[发明专利]一种明渠输水系统事故识别方法

权利要求书

1.一种明渠输水系统事故识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、输入渠道建模参数，建立实际渠道的仿真模型；

步骤2、将用水计划作为输入量，通过仿真模型仿真计算正常运行工况下各渠池的闸门目标开度过程、下游目标水位过程以及目标过闸流量过程，得到不同时刻各渠池的闸门目标开度、下游目标水位以及目标过闸流量；

步骤3、读取实测得到的各渠池闸门前后的水位、闸门开度以及过闸流量，结合步骤2得到的不同时刻各渠池的闸门目标开度、下游目标水位以及目标过闸流量计算每个渠池的四个判断指标，四个判断指标分别为绝对最大闸门开度偏差、最大水位偏速、末态流量增量和末态水位增量，具体如下：

(1)最大闸门开度偏差ΔABE max

ΔABE max指的是所有采样时刻下所有渠池实测的闸门开度与用水计划下的目标开度的差值的最大值的绝对值，最大闸门开度偏差计算公式如下：

ΔABE max＝max(max(|E_rij-E_tij|))

上式中，E_rij为i渠池j时刻实测的闸门开度；E_tij为用水计划下i渠池j时刻的目标闸门开度；

(2)最大水位偏速ΔZspeed max

ΔZspeed max指的是所有采样时刻下所有渠池在单位采样时间步长下，下游测点水位相较于用水计划下游水位的最大偏移量，最大水位偏速包括正值最大水位偏速ΔZspeedmax₁和负值最大水位偏速ΔZspeed max₂，计算公式如下：

上式中，DT为计算的时间间隔，y_rij为i渠池在j时刻实测的下游水位；y_tij为用水计划下i渠池在j时刻的下游目标水位；

(3)末态流量增量ΔQend

ΔQend_i是指渠池i末时刻的入渠流量与用水计划下的目标流量的差值，计算公式如下：

ΔQend_i＝Q_rend,i-Q_tend,i

上式中，Q_rend,i为渠池i末时刻实测的或利用其他实测数据间接计算出的入渠流量；Q_tend,i为用水计划下末时刻渠池i的入渠流量；

(4)末态水位增量ΔZend

ΔZend_i是指渠池i末时刻实测的下游水位与用水计划下的目标水位之间的差值，计算公式如下：

ΔZend_i＝Z_rend,i-Z_tend,i

上式中，Z_rend,i为渠池i末时刻实测的下游水位，Z_tend,i为用水计划下末时刻的渠池i下游水位；

步骤4、根据四个判断指标判断事故渠池和事故类型，具体方法如下：

步骤4.1、判断最大闸门开度偏差ΔABE max的大小，如果最大闸门开度偏差大于阈值，则事故类型为闸门故障，通过闸门开度及开度变化，找出事故闸门，对应的渠池为事故渠池，判断结束，如果最大闸门开度偏差小于阈值，则执行下面步骤：

步骤4.2、设定水位波动速度阈值对最大水位偏速进行判断，如果最大水位偏速满足且则为流量出流类型事故，同时通过末态流量增量指标判断事故渠池位置，具体的，计算各个渠池的末态流量增量，当n渠池上游末态流量增量为正，而下游渠池末态流量增量为负，则n渠池为事故渠池；否则执行下面步骤；

步骤4.3、如果最大水位偏速满足且则为因降雨入流导致的渠道漫溢事故，同时通过末态流量增量指标判断事故渠池位置，具体的，计算各个渠池的末态流量增量，当n渠池上游末态流量增量为负，而下游渠池末态流量增量为正，则n渠池为事故渠池；否则为渠道淤塞事故，计算各个渠池的末态水位增量Z_tend，当n渠池上游末态水位增量为正，而下游渠池末态水位增量为负，则n渠池为事故渠池；完成明渠输水系统事故识别。