数据与模型耦合驱动的供水管网 爆管事件侦测与定位 信昆仑 同济大学环境科学与工程学院 xkl@tongji.edu 提纲 背景 SCADA压力数据特征分析 基于数据驱动聚类算法的爆管侦测 水力模型进行爆管精确定位方法 结论与建议 一、背景-管网爆管事故及影响 给水管网的漏损率居高不下(>12%) 年份 漏损量 (亿m3) 漏损率/% 2005 55.53 18.02 2006 53.86 18.63 2007 59.55 17.61 2008 60.38 17.66 2009 57.16 16.23 2010 58.3 16.4 2011 59.93 16.71 2012 60.95 15.77 2013 60.89 15.35 爆管事故时有发生，并导致一系列社会问题 ? ? ? ? 水量巨大浪费 断水造成生活不便 水的二次污染 水溢出地面堵塞交通 爆管事故快速精确定位仍然是目前的难题 ? ? ? 管道破裂深埋地下不可见 传统爆管侦测方法效率低下 对SCADA系统数据挖掘不足 一、背景-管网爆管事故及影响 爆管原因 ?管道材料和管道接口 管道内外部受压 ?温变应力变化 管道基础 管道腐蚀 ?管网水力瞬变冲击 人为破坏 自然灾害 二、SCADA压力数据特征分析 监测点一天的压力值 监测点具体时刻的压力值 0.4 0.37 0.34 0.31 0.28 0.25 6月25日 6月26日 n 0:00 3:00 3:00 3:00 6:00 6:00 6:00 9:00 12:00 12:00 12:00 15:00 15:00 15:00 18:00 18:00 18:00 21:00 21:00 21:00 ? n ? P i ? PP 2 0.4 0.37 0.34 0.31 0.28 0.25 iave ? i?1 P ave ? ? i 1 n 0:00 9:00 n 0.4 0.37 0.34 0.31 0.28 0.25 7月8日 0:00 9:00 时刻 0.36 0.35 0.34 0.33 0.32 0.31 0.3 6/25 6/266/276/28 6/296/30 7/1 7/2 7/3 7/4 7/5 7/6 7/7 7/8 日期 xkl@tongji.edu