基于流体波信号和改进遗传算法的供水管网泄漏监测点位布局优化方法

来源：计算机测量与控制杂志2024年第12期北京时间：

作者：韩卓,李炜,岳宇,李丹丹,马子胜,任丰坤,李云飞,刘娜,邢兰昌

摘要：针对炼化企业供水管道泄漏监测技术需求,提出了基于流体波信号和改进遗传算法的监测点位布局优化方法。以管道内流体波信号的传播模型为理论基础分析了泄漏引起的流体波信号的波速和衰减特性。在引入相邻监测点最短间隔、传感器成本、管道不平衡量、管道流量、管道风险等级等因素作为约束条件的基础上构建了监测点位布局优化模型。对传统的遗传算法进行了改进,解决了算法中重复编码的问题。采用管网仿真案例对所建立的监测点位布局优化方法进行了验证,首先利用最短间隔参数对监测点进行约束,避免监测点距离较近引起的监测范围重叠问题,然后以管网覆盖率及其变化率为性能指标获得最佳监测点数目,实现经济性布局的目标,最后利用改进的遗传算法对优化模型进行求解,获得监测点位的最优布局方案。仿真管网和实际管网测试的结果表明:在选择不同约束因素的前提下对监测点位进行优化布局,监测点均能够有效地分布于使优化模型目标函数值取值较大的管道区域,验证了所建立布局优化方法的可靠性。

关键词：供水管网;泄漏监测;点位布局;流体波;遗传算法