[发明专利]给水管网模型中用水量的实时校验方法及系统

说明书

本发明提供的一种给水管网模型中用水量的实时校验方法及系统，利用预设状态空间模型根据所有用水节点在上一时刻对应的用水量估计向量获得所有用水节点在当前时刻对应的用水量预测向量，利用给水管网模型根据当前时刻对应的用水量预测向量获得当前时刻对应的水流量预测向量和水压预测向量；再结合所有预设监测点的水流量测量数据和水压测量数据对当前时刻对应的用水量预测向量进行校正，获得所有用水节点在当前时刻对应的用水量估计向量。该方法及系统能够根据监测数据对预测的用水量进行校正，从而可实时获得所有用水节点的最优估计用水量，有利于实时调整给水管网模型中的用水量参数，能够有效满足给水管网模型在运营中的实时应用。

技术领域

本发明涉及城市给水管理技术领域，更具体地，涉及一种给水管网模型中用水量的实时校验方法及系统。

背景技术

计算机模型已被广泛应用于城市自来水管道系统的设计和分析之中。例如，自来水公司可以使用给水管网模型来帮助挑选合适的管道直径，分析管网末端的水力学和水质的安全性，计算水泵的能耗等。

目前，给水管网模型基本都是用于离线的规划设计和分析。给水管网中的很多模型参数，如管长，管径，摩擦系数等都可以相对容易地离线获得。管网系统的运行参数，如泵和阀的工况及系统的边界条件(处理厂出水水压等)也可以比较可靠的通过SCADA系统(数据采集与监视控制系统)实时获取。然而，给水管网模型中最为动态的模型参数，即各个用水点的用水量，目前不太可能全部实时监测到。在给水管网模型的典型应用中，用水量和系统工作状态一般是假设的或是在某特定时间段内监测到的。可以看出，目前还无法实时监测到准确的用水量，导致难以满足给水管网模型在运营中的实时应用。

有鉴于此，亟需提供一种给水管网模型中用水量的实时校验方法及系统，以能够实时获取到准确的用水量，从而满足给水管网模型在运营中的实时应用。

发明内容

本发明为了克服现有技术中对于给水管网中的每个用水节点，由于无法实时监测到准确的用水量，导致难以满足给水管网模型在运营中的实时应用的问题，提供一种给水管网模型中用水量的实时校验方法及系统。

一方面，本发明提供一种给水管网模型中用水量的实时校验方法，包括：

利用预设状态空间模型根据所有用水节点在上一时刻对应的用水量估计向量获得所有用水节点在当前时刻对应的用水量预测向量，利用给水管网模型根据当前时刻对应的用水量预测向量获得当前时刻对应的水流量预测向量和水压预测向量；

获取每个预设监测点在当前时刻的水流量测量数据和水压测量数据，将所有预设监测点在当前时刻的水流量测量数据和水压测量数据进行整合获得当前时刻对应的水流量测量向量和水压测量向量；

利用预设校正算法根据当前时刻对应的水流量预测向量和水压预测向量，以及当前时刻对应的水流量测量向量和水压测量向量，对当前时刻对应的用水量预测向量进行校正，获得所有用水节点在当前时刻对应的用水量估计向量。

优选地，利用预设状态空间模型根据所有用水节点在上一时刻对应的用水量估计向量获得所有用水节点在当前时刻对应的用水量预测向量，之前还包括：

获取每个用水节点对应的ARMA时序模型，对每个用水节点对应的ARMA时序模型进行转化，获得每个用水节点对应的状态空间模型；

将所有用水节点对应的状态空间模型进行整合，获得预设状态空间模型。

优选地，利用预设状态空间模型根据所有用水节点在上一时刻对应的用水量估计向量获得所有用水节点在当前时刻对应的用水量预测向量，之前还包括：

初始化所有用水节点在初始时刻对应的用水量估计向量。