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城市给水管网爆管事故在线监测研究

作　者: 肖笛
导　师: 赵新华
学　校: 天津大学
专　业: 环境工程
关键词: 给水管网 爆管 在线监测 水力分析 神经网络技术 优化布置
分类号: TU991
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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引　用: 2次
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内容摘要


城市给水管网爆管具有突发性强的特点,不仅会造成大量水资源的浪费,而且还可能影响到城市的正常运行。目前,我国大中城市主要根据地面是否有水溢出(居民报告或人工巡视)来发现爆管事故和寻找爆管位置。虽然现有的SCADA系统也具有简单的报警功能,但是由于目前我国大中城市给水管网中水压/流量监测点的密度还很低,难以对爆管位置和爆管程度进行快速准确把握。本文的主要工作是在前人研究的基础上,对城市给水管网爆管事故在线监测进行系统的研究,包括爆管事故状态的水力分析、爆管事故的在线监测、以及流量监测点的优化布置等内容。本文的主要创新之处如下:(1)提出了城市给水管网爆管事故状态水力分析的一个方法,方法并可以考虑渗漏、低水压供水以及泵站启动的影响,通过数值计算分析了爆管位置和爆管程度对管网节点水压的影响。(2)提出了城市给水管网爆管事故在线监测的一个方法。方法通过在线监测爆管前后给水管网中几个节点的水压变化,利用人工神经网络技术来诊断爆管位置、爆管程度和爆管事故的影响范围。方法可适用于给水管网爆管事故及其他突发事故等的在线监测。(3)提出了城市给水管网爆管事故在线监测的第二个方法。方法通过在线监测爆管前后给水管网中几个节点的水压变化,利用人工神经网络技术来推测管网中其它所有未监测节点的水压变化,从而快速和准确地诊断爆管位置和爆管程度以及爆管事故的影响范围。(4)提出了城市给水管网流量监测点优化布置的一个方法。方法采用摄动分析建立给水管网流量敏感度方程,通过敏感度分析解决流量点的优化布置问题。方法不仅可以找出管网中流量最敏感的管段,而且还可以根据流量敏感度排序进行管网分区。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-17
  1.1 引言  8-11
  1.2 研究现状及存在问题  11-15
    1.2.1 爆管事故的监测和诊断  11-14
    1.2.2 给水管网的优化监测  14-15
  1.3 本文的研究目标、内容与技术路线  15-17
    1.3.1 主要研究内容  15-16
    1.3.2 技术路线  16-17
第二章 给水管网爆管事故状态模拟  17-43
  2.1 引言  17
  2.2 给水管网动态模拟研究的概况  17-29
    2.2.1 给水管网动态模拟的基本方法  18-19
    2.2.2 管网宏观模型研究的进展  19-24
    2.2.3 管网构造法建立宏观模型  24-26
    2.2.4 神经网络法建立管网宏观模型  26-28
    2.2.5 总结  28-29
  2.3 给水管网爆管事故状态的模拟方法之一  29-31
    2.3.1 给水管网正常运行状态的宏观模型  29-30
    2.3.2 给水管网爆管事故状态的宏观模型  30-31
  2.4 给水管网爆管事故状态的模拟方法之二  31-36
    2.4.1 给水管网正常状态的微观模型(水力分析)  31-34
    2.4.2 给水管网爆管事故状态的微观模型（水力分析）  34-36
  2.5 例题分析  36-41
  2.6 小结  41-43
第三章 给水管网爆管事故在线监测方法之一  43-55
  3.1 引言  43-44
  3.2 神经网络技术  44-45
  3.3 爆管事故在线监测方法  45-52
    3.3.1 学习数据的产生  45-46
    3.3.2 神经网络的构造和训练  46-47
    3.3.3 爆管位置和爆管程度的诊断  47-50
    3.3.4 爆管事故影响范围的诊断  50-52
  3.4 实际应用中的几个问题  52-53
  3.5 小结  53-55
第四章 给水管网爆管事故在线监测方法之二  55-66
  4.1 引言  55
  4.2 爆管事故在线监测方法  55-63
    4.2.1 学习数据的产生  55
    4.2.2 神经网络的训练  55-60
    4.2.3 爆管位置和爆管程度的诊断  60-63
  4.3 方法一与方法二的比较  63-65
  4.4 小结  65-66
第五章 给水管网流量监测点优化布置方法  66-76
  5.1 引言  66
  5.2 给水管网流量监测点优化布置方法  66-69
  5.3 算例与分析  69-75
    5.3.1 流量敏感度分析  69-71
    5.3.2 用户流量对流量敏感度的影响  71-75
  5.4 小结  75-76
第六章 结论与展望  76-78
  6.1 本文结论  76
  6.2 进一步工作的展望  76-78
参考文献  78-84
发表论文和科研情况说明  84-85
附录  85-96
致谢  96

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 市政工程 > 给水工程（上水道工程）
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