[发明专利]流体输配管线网络内感测元件的布建决策装置及其方法

说明书

一种流体输配管线网络内感测元件的布建决策装置及其方法。所述方法包括下列步骤：建立流体管网模型，且流体管网模型包括至少一条流体管路；在这些流体管路中设置至少一个感测元件；模拟流体管路所发生泄漏、阻塞、置换、位移、变形或变质等至少一种状态，并据以取得各感测元件的模拟值；基于这些感测元件的模拟值，通过机器学习的收敛机制来评估感测元件的真实布建设定。借此，可快速、简单且方便地找出感测元件的最佳布建位置、类型及数量，更适合用于管路查漏、溯源或阻塞侦测等情形，且可更加迅速地定位以及有效排除问题。

技术领域

本发明是涉及一种机器学习技术及管线网络的问题定位估测查察技术，且特别涉及一种流体输配管线网络内感测元件的布建决策装置及其方法。

背景技术

水、油、气等流体管线网络的规划与建设，是现代文明进步的象征，也是城市发展的重要基础。这些水、油、气等各种能源不仅促使工商业的繁荣进步，更与民众每天的食衣住行育乐息息相关。因此，这些流体物质的供应、传输、分配、查测、管理对于政府或经营者来说，一直是非常重要的议题。而这种液态或气态的流体物质，会经由经复杂布建的管线网络，而在各供给的源头、中继点、转接点、储存站或客户端间被传输与分配。一般而言，经营者每年都会投入庞大的经费，以在管线网络中布建许多精密且昂贵的量表、压力计、流量计、质量计等感测元件，从而用于供应、输配的监测与管理。除了希望能在有限的资源下达成最高效率的分配、利用、及有效的管理外，经营者也希望在管路发生问题时，能及早因应处理及障碍排除，以降低因为施工不良、管材老化、管压异常等种种原因造成管网的漏损、阻塞、变因或变质等现象，而带来庞大的经济损失及造成生活上的不便。

然而，传统上，这些感测元件的布建多无明确的原则或参考依据，经营者经常只凭经验在管线网络的源头或终端随意建置。同时，经营者在测试感测元件的建置位置是否适合时，不仅须进行施工从而耗费时间与金钱，也可能对既有管线网络造成破坏而产生不良的影响。此外，建置的感测元件也常常会因为其数量不足而无法量测出管线网络中应有的流动状态。或者，经营者多建置了一些不必要的设备，而造成浪费，更无法保证额外的设备带来更佳的量测效果。由此可见，上述现有技术仍有很多缺陷，实在并非优良的设计，而急需加以改良。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种流体输配管线网络内感测元件的布建决策装置及其方法，其基于机器学习的收敛机制来判断各管路是否收敛，以作为实际管线网络中感测元件的布建依据。

本发明的流体输配管线网络内感测元件的布建决策方法，其包括下列步骤。建立流体管网模型，而流体管网模型包括至少一条流体管路。在这些流体管路中设置至少一个感测元件。模拟流体管路的至少一种状态，并据以取得各感测元件的模拟值。基于这些感测元件的模拟值决定感测元件的布建设定。

另一方面，本发明的流体输配管线网络内感测元件的布建决策装置，其包括储存器及处理器。储存器记录多个模块。处理器耦接所述储存器，并存取且加载所述储存器所记录的所述多个模块。而所述多个模块包括模型建立模块、感测元件管理模块、状态管理模块及决策模块。模型建立模块建立流体管网模型，而所述流体管网模型包括至少一条流体管路。感测元件管理模块在这些流体管路中设置至少一个感测元件。状态管理模块仿真这些流体管路的至少一种状态，并据以取得各感测元件的模拟值。决策模块基于感测元件的模拟值决定感测元件的布建设定。

基于上述，本发明实施例的流体输配管线网络内感测元件的布建决策装置及其方法，利用管网仿真分析软件建立流体管网模型，再分别在所述流体管网模型中各段管路的间隔位置轮流加入泄漏或阻塞等可改变管网状态的管路变因的模型或参数后进行模拟计算。接着，在各种管路变因发生在各段管路、不同位置的仿真过程中，本发明实施例取得预先建置的压力计、流量计等感测元件的模拟值。这些模拟值会分段导入至机器学习演算，从而对变因估测模型训练，并对各段管路分别进行状态变因发生位置的估测。而这些估测逼近期望值的收敛结果，可决定是否完成学习训练。完成学习训练的布建设定（收敛结果达到收敛标准）即可作为实际管线网络在布建感测元件的依据，从而得到最佳的布建位置。