铁路供水管网在线监测系统的研究 67页

'？觀硕士学位论文■ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥ—Ｎ＿论文题目：铁路供水管网在线监测系统的研究 国内图书分类号：Ｕ１７９．８密级：公开国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文铁路供水管网在线监测系统的研究年级２０１１级姓名张辰光申请学位级别工程硕士专业安全工程指导老师程学庆副教授二〇一五年五月 ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ１７９．８Ｕ．Ｄ．Ｃ：ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＲｅｓｅａｒｃｈ－ｏｎｏｎｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｓｓｔｅｍｏｆｇｙｒａｉｌｗａｙｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｎｅｔｗｏｒｋＧｒａｄｅ：２０１１ＣａｎｄｉｄａｔｅｒＺｈａｎＣｈｅｎｕａｎｇｇｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅ：ａｓｏｉｎｉｎｇＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒＭｔｅｒｆＥｎｇｅｅｒｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＶｉｃｅＰｒｏｆ，ＣｈｅｎＸｕｅｉｎｐｇｑｇＭａ，２０１５ｙ 西南交通大学学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、縮印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．口，年解密后适用本授权书保密；２．不保密使用本授权书。＂’’（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导老师签名上ｉＪＢ期：ｕｍ：”ｊ 西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：（１）利用ＥＰＡＮＥＴ２．０软件建立了铁路供水管网的水力模型，为远程监控系统的运行提供了理论参考。２对采集的压力信号进行了小波降噪，有效地降低了原始信号中的噪声干扰。提（）一－ＳＶＣ方法的供水管网漏损辨识方法。出了种基于ＧＡ，并进行了仿真分析（３）针对铁路取水机械、水源、加压粟站、储配水设备、给水所等重要设施，完成了铁路供水管网监控系统的硬件系统设计。（４）开发设计了基于力控组态软件监控系统，监控系统可以收集来自各个监测点的、数据，同时还具有趋势曲线显示、报表管理历史记录管理、用户管理等功能。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。一切法律责任将由本人承担本人完全了解违反上述声明所引起的。学位论文作者签名：又Ｊ０期：、 西南交通大学硕士研究生学位论文摘要随着高速铁路的大规模发展，保证客车水栓不间断供水的重要性不断提高，针对水源、加压菜站、储配水设备、给水所等重要设施的远程监测、远程控制、安全防范等问题，本文进行了铁路供水管网在线监测系统的研究，实现了铁路供水管网监测的、智能化和集成化：自动化，主要内容和成果如下首先，介绍了供水管网计算机模拟软件ＥＰＡＮＥＴ的使用方法与特点，建立了车站的供水管网水力模型，并进行了管网的仿真计算，通过图形和表格，可以直观地了解到管网各个节点的压力和各个管段的流量等结果。其次，介绍了小波变换的基本原理以及小波阈值降噪方法，选用ｓｙｍ６小波进行了监控系统压力信号降噪的仿真实验，结果表明小波变换可以有效地去除信号中的噪声，一从而还原供水管网真实的水力状态。