置信息、包含的目标管节的断丝时间、使用时长以及断丝数量；根据断丝数据统计结果对预设模型进行训练直至满足预设训练条件，得到预应力钢筒混凝土管的断丝预测模型。混凝土管的断丝预测模型。混凝土管的断丝预测模型。

【技术实现步骤摘要】
断丝预测模型构建和预应力钢筒混凝土管的断丝预测方法


[0001]本专利技术涉及大数据分析
，具体涉及一种断丝预测模型构建和预应力钢筒混凝土管的断丝预测方法。

技术介绍

[0002]随着经济的快速发展和城市化的加速推进，城市供水需求不断加大，与此同时，为保证城市中的水资源供给，城市的供水管网系统也越来越庞大。城市居民生活的供水安全与城市的供水管网系统有着密切关联。由于预应力钢筒混凝土管(PCCP)其公道的复合结构、承受内外压较高、接头密封性好、抗震能力强和施工方便快捷等特性，广泛应用于长间隔输水干线和城市供水工程。但PCCP管道随着使用年限增加，会出现断丝等风险，需定期检测断丝情况，及时采取措施。一旦不能及时察觉和维修造成的损失难以估量，不仅难以保障城市的用水安全，并可能会对供水管道沿线居民生活和当地生态环境造成巨大影响。
[0003]目前对于PCCP管道断丝的研究与应用主要集中在PCCP监测和断丝检测等相关方面，当管道发生断丝后，通过相关检测设备及时确定断丝位置，然后对断丝管道进行维护，更多的是在检测原理上的研究，缺少对于断丝发生前的提前预测。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有检测方法缺少对于断丝发生前的提前预测的缺陷，从而提供一种断丝预测模型构建和预应力钢筒混凝土管的断丝预测方法、装置及电子设备。
[0005]根据第一方面，本专利技术实施例公开了一种断丝预测模型构建方法，包括：获取预应力钢筒混凝土管中发生断丝的多个目标管节的历史断丝数据，所述历史断丝数据包括发生断丝的目标管节的使用时长、断丝时间以及位置信息；根据所述多个目标管节的位置信息对所述多个目标管节进行分段处理并根据每一管段中包含的目标管节对应的断丝时间进行断丝数据统计得到每一管段对应的断丝数据统计结果，所述断丝数据统计结果包括每一管段对应的位置信息、包含的目标管节的断丝时间、使用时长以及断丝数量；根据所述断丝数据统计结果对预设模型进行训练直至满足预设训练条件，得到预应力钢筒混凝土管的断丝预测模型。
[0006]本专利技术提供的断丝预测模型构建方法，通过对获取到的多个目标管节的历史断丝数据进行统计得到每一管段对应的断丝数据统计结果，利用每一管段对应的断丝数据统计结果对预设模型进行训练，得到断丝预测模型，利用该断丝预测模型可以实现对预应力钢筒混凝土管的断丝数量的预测，后续可以利用该断丝预测模型预测的预应力钢筒混凝土管的断丝数量对发生断丝的管节进行提前干预。
[0007]可选地，所述根据所述断丝数据统计结果对预设模型进行训练直至满足预设训练条件，得到预应力钢筒混凝土管的断丝预测模型，包括：采用预设插值法对断丝数据统计结果进行扩充处理，得到扩充数据；利用所述扩充数据对所述预测模型进行训练。
[0008]通过上述方法，将断丝数据统计结果进行扩充处理，得到的扩充数据的数据特征更具有普适性，且更满足训练预设模型时对数据量的要求。
[0009]可选地，所述预设插值法包括三次插值法。
[0010]采用三次插值法对断丝数据统计结果进行扩充，得到的扩充数据可以产生整体上光滑的曲线。由于容易产生较剧烈的波动，使得曲线的最高点比最高的节点还高，曲线的最低点比最低的节点还低，达到扩充后的数据相互独立，接近真实的数据情况。
[0011]可选地，所述预设模型包括宽度回声状态网络模型。
[0012]宽度回声状态是由宽度学习系统结合回声状态网络而成，具有宽度学习增量算法的优势，对于因新增训练数据或新增隐藏层节点而变化的权重，宽度回声网络可以快速地利用这些数据更新原有的模型，从而学习到更接近实际的规律。
[0013]根据第二方面，本专利技术实施例还公开了一种预应力钢筒混凝土管的断丝预测方法，包括：获取待预测预应力钢筒混凝土管段的使用数据，所述使用数据包括所述管段所处位置信息以及包含的目标管节的起始使用时间；将所述使用数据输入到利用如第一方面或第一方面任一可选实施方式所述的断丝预测模型构建方法构建得到的预应力钢筒混凝土管的断丝预测模型；根据所述断丝预测模型的输出结果确定所述待预测预应力钢筒混凝土管段发生断丝时的时间以及断丝数量。
[0014]本专利技术提供的预应力钢筒混凝土管的断丝预测方法，通过将获取到的预应力钢筒混凝土管段的使用数据输入到预应力钢筒混凝土管的断丝预测模型中，根据输出结果确定待预测预应力钢筒混凝土管段发生断丝时的时间以及断丝数量，实现了对预应力钢筒混凝土管的断丝预测，改变了断丝监测在检测原理上的研究，实现断丝的自动精准预测，更容易满足城市供水需求。
