管网水锤安全监测系统的制作方法

本新型涉及管网安全监测技术领域，更具体地，涉及管网水锤安全监测系统。

背景技术：

水锤是指在密闭管路系统(包括泵)内，由于流体流量急剧变化而引起较大的压力波动并造成振动的现象，又称“水击”。阀门突然打开或关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力，其瞬间压强可达管道中正常工作压强的几十倍甚至于数百倍，这种大幅度压强波动，可导致管道系统产生强烈振动或噪声，对管道系统有很大的破坏作用。

水锤是管网安全最大的威胁，每年因为水锤而导致爆管漏损的经济巨大。然而目前还没有一套完善的系统手段，对管网中的水锤现象进行有效监测，管网中各类水锤防护设备的防护效能情况对于管网监控人员来说就是一个黑盒子，管网中水锤发生的时间地点、水锤设备防护效果以及机械效能退化情况也都一无所知，在制定水锤爆管抢修和预防计划时就只能依靠经验，不能做到科学合理有效。

技术实现要素：

针对管网中水锤防护设备防护效能及水锤情况不清楚的问题，本新型公开一种管网水锤安全监测系统。

为解决上述技术问题，本新型采用的技术方案是：

管网水锤安全监测系统，包括终端监测装置、数据采集处理装置和上层集中管理系统，终端监测装置与数据采集处理装置连接，数据采集处理装置与上层集中管理系统通讯连接。

进一步的，所述终端监测装置与数据采集处理装置可按需设置在管网若干水锤防护设备处，并将信号传至上层集中管理系统进行统一分析管理。

进一步的，所述终端监测装置采用动态压力传感器，实时监测水锤压力波，输出电压模拟信号。

进一步的，所述数据采集处理装置采用linux操作系统，包括高频采集终端装置、数据缓存模块和数据处理模块。

进一步的，所述高频采集终端装置对终端监测装置进行高频采样将模拟信号转化为数字信号。

进一步的，所述数据处理模块筛选识别管网压力特征现象，包括正常、水锤、偶发压力波动和异常。

进一步的，所述数据处理模块将水锤、偶发压力波动和异常的管网压力特征现象传至上层集中管理系统。

进一步的，所述上层集中管理系统基于gis和/或图形化拓扑的呈现，实现图形化监测、告警、通知功能。

进一步的，所述上层集中管理系统通过对每次水锤数据的分析处理，给出每次水锤防护效果的评判，以大数据为依据进行水锤防护设备有效性分析、记录。

进一步的，所述上层集中管理系统还可按照实际需求对水锤大数据进行各种维度的分析，协助评估管网质量，找出管网薄弱点。

本新型有如下有益效果：

(1)高频、在线、持续采集动态压力，不遗漏任何压力瞬变；

(2)高频采集终端装置采用低能耗设计和优化，功率低至5w以下，可不依赖市电，部署简单灵活；

(3)数据采集和数据处理工作下沉到数据采集处理装置，上层集中管理系统处理负荷减轻，可接入大量高频采集终端装置；

(4)采用大数据和ai技术对数据进行分析，准确识别异常数据，判断水锤消除效果；

(5)与站点管理结合，实现站点的日常运维和安全管理。

附图说明

图1为本新型管网水锤安全监测系统硬件结构示意图；

图2为本新型管网水锤安全监测系统部署示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本新型。除非特别说明，本新型实施例中采用的原料和方法为本领域常规市购的原料和常规使用的方法。

实施例1

如图1所示，本实施例公开一种管网水锤安全监测系统，包括动态压力传感器、数据采集处理装置和上层集中管理系统，数据采集处理装置采用linux操作系统，包括高频采集终端装置、数据缓存模块和数据处理模块，高频采集终端装置对动态压力传感器进行高频采样，数据处理模块与上层集中管理系统通讯连接。

动态压力传感器作为终端监测装置，精度等级到达0.1％fs，输出量程5-10v，可实时监测水锤压力波，输出电压模拟信号，高频采集终端装置为linux操作系统，采集频率高达500-1000hz，高频、在线、持续采集动态压力，不遗漏任何压力瞬变，且功耗小于5w，可不依赖市电，部署简单灵活，数据处理模块筛选识别管网压力特征现象，包括正常、水锤、偶发压力波动和异常，数据缓存模块将采集的大量数据暂存以给数据处理模块工作时间缓冲，同时，数据采集处理装置支持支持gprs/4g/5g/rola传输制式。