提出了种釆用支持向量分类机模型的漏损点位置辨识方法，利用ＭＡＴＬＡＢ软件进行了仿真分析。再次，分析了监控系统的结构和功能，介绍了系统控制层和现场设备层的硬件构成，开发了相对独立的水源安全防范、管网进水运行调度、管网压力安全监测、水位信号传输模块，实现了监测点的流量、压力和水位数据等多种信息的实时传输。最后，开发了基于力控组态软件的在线监控系统，为用户提供了友好的人机界面，可以接收各监测点通过数据包发送的管网压力值、阀门开关状态、通讯状态等信息，同时还可以对各监测点进行工作参数的远程控制。关键词：铁路供水管网；水力计算；小波变换；监控系统 西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｍ页Ａｂｓｔｒａｃｔｅｍｅｎ－ｗａＷｉｔｈｔｈｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｔｏｆｈｉｇｈｓｐｅｅｄｒａｉｌｙ，ｒｏｖｉｄｉｎｇｕｎｉｎｔｅｒｒｕｔｅｄｗａｔｅｒｐｐｓｕｌｙｏｆｒａｉｌｗａｙａｓｓｅｎｅｒｃａｒｈａｓｂｅｅｎｌａｉｎａｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｌｉｍｏｒｔａｎｔｒｏｌｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｐｐｐｇｐｙｇｇｙｐｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｅｍｏｔｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｓａｆｅｔｙｒｏｔｅｃｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｐｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅ，ｒｅｓｓｕｒｅｕｍｓｔａｔｉｏｎ，ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｅｕｉｍｅｎｔ，ｗａｔｅｒｓｕｌｓｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｐｐｑｐｐｐｙｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄｍｏｎｉｔｏｒａｎｄｆａｕｌｔａｕｔｏｍａｔｉｃｉｓｏｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｒａｉｌｗａｙｗａｔｅｒｓｕｌｓｓｔｅｍｈａｓｐｐｙｙｂｅｅｎｄｅｓｉｎｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅａｕｔｏｍａｔｉｏｎｉｎｔｅｌｌｉｅｎｃｅａｎｄｉｎｔｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎａｓｅｃｔｉｎｇ，ｇｇｇｐｓｔｈｅｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎａｃｈｉｅｖｅｄ：Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃａｎａｌｙｓｉｓｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓａｎｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｏｆＥＰＡＮＥＴｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，＇ｗａｗｏｔｈｅｓｔａｔｉｏｎｓｔｅｒｓｕｐｐｌｙｐｉｐｅｎｅｔｒｋｈｙｄｒａｕｌｉｃｍｏｄｅｌｗａｓｂｕｉｌｔ，ａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｅｒｆｏｒｍｅｄ，ｔｈｅｒｅｓｓｕｒｅａｔｅａｃｈｎｏｄｅａｎｄｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｉｎｅａｃｈｐｉｐｅｗｅｒｅｓｈｏｗｎｂｒａｈｏｒｐｐｙｇｐｔａｂｌｅｔｖｉｓｕａｌｌｙ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｂａｓｉｃｒｉｎｃｉｌｅｓｏｆｗａｖｅｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｗａｖｅｌｅｔｔｈｒｅｓｈｏｌｄｐｐｄｅｎｏｉｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｓｉｇｎａｌｓｄｅｎｏｉｓｉｎｇｂｙｓｍ６ｗａｓｅｒｆｏｒｍｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗａｖｅｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｙｒｅｍｏｖｅｔｈｅｎｏｉｓｅｉｎｔｈｅｒｅｓｓｕｒｅｓｉｇｎａｌａｎｄｆｉｎｄｔｈｅｒｅａｌｓｔａｔｕｓｏｆｔｈｅｗａｔｅｒｓｕｌｉｅｐｐｐｙｐｐｎｅｗｏｒｋｍｅｈｏｄｏ－ｔｌｏｂａｄｏｎＧＡＳＶＣｆｏｒｌｅａｋｄｅｅｃｉｉｎｔｈｅｗａｅｒｓｕｌｉｅ，ａｔｇｙｓｅｔｔｏｎｔｐｐｙｐｐｎｅｔｗｏｒｋｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｅｒｅｅｒｆｏｒｍｅｄｉｎｔｈｅＭＡＴＬ．，ｓＡＢｐＴｈｉｒｄｌｙ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒａｎｄｆａｕｌｔａｕｔｏｍａｔｉｃｉｓｏｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｆｉｅｌｄｄｅｖｉｃｅｌａｙｅｒａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｎｔｒｏｌｌａｙｅｒｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｍｏｄｕｌｅｓｓｕｃｈａｓｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓａｆｅｔｙｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｐｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｏｅｒａｔｉｏｎｄｉｓａｔｃｈ，ｈｄｒａｕｌｉｃｒｅｓｓｕｒｅｓａｆｅｔｓｕｅｒｖｉｓｉｏｎａｎｄｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｐｐｙｐｙｐｓｎａｒａｎｓｍ－ｉｇｌｔｉｓｓｉｏｎｗｅｒｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅｒｅａｌｔｉｍｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｄａｔａ、ｒｅｓｓｕｒｅｄａｔａ、ｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｄａｔａｗｅｒｅａｃｈｉｅｖｅｄ．ｐｍｂ－Ｆｉｎａｌｌｔｈｅｉｎａｔｉｏｎｏｎｔｏｌｆｔｗａｒｉｔｈａｆｒｉｅｎｄｌｈｕｍａｎｃｏｍｕｔｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅｙ，ｃｏｃｒｓｏｅｗｙｐｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅｖａｌｖｅｓｔａｔｕｓａｎｄｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｐｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｉｔｅｃａｎｂｅｒｅｃｅｉｖｅｄ，ｔｈｅｏｅｒａｔｉｎａｒａｍｅｔｅｒｓｃａｎｃｏｎｔｒｏｌｒｅｍｏｔｅｌ．ｐｇｐｙｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＲａｉｌｗａｙＷａｔｅｒＳｕｌＮｅｔｗｏｒｋ；ＨｄｒａｕｌｉｃＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；ＷａｖｅｌｅｔｐｐｙｙＴｒａｎｓｆｏｒｍ；ＭｏｎｉｔｏｒａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ 西南交通大学硕士研究生学位论文第丨丨丨页目录ｎ１ｉＭ绪论１．１研究背景及意义１１．１．１铁路供水管网系统的特点１１２．１．２铁路供水管网监控设备的历史发展情况１．２国内外研究现状４１４．２．１供水管网水力模型１．２．２铁路供水自动监控系统５１．３本文研究的主要内容、目标与方法６第２章供水管网的计算机模拟与模型８２．１ＥＰＡＮＥＴ２．０的原理与应用８２．１．１ＥＰＡＮＥＴ的水力分析功能８２．１．２管网模型９２０．１．３水力损失公式１２．１．４管网分析算法１１２．２仿真计算１３２．２．１管网建模１３２．２．２计算结果１４第３章基于小波变换的铁路供水管网压力信号分析１８３．１小波变换的基本理论．．１８３．１．１连续小波变换１８３．１．２离散小波变换２０３．１．３常用小波函数２０ 西南交通大学硕士研究生学位论文第ＩＶ页３．２小波降噪原理２４３２．１小波阈值２５．降噪法的基本原理３．２．２阈值选取方法研究２５３．２．３阈值函数２７３．３供水管网压力信号的小波降噪２７３．４基于ＳＶＣ的供水管网漏损辨识算法研究２９３．４．１学习样本和预测样本２９３．４．２数据预处理３５３．４．３参数优化３６３．４．４结果分析３６第４章铁路供水管网监控硬件系统设计３８４．１硬件系统结构３８８４．２水源安全防范模块４１４３管网进水运行调度模块４３．４．４管网压力安全监测模块４５４．５基于ＧＰＲＳ的水位信号釆集传输模块４６第５章铁络供水网络监控系统软件设计与开发４８５．１软件系统结构及主要功能４９５．２上位机软件设计与实现５０胃５４ＷＬＷ５５詩嫁５６ 西南交通大学硕士研究生学位论文第１页第１章绪论１．１研究背景及意义铁路供水系统承担着为旅客列车在允许上水时间内补充足量的清洁水的任务，进一而保证车上旅客及乘务人员途中生活所需用水，这是铁路客运服务的基本内容之，一也是保证旅旅行舒适度１、提高服务质量的基本要求之、旅客列车经常缺水会给旅客带来很多困扰，幵水供应满足不了旅客需求，不能满足旅客和乘务人员的生活需要和影响其身心健康，还存在造成盆洗间，、厕所无法清洁和正常使用采暖锅炉无水或缺水烧干锅造成火灾等多种问题。多年以来，广大铁路供水系统职工及各生产厂家都在进行不断的探索，力求使铁路站点供水设备能满足管理和运行中的实际需求。随着科学技术的发展，出现了多种不同方式的铁路供水监控设备，主要是局限在本站点的内部信息传输与控制上，由于条件不成熟，并未形成管理层面上的集中控制系统，因此，迫切需要应用现代科学技术一，开发出种成本适中、现场实用、维护简单、信息及时、调度灵活的监控系统，为客车上水及其它用户不间断供水提供技术保障，保证铁路运输正常秩序，实现集中控制，同时，为供水运营管理提供决策支持。１．１．１铁路供水管网系统的特点一铁路供水系统由于供水对象的特殊性，在供水系统和设备分布上都有些有别于其它供水系统的特点，主要体现在以下五个方面：１、铁路的供水漏损率远远超过局定标准。供水管网漏损是指由于管体、附配件和接口等管道部件破裂或调节构筑物漏水等原因引起的从给水厂输出的水流经给水管网一一时，有部分水未经使用而流失到管外的现象，是水资源的种巨大浪费。铁路的供水管网、水池、水塔等给水设备存在不同程度的明漏和暗漏，计量设备不全，计量等级差，计量设备的周期检定达不到要求，，，给水监控系统不完善因此在供水漏损上２［］问题较多，需要减少的漏损量比较大。