[0015]可选地，根据所述断丝预测模型的输出结果确定所述待预测预应力钢筒混凝土管段发生断丝时的时间以及断丝数量之后，所述方法还包括：根据回归模型评价指标对所述待预测预应力钢筒混凝土管段发生断丝时的时间以及断丝数量进行评价，确定所述待预测预应力钢筒混凝土管段发生断丝时的时间以及断丝数量对应的误差值。
[0016]通过上述方法，确定了待预测预应力钢筒混凝土管段发生断丝时的时间以及断丝数量对应的误差值，便于对预测结果的准确性进行评价。
[0017]根据第三方面，本专利技术实施例还公开了一种断丝预测模型构建装置，包括：第一获取模块，用于获取预应力钢筒混凝土管中发生断丝的多个目标管节的历史断丝数据，所述历史断丝数据包括发生断丝的目标管节的使用时长、断丝时间以及位置信息；确定模块，用于根据所述多个目标管节的位置信息对所述多个目标管节进行分段处理并根据每一管段中包含的目标管节对应的断丝时间进行断丝数据统计得到每一管段对应的断丝数据统计结果，所述断丝数据统计结果包括每一管段对应的位置信息、包含的目标管节的断丝时间、使用时长以及断丝数量；训练模块，用于根据所述断丝数据统计结果对预设模型进行训练直至满足预设训练条件，得到预应力钢筒混凝土管的断丝预测模型。
[0018]根据第四方面，本专利技术实施例还公开了一种预应力钢筒混凝土管的断丝预测装置，包括：第二获取模块，用于获取待预测预应力钢筒混凝土管段的使用数据，所述使用数据包括所述管段所处位置信息以及包含的目标管节的起始使用时间；预测模块，用于将所述使用数据输入到利用如第一方面或第一方面任一可选实施方式所述的断丝预测模型构
建方法构建得到的预应力钢筒混凝土管的断丝预测模型；输出模块，根据所述断丝预测模型的输出结果确定所述待预测预应力钢筒混凝土管段发生断丝时的时间以及断丝数量。
[0019]根据第五方面，本专利技术实施例还公开了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如第一方面或第一方面任一可选实施方式所述的断丝预测模型构建方法的步骤，或者执行如第二方面或第二方面任一可选实施方式所述的预应力钢筒混凝土管的断丝预测方法的步骤。
[0020]根据第六方面，本专利技术实施方式还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种断丝预测模型构建方法，其特征在于，包括：获取预应力钢筒混凝土管中发生断丝的多个目标管节的历史断丝数据，所述历史断丝数据包括发生断丝的目标管节的使用时长、断丝时间以及位置信息；根据所述多个目标管节的位置信息对所述多个目标管节进行分段处理并根据每一管段中包含的目标管节对应的断丝时间进行断丝数据统计得到每一管段对应的断丝数据统计结果，所述断丝数据统计结果包括每一管段对应的位置信息、包含的目标管节的断丝时间、使用时长以及断丝数量；根据所述断丝数据统计结果对预设模型进行训练直至满足预设训练条件，得到预应力钢筒混凝土管的断丝预测模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述断丝数据统计结果对预设模型进行训练直至满足预设训练条件，得到预应力钢筒混凝土管的断丝预测模型，包括：采用预设插值法对所述断丝数据统计结果进行扩充处理，得到扩充数据；利用所述扩充数据对所述预测模型进行训练。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设插值法包括三次插值法。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设模型包括宽度回声状态网络模型。5.一种预应力钢筒混凝土管的断丝预测方法，其特征在于，包括：获取待预测预应力钢筒混凝土管段的使用数据，所述使用数据包括所述管段所处位置信息以及包含的目标管节的起始使用时间；将所述使用数据输入到利用如权利要求1
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4中任一项所述的断丝预测模型构建方法构建得到的预应力钢筒混凝土管的断丝预测模型；根据所述断丝预测模型的输出结果确定所述待预测预应力钢筒混凝土管段发生断丝时的时间以及断丝数量。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述断丝预测模型的输出结果确定所述待预测预应力钢筒混凝土管段发生断丝时的时间以及断丝数量之后，所述方法还包括：根据回归模型评价指标对所述待预测预应力钢筒混凝土管段发生断丝时的时间以及断丝数量进行评价，确定所述待预测预应力钢筒混凝土管段发生断丝时的时间以及断丝数量对应的误差值。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建慧，张海鹏，普薇如，鲍维猛，韩丽，白玉廷，张立，陈新，王长保，
申请(专利权)人：北京市水科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：