基于GSM／GPRS的城域化管网泄漏监测与定位系统-Journalof.PDFVIP

2005年4月 重庆大学学报(自然科学版) Apr．2005 第28卷第4期 Journal of Chongqing University(NaturalScience Edition) V01．28 No，4 — — 文章编号：1000—582X(2005)04—0056—04 基于GSM／GPRS的城域化管网泄漏监测与定位系统 江朝元 ，曹晓莉 ，甘思源 (1．重庆工商大学计算机科学与信息工程学院，重庆 400033；2．重庆大学 自动化学院，重庆 400030) 摘 要：针对城市供水管网的地下破裂和泄漏，设计了基于GSM／GPRS通信的远程泄漏监测与定 位系统。由管网监测终端实时采集管网流量、流速、流向和压力，通过GPRS网络实现远程数据传输；系 统基于GIS技术构建，针对供水管网突发性的爆管和地下泄漏特点，综合运用了负压波和流量检测法进 行泄漏模式识别与漏点定位，可及时、准确的发现和定位泄漏点。该系统运用GPRS网络实现了低成 本、高效率的城域化、网络化的管网泄漏检测，为城市供水管网的应急抢险提供了一个良好的平台，在实 际使用中取得良好的效果。 关键词：通用无线分组业务；供水管网；泄漏监测 ：泄漏定位 中图分类号：TP393 文献标识码：A 城市供水管网担负着城市输水的重要任务，是城 位抢险的目的。 市工业生产、商业发展、居民生活的重要保障线。随着 l 泄漏检测与定位原理 城市建设的快速发展，城市规模和供水管网不断扩大。 由于自然力、城建施工或其它人为因素的作用，供水管 应用于管道泄漏检测的主要方法有压力梯度法、 道可能发生爆管和地下泄漏。一旦发生管道泄漏，必 负压力波法、流量平衡法、声发射、超声波检测法等物 将造成大量的水量损失，致使工业生产、居民生活等受 理方法和一些化学方法；对泄漏信号的处理方法有经 到影响；同时还危及生命和财物安全，产生负面的社会 典谱、现代谱、小波、模式识别、神经网络等方法；对泄 影响。 漏状态的判断问题综合了模式识别、神经网络、分形处 供水管道的破裂和地下泄漏在城市供水中时有发 理等技术。这些技术的特点和应用场合各不相同。 生，及时发现管道泄漏事故和抢险，具有十分重要的经 自来水管网的泄漏主要分为爆管和地下渗漏，水 济和社会意义。近年来，国内外针对输送管道泄漏检 流泄漏会反映到压力、流量、流速和流向等参数上面。 测的理论和应用得到了很大的发展lL1 J，它们主要针 本研究中采用了负压波法与流量检测法相结合的检测 对石油、天然气等重要生产资料的输送管道，而针对城 和定位方法。 市供水主干管网(80 mm口径及以上)在线泄漏监测 1．1 负压波法 的研究和应用还不多见。 负压波法是一种声学方法，所谓压力波实际是在 鉴于此，笔者研究了一种基于GSM／GPRS无线通 管输介质中传播的声波。一旦管道发生泄漏时，管道 信平台建立的城市供水管网泄漏检测与定位系统，其 内外形成压差，泄漏点的流体迅速流失，压力下降，形 采用智能监测终端监测管网节点流量、流速和压力，通 成负压。泄漏点两边的流体由于压差而向泄漏点处补 过GSM／GPRS无线网络将各网点数据不断送达监测 充，这一过程依次向上下游传递，相当于泄漏点处产生 中心系统，并对管网检测参数进行计算、分析，判断管 了以一定速度传播的负压力波。 网中是否有泄漏出现，从而实施城市供水管网的城域