[发明专利]基于物联网和BIM的管道渗漏预警系统、方法及其应用

权利要求书

1.一种基于物联网和BIM的管道渗漏预警系统，包括BIM可视化模型、信号采集装置、地面服务器，信息采集装置为设置在分布式管道上的传感器采集管道数据，并将所述数据上传至地面服务器中进行分析、计算、存储，并在BIM可视化模型中实时显示现场情况；同时，服务器根据分析数据判断管道渗漏位置并提供路面塌陷预警，所述传感器布置在地下管道、周围土体、路基节点处；其特征在于：所述BIM可视化模型中赋予地下管线、周围土体、路面、路基、周边建筑属性信息，具有可视性和可模拟性；管道网中管道某点发生渗漏，即有压管段上该点的相对压力突然降低为零，必然引起与之连通的管段内的水流遵循能量守恒定律和动量守恒定律，在压力作用下流向渗漏点，渗漏状态下管道内各流体质点受力发生变化，渗漏发生后，由于下游渗漏处的相对压力降至零，渗漏点上游各质点在压力P作用下以加速度a脱离了原来的运动轨迹而沿新的轨迹运移，矢量加速度a′在指向渗漏点方向的分量为正，即流向渗漏点的流量不断增大，依据质量守恒定理，对于发生渗漏管网，将渗漏流量按照一定的规则集中于管网的节点处，或者将渗漏点看作为一个新的节点设置流量平衡方程，根据流量平衡方程对管道网中压力流管道以及重力流管道进行分析并通过分布式传感器将检测数据上传解调器以确定管道是否渗漏；采用概率神经网络模型实现管道渗漏的准确定位。

2.一种基于权利要求1所述基于物联网和BIM的管道渗漏预警系统的方法，其特征为：

步骤1：建立BIM模型；

步骤2：通过NavisWorksManage2015软件作为模型平台分析、仿真推演，获得各参数的安全设计值；

步骤3：采集分布式管道数据；

步骤4：通过解调器将采集数据分别上传BIM模型中进行时时数据显示，同时将采集的数据上传到地面服务器进行分析、处理、存储；

步骤5：通过精准定位进行实地排险。

3.根据权利要求2中所述方法，其特征为：所述地面服务器将采集的数据与设计值进行比对，如果超过设计安全值则触发报警机制。

4.一种应用于城市管网的预警方法，其特征为：该预警方法包括权利要求1所述的基于物联网和BIM的管道渗漏预警系统，并用于监测由于管道渗漏引起路面塌陷。

5.一种应用于城市管网的预警系统，其特征为：该预警系统包括权利要求2或3所述的基于物联网和BIM的管道渗漏预警系统的方法，用于监测由于管道渗漏引起路面塌陷。