(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211004909.5 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 熊猫智慧水务有限公司 地址 201703 上海市青浦区赵巷镇 嘉松中 路5888号 (72)发明人 李舜　丁都　李向阳　涂倩　张慧　 (74)专利代理 机构 上海泰能知识产权代理事务 所(普通合伙) 3123 3 专利代理师 宋缨　钱文斌 (51)Int.Cl. G06Q 30/00(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 113/14(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种供水管网污染溯源方法 (57)摘要 本发明涉及一种供水管网污染溯源方法， 包 括： 步骤(1)： 获取供水管网数据； 步骤(2)： 根据 所述供水管网数据构建水力模型， 基于所述水力 模型构建水质模 型， 并通过所述水力模型和水质 模型构建管网污染溯源系统； 其中， 所述水力模 型用于构建供水管网的拓扑结构关系， 所述水质 模型用于计算供水管网中各个节点的水质指标 模拟值； 步骤(3)： 当供水管网的水质监测异常 时， 通过所述管网污染溯源系统对发生污染的供 水管网进行溯源。 本发明能够对 供水管网的污染 进行有效溯源。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115456643 A 2022.12.09 CN 115456643 A 1.一种供 水管网污染溯源方法， 其特 征在于， 包括： 步骤(1)： 获取 供水管网数据； 步骤(2)： 根据所述供水管网数据构建水力模型， 基于所述水力模型构建水质模型， 并 通过所述水力模型和水质模型构建管网污染溯源系统； 其中， 所述水力模型用于构建供水 管网的拓扑 结构关系， 所述水质模型用于计算供 水管网中各个节点的水质指标模拟值； 步骤(3)： 当供水管网的水质监测异常时， 通过所述管网污染溯源系统对发生污染的供 水管网进行溯源。 2.根据权利要求1所述的供水管网污染溯源方法， 其特征在于， 所述步骤(2)中的水力 模型公式为： Hi‑Hj＝hij， 其中， Hi为节点i的水头， Hj为节点j的水头， hij为节点i与节点j的水 头损失且 r为水泵第一曲线系数， n为水泵第二曲线系数， ω为水泵的 相 对 转 速 ，h0为 水 泵 的 虚 总 扬 程 ，Qi j为 节 点 i 与 节 点 j 之 间 的 流 量 且 Di为节点i的需水量。 3.根据权利要求1所述的供水管网污染溯源方法， 其特征在于， 所述步骤(2)中的水质 模型公式为： 其中， Ci为管道i中水体的浓度， 作为管道距离x和时间t 的函数； ui为管道i中的水体 流速； p为水体反应速率且p＝kCm， k为水体反应常数， m为水体反 应级数。 4.根据权利要求1所述的供 水管网污染溯源方法， 其特 征在于， 所述 步骤(3)具体为： 步骤(31)： 当供水管网的水质监测异常时， 通过所述水质模型获取污染发生之前若干 个小时的供 水管网流量、 水体流速和水流 流向数据； 步骤(32)： 管网污染溯源系统根据水质监测异常数据和所述水质模型获取到的数据生 成管网有向图， 根据所述管网有向图的最长路径对污染源范围进行粗定位； 步骤(33)： 管网污染溯源系统根据污染源粗定位范围， 结合实时监测到的污染物含量、 污染物在供 水管网中的扩散系数来计算污染源初始投加量； 步骤(34)： 管网污染溯源系 统根据污染源粗定位范围和污染源初始投加量， 对污染源 进行精确定位。 5.根据权利要求4所述的供水管网污染溯源方法， 其特征在于， 所述步骤(34)具体为： 管网污染溯源系统根据污染源粗定位范围生成潜在污染源浓度矩阵XM*N， 并确定所述潜在 污染源浓度矩阵XM*N的浓度范围[Xmin,Xmax]； 基于所述污染源初始投加量， 将潜在污染源浓度矩阵XM*N内的所有节点分别模拟为污 染源， 得到各节点不同时刻的模拟污染物浓度， 当所述各节点不同时刻的模拟污染物浓度 与实际污染物浓度的差值小于预设值时， 则实现对污染源进行精确定位； 当所述各节点不 同时刻的模拟污染物浓度与实际污染物浓度的差值大于预设值时， 则优化所述污染源初始 投加量。 6.根据权利要求5所述的供水管网污染溯源方法， 其特征在于， 当所述各节点不同时刻 的模拟污染物浓度与实际污染物浓度的差值小于预设值时， 则实现对污染源进行精确定权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115456643 A 2位， 公式为： 其中， XM*N为潜在 污染源浓度矩阵， Xmax和Xmin分别为XM*N的最大和最小浓度范 围， M为潜在污染源个数， N为单 个监测点多个时刻的监测值个数， yi(t)为监测点i在t时刻的模拟污染物浓度， yi'(t)为监 测点i在t时刻的实际监测污染物浓度， F(X,t)表 示节点追加污染物投加浓度的水质模拟函 数， J为监测点i的集合。 7.根据权利要求5所述的供水管网污染溯源方法， 其特征在于， 当所述各节点不同时刻 的模拟污染物浓度与实际污染物浓度的差值大于预设值时， 则优化所述污染源初始投加 量， 公式为： 其中， k为迭代次数， J为节点i对应的监 测点j的集合， aj,i为xi(t')对yi(t)的权值， I为节点i的集合， xi(t')为节点i在t时刻的状态 变量， yj(t)为监测点j在t时刻的模拟污染物浓度， y'j(t)为监测点j在t时刻的实际监测污 染物浓度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115456643 A 3