柳局南宁供电段２００４年的水损高达３７．３，远远超过局定标准１５％，上海铁路局合肥给水公司承担１８００公里铁路沿线的生产、生活、消防、列车供水及给水设备维护管理任务，由于设备老化、管道破损严重、计量缺失等原因一，水损率平均３０％左右，成为影响供水安全和质量的关键因素之，开展供水管网漏损控制技术的研究，，对降低供水成本，提高供水效益具有十分重要的意义１、供水安全性要求高。铁路供水系统服务于所有经过的列车旅客和广大的铁路职工，列车作为流动的用水设备，其特点是用水人员人均用水量少，但用水人员多，人，员分布呈线形散状，其沿列车经过地区都存在旅客饮用人员所以与城市供水相对固 西南交通大学硕士研究生学位论文第２页一旦发生质量及安全问题定饮用人员特点存在很大区别。铁路供水，涉及人员量大，地域分布广泛，跟踪与处理问题困难，所以说，供水质量直接关系到千万旅客的健康，关系到千万家庭的幸福，不论是列车用水，还是铁路生产生活用水，供水的安全与质量都不应该出现任何问题。一３、供水压力要求时刻保证。铁路旅客列车供水是列车整备的个重要方面，其沿线经过的部分站，要在规定的时间内完成补水作业，，以保证列车供水充足而列车在比较大的给水站点停靠时间不过十多分钟，小的供水站点甚至仅有几分钟，因此供水水压的正常与否，就关系到旅客列车能否及时补满水，关系到能否保证旅客列车正点运行。４、供水设备极其分散。铁路运输是线状的运输体系，其运输特点决定了其供水设备分布的特点，以太原供电段管理的供水设备为例，其供水设备既有如太原等大型站区生产生活供水系统，，又有如灵丘沿线小站比较简单的供水点。根据统计太原供电段共有供水主要设备点２２４处，其中深井或加压栗２００处，山上水槽或水塔２４处，这些设备沿管内铁路线分布在各站，不易集中管理。５、供水方式多样。铁路供水设备根据铁路站区的大小、水源情况、历史情况而采取不同的供水方案，例如太原等大型站区，最初铁路自成供水体系，有自己的水源井，加压设备群取水、储配水设备（水池、水塔）等根据用水量、水压进行合理分布。随着供水量的不断增长及其它因素，铁路除原有的自备井群取水外，还从不同地点接引自来水管道补充水源，铁路自备井管网直接供水，即原有的供水管网在满足供水量的时候，直接供铁路生产生活用水，城市自来水作为备用水源，在用水高峰期，将自来水放入储水池中，经加压栗加压后进入铁路供水管网。如果城市自来水管网压力符合要求，则采取城市自来水直接进入铁路管网方式，给予补充水源。沿线用水量比较适中的车站，铁路自备井基本能满足铁路用水需求，采用２４小时供水方案，水源井取水后进入储配水设备，或直接进入管网供水。沿线用水量比较小的车站，铁路自备井完全能满足铁路用水需求，且储配水设备容量相对于用水量来说比较大，采用根据水塔或山上水槽水位，不定时开启水粟进行供水。一个比较明显的区别就是６、大量储配水设备远离值班点，。铁路供水与城市供水铁路水源设备分布在沿线各站，许多小站都是山区或地理条件受限制的地方，再加上比较小一供水量，建设时出于节能和节约投资的考虑，其供水系统般都根据当地环境一些山上水槽建、水塔等远离值班点的储水设施。１．１．２铁路供水管网监控设备的历史发展情况上世纪八十年代，，为了解决给水值班人员监测远方山上水槽或水塔防止溢水或白水塔的发生而影响行车，铁路给水职工用电话线作信号线，将水位浮漂的上下限各 西南交通大学硕士研究生学位论文第３页一做限位开关量，引到控制菜控制启停回路，在值班人员操作的情况下，可以比较有效地防止溢水或白水塔，由于用水量小，铁路给水值班所周围环境比较好，所以曾经在许多地方采用。但随着时间的推移，己架设的线路逐渐受到周围房屋建筑的影响，新的线路或根本无法架设，或经常被损坏，维护工作量大，线路易受天气、雷电等影响，随着供水规模的不断扩大，在上世纪九十年代已基本全部退出运行。在电话线测量水位模式之后，出现利用数传电台的远程监控系统，此系统也仅仅局限于单个站点的层面，但比起电话线传输来说，传输的信息量及可操作性已经有了很大的进步，还可。除了水位监测外对电流、电压、菜的运行状态进行监控。