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基于变点检测算法的水力分布网络实时管破定位

系统与控制 2024-07-15 v1 系统与控制

摘要

变点检测(CPD)已被证明是检测数据漂移的有效工具,随着可获得的大量数据和物联网设备的普及,其应用年益增长。本研究分析了累积和法(CUSUM)和 Shewhart 控制图在水力分布网络(WDN)中识别管道破裂引发的突然压力变化方面的有效性。变点检测算法对于识别注册最早且最剧烈压力变化的节点,旨在实时检测管道破裂。模拟管道破裂的 TSNet 被用于 WDN。压力读数被用于管道破裂定位算法,既在实时可得的瞬间,也在实时 pie 破裂定位。使用关键指标如定位精度在不同设置下评估管道破裂定位算法的性能,以比较其在配合 CUSUM 或 Shewhart 时的性能。结果表明,管道破裂定位算法在配合 CUSUM 时综合性能更佳。尽管如此,它在压力读数连续提供且时间步长之间没有太大间隙时,对两种 CPD 算法都表现出很高的准确性。然而,本方法仍需在不同的 WDN 上进行进一步实验,以评估该算法在真实世界 WDN 模型上的性能和准确性。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.09074,
  title  = {Real-time Pipe Burst Localization in Water Distribution Networks Using Change Point Detection Algorithms},
  author = {Takudzwa Mzembegwa and Clement N Nyirenda},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.09074},
  year   = {2024}
}

备注

8 pages