[0031] 下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0032] 实施例:本实施例的一种改进SPC的小区供水漏损监测预警方法,如图1所示,包括以下步骤:
[0033] 步骤1建立小区供水漏损监测数据库
[0034] 针对某小区,建立小区供水漏损监测数据库。数据项包括:采样时间、间隔期供水量、流量、漏损标志、修复标志等。将SCADA系统、供水抢修系统采集到的相关数据,经过必要的匹配、格式转换,导入数据库。其中,历史数据自2018.3至2019.3,超过12个月,采样间隔为15分钟。历史数据中,偶有数据缺失或异常,按插值补缺、个别异常过滤、剔除异常日等常规方法进行数据预处理。
[0035] 步骤2分析稳定期0:00‑6:00夜间时段流量统计特性,确定MNF夜间时段,统计夜间最小流量值
[0036] 针对2018.3‑2019.2稳定期,计算0:00‑6:00夜间时段每个采样时刻流量的均值ut、标准差σt,从0:00‑3:00、0:15‑3:15、……3:00‑6:00十三个选项中,选择均值和标准差最小的2:00‑5:00这个3小时时段,确定为MNF夜间时段。
[0037] 在2018.3‑2019.2稳定期稳定期,每日从MNF夜间时段找出最小流量值,计算得到:其平均值uMNF=3.194吨/小时,标准差σMNF=1.091吨/小时。
[0038] 步骤3初定标准差系数k和控制上限UCL
[0039] 该小区2018.3‑2019.2的12个月的漏损抢修记录,曾发生2次漏损事故,该小区发生漏损的概率Pα=2/365=0.55%。
[0040] 根据中心极限定理,UCL=uMNF+k*σMNF,这里k=2.55时,满足Pα=0.55%≈P观测值>UCL。则UCL=5.976吨/小时。
[0041] 步骤4改进SPC方法,并检验其准确性
[0042] 统计过程控制SPC(如表1左侧),可以检测突变和渐变异常。根据小区供水漏损监测的实际情况,改进SPC,如表2,当2≤k<3时,选择SPC检测规则#1和#2。
[0043] 表2 改进统计过程控制
[0044]
[0045] 利用2018.3‑2019.2的12个月历史数据,检验改进SPC方法的准确性。如当前k=2.55,能检测出全部漏损事件,则微增k,搜索满足“全部检测出漏损事件”的最大k值为2.7,修正控制上限UCL=uMNF+2.7*σMNF=6.140吨/小时。
[0046] 如采用固定上限UCL=u+3σ=6.467吨/小时监测,误报率更低,但有一次漏报。
[0047] 步骤5小区供水漏损监测预警
[0048] 获取SCADA实测数据,找到当日MNF夜间时段的最小流量值,利用改进SPC检测规则#1进行超限判断及预警;找到MNF夜间时段最近连续3整点流量数据,利用改进SPC检测规则#2进行超限判断及预警。
[0049] 持续更新小区漏损监测数据库,利用2019.3数据,误报率<1%,没有漏报,表明本发明方法是有效的,提高了预测预警的准确性,极大地减轻了水司管理人员的工作压力。
[0050] 如后续发现漏报,或误报率>5%,则需要回到步骤2,尽量利用新近的稳定期样本数据,重新确定阈值,保证监测预警准确性。
[0051] 本实例表明,本发明方法较扁平线方法或采用固定控制上限UCL=u+2σ方法,减少了大量的误报;较采用固定控制上限UCL=u+3σ方法,避免了漏报。因此,本发明方法既减少了误报,又保持了足够的敏感性检测出漏损异常。
[0052] 为了增强实时性,增加每天的检测次数。如利用2:00‑5:00夜间时段,3个整点的流量数据,参与检测,可加快趋势性异常侦测。针对工业用水和居民用水混合的独立计量区域,如能掌握实时的工业用水量,同样可以应用本发明方法。
[0053] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。