此控制系统虽然无架设线路的工程及维护量，但办理手续复杂，需当地无线电委员会登记备案，且天线架设都在户外，经常受到雷电等的侵害，甚至引起室内控制设备的损害，而且本系统通讯的可靠程度也不是很理想，数传电。随着移动通信的发展台式的控制系统也退出了应用范围。上世纪九十年代，随着移动通信技术的发展，短信成为人们常用的沟通方式的同时，，，工程技术人员也将此技术引入了给水控制领域但与上述两种情况相同受技术一本身的限制，也仅仅局限在，主要是水位信号传输上个站点内的信息传输上。但在实际运用中，其实时性差，信息传送容量小，费用昂贵，实用性不如数传电台的监控系统，几年后，此类设备也基本退出运用。ＲＳ４８５有线通信控制方式也曾应用于给水控制系统，此类控制系统也仅仅局限于站点层面的控制，而且受距离限制，超过两公里信号衰减严重，室外架设的通信线路受外界影响特别大，特别是雷雨天气、线缆盗割、线缆外力损害严重。运行几年后，本来就通信不好的线路现在基本处于瘫瘦状态，同时，日常的维护工作量也相当大，维护费用高。铁路供水系统目前都采用与地方基本相同的控制设备，并未专门针对铁路供水特点开发适合铁路运输生产需求的控制系统，因此设备运行中存在许多不适应之处，主要表现在以下几个方面：１、，各级管理层掌握设备运行信息严重滞后，各种信息分散缺乏有效的信息处理手段。铁路供水点及设备沿铁路沿线各车站分布，例如太原供电段，沿管内铁路线分布着大大小小供水站２２４处，需要依靠靠站点值班人员来完成供水设备站控制与监测，设备的真实运行状况不能及时传递到车间和段管理层，仅仅是靠电话或报表来完成信息沟通，设备运行状态及故障信息上报严重滞后，造成处理问题不及时，严重时会影响铁路正常运输秩序。２、设备运行缺乏有效的集中监控手段。从设备运行角度来看，本站点的设备运行状态值班员也不能做到及时掌握。部分山上水槽、水塔因条件限制、运行需求等原因而远离值班点，，，值班人员并不能及时掌握水位经常造成溢水影响周围人员及其它 西南交通大学硕士研究生学位论文第４页设施安全，引起各种纠纷。如灵丘供水站点，山上水槽距离值班点约三公里，值班人员根本掌握不到水位情况，菜的水少会引起用户无水，粟的水多，影响铁路运输生产一则会造成溢水，，冲出了个约七八米深的大坑，极易引起塌方及人身伤害例如太原等大型车站的供水系统，有若干个供水点之间的配合，，存在几种供水方式供水点之间的配合现均采用电话联系，供水方式的转换实施每次都需要人员到现场进行开关阀门及启停菜等操作，因此供水方式的灵活性和及时性极差，造成能源浪费，材料损耗较大，工作人员劳动强度大。３、客车水栓的压力及管网压力不能及时掌握。铁路客车上水栓担负着铁路客车上水的重任，其供水压力，直接关系到旅客列车能否安全正点运行，为此，《铁路给水管“”“理规程》铁运［１９９９］１０４号第五章给水运用第七十六条明确指出：在客车上水栓等主要用水单位和压力控制点上要设置测压点，每处都能连续测定ｆｉ力值，并每季一”全面分析次。但由于客车给水设备长期运行在室外环境，受自然因素如雨水、结冰、机械力干扰等因素制约一，直没有实现部令所规定的持续进行压力监控的要求，更无从谈起每季全面分析，，随着客车安全正点运输任务的重要性日益提高应该实行客车上水栓压力的实时监测。４一、水源安全存在隐患。对于比较大站的供水来说，其个值班点往往管理着多个水源设备，水源设备必有大部分远离值班点。典型的如东山水厂，地处东山，地理位置偏僻，，位于城乡结合部情况复杂流动人员多。中心主控室和５座泵房距离达数公里，，不易管理。而东山水厂承担着我局太原地区大部分的供水任务关系到千家万户的饮用水及太原客站的客车上水安全，水源防护极其必要。水源设备安全防范和水位监视一直难以有效解决，存在安全及运行上的隐患。另外沿线给水站点，铁路水源设备分布在沿线各站，供水系统就得因当地地理环境而建，因此部分山上水槽、水塔等设备远离值班点，同样存在安全及运行上的隐患，。还有部分铁路车站供水任务小根据相关标准不设２４小时值班人员，所以这部分水源设备安全防范和运行情况难以得到有效控制。１．２国内外研究现状１．２．