数据处理模块将水锤、偶发压力波动和异常的管网压力特征现象传至上层集中管理系统，上层集中管理系统基于gis和/或图形化拓扑的呈现，实现图形化监测、告警、通知功能，如水厂防水锤多功能阀在线告警，上层集中管理系统提示监测时间段内阀门的最大压力、最小压力、平均压力及振幅，同时，能进一步查看其实测压力波动曲线图；上层集中管理系统支持人工分析和大数据/ai自动分析，准确识别异常数据，判断水锤消除效果，还具备站点管理功能，实现站点的日常运维和安全管理。

实施例2

如图2所示，数据采集和数据处理工作下沉到数据采集处理装置，上层集中管理系统处理负荷减轻，可接入数量多于50的高频采集终端装置，数据存储时长大于6个月；终端监测装置(动态压力传感器)与数据采集处理装置可按需设置在管网若干水锤防护设备处，如泄压阀、止回阀、防水锤空气阀、空气阀等位置，并将信号传至上层集中管理系统进行统一分析管理。

上层集中管理系统通过对每次水锤数据的分析处理，给出每次水锤防护效果的评判，以大数据为依据进行水锤防护设备有效性分析、记录，了解管网中水锤发生的时间地点、水锤设备防护效果以及机械效能退化情况。

上层集中管理系统还可按照实际需求对水锤大数据进行各种维度的分析，协助评估管网质量，找出管网薄弱点。

以上所述仅为本新型的优选实施例而已，并不用于限制本新型，对于本领域的技术人员来说，本新型可以有各种更改和变化。凡在本新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本新型的保护范围之内。

技术特征：

1.管网水锤安全监测系统，其特征在于，包括终端监测装置、数据采集处理装置和上层集中管理系统，终端监测装置与数据采集处理装置连接，数据采集处理装置与上层集中管理系统通讯连接。

2.根据权利要求1所述的管网水锤安全监测系统，其特征在于，所述终端监测装置与数据采集处理装置可按需设置在管网若干水锤防护设备处，并将信号传至上层集中管理系统进行统一分析管理。

3.根据权利要求2所述的管网水锤安全监测系统，其特征在于，所述终端监测装置采用动态压力传感器，实时监测水锤压力波，输出电压模拟信号。

4.根据权利要求1所述的管网水锤安全监测系统，其特征在于，所述数据采集处理装置采用linux操作系统，包括高频采集终端装置、数据缓存模块和数据处理模块。

5.根据权利要求4所述的管网水锤安全监测系统，其特征在于，所述高频采集终端装置对终端监测装置进行高频采样将模拟信号转化为数字信号。

6.根据权利要求4所述的管网水锤安全监测系统，其特征在于，所述数据处理模块筛选识别管网压力特征现象，包括正常、水锤、偶发压力波动和异常。

7.根据权利要求6所述的管网水锤安全监测系统，其特征在于，所述数据处理模块将水锤、偶发压力波动和异常的管网压力特征现象传至上层集中管理系统。

8.根据权利要求1或7所述的管网水锤安全监测系统，其特征在于，所述上层集中管理系统基于gis和/或图形化拓扑的呈现，实现图形化监测、告警、通知功能。

9.根据权利要求8所述的管网水锤安全监测系统，其特征在于，所述上层集中管理系统通过对每次水锤数据的分析处理，给出每次水锤防护效果的评判，以大数据为依据进行水锤防护设备有效性分析、记录。

10.根据权利要求9所述的管网水锤安全监测系统，其特征在于，所述上层集中管理系统还可按照实际需求对水锤大数据进行各种维度的分析，协助评估管网质量，找出管网薄弱点。

技术总结
管网水锤安全监测系统，属于管网安全监测技术领域，包括终端监测装置、数据采集处理装置和上层集中管理系统，终端监测装置与数据采集处理装置连接，数据采集处理装置与上层集中管理系统通讯连接。本新型能高频、在线、持续的采集动态压力，不遗漏任何压力瞬变，高频采集终端装置采用低能耗设计和优化，功率低至5W以下，可不依赖市电，部署简单灵活，同时，数据采集和处理工作下沉到高频采集终端装置，上层集中管理系统处理负荷减轻，可接入大量高频采集终端装置，上层集中管理系统采用大数据和AI技术对数据进行分析，能准确识别异常数据，判断水锤消除效果，并与站点管理结合，实现站点的日常运维和安全管理。

技术研发人员：张健君;徐秋红;曹益宁;黄靖;汪宇;李进;罗剑宾;欧立涛;齐浩;蒋丽云
受保护的技术使用者：株洲珠华智慧水务科技有限公司;株洲南方阀门股份有限公司;深圳市市政设计研究院有限公司
技术研发日：2019.12.13
技术公布日：2020.10.30