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专利号: 2025110938204
申请人: 厦门德露滋环保科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能排水管网管理系统,其特征在于,所述系统包括:

排水管网数据监测模块基于排水管网的数据,检测时间序列分析数据缺失情况,调用相邻时间点计算波动率,筛选异常数据,分析数据上传频率评估传输异常,筛选误差超出范围的数据,得到排水管网数据完整性指数;

局部健康评估模块基于所述排水管网数据完整性指数,提取局部排水管道的数据,调用目标时间区间数据分析趋势变化率,得到局部管道健康评估值;

智能流量调整模块基于所述局部管道健康评估值,提取排水管网节点数据,调用相邻管道数据识别流量差异比,筛选超出阈值管道,生成流量均衡调整参数集;

异常故障识别模块基于所述流量均衡调整参数集,调用异常区域管道的水流状态、压力、振动特征,分析异常类别,调用故障数据,得到管道异常影响范围系数;

运行状态优化模块基于所述管道异常影响范围系数,提取上游和下游管网的压力数据、流量状态,调用流量均衡调整参数调整流量,生成智能排水管网运行管理结果。

2.根据权利要求1所述的智能排水管网管理系统,其特征在于,所述排水管网数据完整性指数包括水流速度完整性、管道压力完整性、流体温度完整性、管壁振动频率完整性、数据传输状态完整性,所述局部管道健康评估值包括水流速度变化率、管道压力变化率、管壁振动频率变化率,所述流量均衡调整参数集包括流量分布比率、流量差异比、超出阈值管道,所述管道异常影响范围系数包括异常类别、故障匹配度、异常影响范围,所述智能排水管网运行管理结果包括压力均衡调整值、流量均衡调整参数、优化流量状态。

3.根据权利要求1所述的智能排水管网管理系统,其特征在于,所述排水管网数据监测模块包括:数据异常检测子模块基于排水管网的数据,提取水流速度、管道压力、流体温度、管壁振动频率、数据传输状态,检测时间序列数据缺失,计算相邻时间点波动率,筛选波动率超阈值的数据,得到数据波动异常值;

数据传输分析子模块基于所述数据波动异常值,分析数据上传频率,识别数据传输时间间隔,并与基准值进行比较,筛选异常间隔数据,得到数据传输异常值;

数据完整性评估子模块调用所述数据波动异常值和数据传输异常值,筛选误差超范围数据,采用公式:;

计算得到排水管网数据完整性指数;

其中, 代表排水管网数据完整性指数, 代表第i个数据点的有效性评分, 代表数据点的平均有效性评分, 代表最大有效性评分, 代表数据点的总数量, 代表异常数据传输时间间隔的累计值, 代表数据传输的总时间。

4.根据权利要求2所述的智能排水管网管理系统,其特征在于,所述局部健康评估模块包括:流速测定子模块基于所述排水管网数据完整性指数,调用目标时间区间内的管道流量数据和管道横截面积数据,筛选异常流速数据并进行修正,采用公式:;

调用管道水流参数,得到水流速度调整值;

其中, 代表水流速度调整值, 代表目标时间区间内的管道流量数据,代表管道横截面积数据, 代表管道压差,代表水的密度,代表管道长度, 代表流速修正系数;

管压监测子模块调用所述水流速度调整值,结合管道壁厚数据、管道材质数据,分析管道内部的压力分布,对比管道安全压力阈值,筛选异常点,获取管道压力评估值;

管壁结构振动评估子模块基于所述管道压力评估值,调用管壁振动频率数据,识别振动幅度,筛选异常信号,分析管道结构稳定性,调用目标时间区间数据,并分析趋势变化率,得到局部管道健康评估值。

5.根据权利要求3所述的智能排水管网管理系统,其特征在于,所述智能流量调整模块包括:管道水流参数计算子模块基于所述局部管道健康评估值,提取排水管网节点的水流速度、流量、压力,分析管道区段的流量分布比率,获取水流均衡度参数集;

流量差异比识别子模块调用所述水流均衡度参数集,识别相邻管道的流量差异比,筛选超出流量阈值的管道,采用公式:;

计算流量差异比值,筛选阈值外管道,获取超出阈值管道列表;

其中, 代表流量差异比值, 、 代表管道流量分布比率, 、 代表管道水压, 、代表管道流量, 、 代表管道水流速度;

流量均衡参数获取子模块基于所述超出阈值管道列表,识别流量调整参数,优化流量均衡系数,调整流量分布,得到流量均衡调整参数集。

6.根据权利要求4所述的智能排水管网管理系统,其特征在于,所述异常故障识别模块包括:异常区域数据提取子模块基于所述流量均衡调整参数集,调用异常区域管道的水流状态、压力、振动特征,提取瞬时流速、流量变化趋势、流速波动区间,分析压力波动情况,计算振动频率,获取异常区域管道特征数据集;

故障类别分析子模块调用所述异常区域管道特征数据集,分析水流状态、压力、振动数据,识别差异化管道的振动特征、压力变化量和流量均衡调整参数,采用公式:;

判断故障类别,匹配已知故障模式数据,获取故障类别匹配值;

其中, 代表故障类别匹配值, 代表第 个管道的振动特征值, 代表对应管段的压力变化量,代表流量均衡调整参数,表示管道的总数;

异常影响范围识别子模块基于所述故障类别匹配值,调用故障数据,筛选匹配故障模式的管道,分析影响范围,依据管道结构关系,获取管道异常影响范围系数。

7.根据权利要求5所述的智能排水管网管理系统,其特征在于,所述运行状态优化模块包括:异常影响范围评估子模块基于所述管道异常影响范围系数,提取上游和下游管网的压力数据和流量状态,分析异常影响范围,筛选管道压力突变区域,得到管道压力突变区域分布数据;

压力均衡调整计算子模块调用所述管道压力突变区域分布数据,识别压力均衡调整值,识别压力波动趋势,采用公式:;

运算压力均衡偏移度,对比均衡阈值,得到压力调整量;

其中, 代表压力均衡偏移度, 代表第j处管网压力值, 代表全管网平均压力,代表第j处管网流量, 代表全管网平均流量, 代表压力突变区域数量;

流量均衡优化子模块调用所述压力调整量,调整流量均衡参数,分析流量变化趋势,筛选优化流量分布,得到智能排水管网运行管理结果。