１供水管网水力模型供水管网系统是一个埋在地下的拓扑结构复杂、规模庞大、网络结构，不能直接进行试验和测试，难于实现科学化、现代化管理，供水管网较多依靠经验性的管理。为了准确全面的了解管网运行的水力情况，国内外学者在供水管网的建模方面进行了５［］大量的研究。２０世纪８０年代，在计算机技术飞速发展的推动下，英国在管网建模与应用方面做了大量的工作，并提出了建模的标准，我国也在８０年代末着力开展了 西南交通大学硕士研究生学位论文第５页建模理论与实践的研究。张凤娥等利用ＥＰＡＮＥＴ软件建立了常州市罗溪镇供水管网的水力模型，根据水力计算结果和实际测量结果，分析了管网供水压力不足的原因，，进行了管网优化以满６ＥＰＡＮＥＴ［】足居民的水量与水压要求，使用软件可以大大提高水力计算的效率。刘百ＥＴ仓等比较了多水源供水管网的模拟分析结果和实例分析结果，证明ＥＰＡＮ软件进行［７］ＥＰＡＮＥＴ软管网平差计算的精确性较高。曾宪银等以某供水工程设计为例，介绍了件进行管网平差计算的应用过程，将节点流量分为６种不同模式，更加接近用户的实际需求量常魁等利用虚拟现实技术建立了城市供水管网仿真系统，可以在三维场景中显示供水管网的信息，该系统以供水管网工程数据库为基础，进而利用三维建模软件ＭｕｌＵＧｅｎＣｒｅａｔｏｒ构建供水管网阀门、管段等部件的几何模型，通过ＶＣ＋＋ＭＦＣ程序调用Ｖｅｇａ函数实现几何模型的交互控制，调用ＥＰＡＮＥＴ工具箱实现供水管网的水力、水质计算张宏伟等根据水力相似原理，结合欧拉变态相似准则和管段水头损失公式，推导了压力供水管网与变态模型各个主要物理指标之间的对应关系，运用管网模拟软件ＥＰＡＮＥＴ建立了华北某区域实际管网的变态物理模型，研究结果表明，实测压力值与模拟压力值之间的平均误差为对城市供水管道和管网的漏损建立相应的数“一［］Ｐｕｄａ学模型，利用管网水力模型进行漏失检测成为的重要的研究方向。ｒ等提出了种基于测量压力和流量的逆分析方法，并指出只有超定方程情况下，才能够得到较好的精度，，，后来又提出釆用瞬态水力分析法提出了基于压力和流量的逆分析法研究表明，漏损诊断结果取决于压力检测的数量和位置以及管网摩擦参数的准确性，当监测点多于漏损点时，成为超定问题，可以得到较好的结果，当监测点少于漏损点时，一一成为欠定问题，也可以获得些有用的信息，这方法不能完全代替传统的管网分布１２一丨１系统泄漏检测方法，可以提供有益的指导和补充。Ｋａｐｅｌａｎ等提出了种基于混合复合形演化算法结合ＥＰＡＮＥＴ供水系统模型，在ｍａｔｌａｂ环境下的随机漏损检测方法，通１３］［过估计后验概率密度函数，该方法具有解决水力模型的校核问题。２００６年，吴正易等提出了一种在供水管网水力模型校核过程中确定管网的漏损量和漏损位置的优化方，通过使用遗传算法解决非线性优化问题法，研究结果表明，该方法能够有效地检测管网的漏损，其准确性取决于监测数据的质量和模型的粒度１．．２２铁路供水自动监控系统客车上水监控系统采用传感检测、计算机、控制和网络通讯等技术，把给水系统各个监测节点的水压和流量等状态信息上传至中央控制室，通过单独的显示系统，可显示现场上水栓的全部工作状态，以及每条股道的上水信息（流量，压力、温度等），，控制给水系统各部分的工作状况同时由监控中心发出指令，具有应急状态下的上水急停控制功能，能够自动存储、计算、显示、打印上水信息。供水监控系统已经在我 西南交通大学硕士研究生学位论文第６页国大中城市给水系统得到了越来越广泛的应用，目前国内对列车上水自动监控系统已一一有定研究，并形成了些科研成果，现有的监控系统己可对客车上水系统的运行状态进行实时监测。郑轶等人设计了基于Ｋｉｎｇｖｉｅｗ组态王软件的列车上水监控系统，该ＤＡＭＲＳ－４８５系统采用研华Ａ模块构成的网络系统，采集液位传感器以检测水箱状态，控制电磁阀能实现水满自动关阀，实现了列车上水过程的自动监控，对加水量进行统计，＇１”系统需要采集并存储水表数据，统计后生成车站上水报表。韩祥波等设计了基于组态王及多串口通讯的铁路恒压供水监控系统，该系统采用由ＡＤＶＡＮＴＥＣＨＩＰＣ６１０工控机和为欧姆龙ＣＰＭ２Ａ组成的主从式控制方式，电流、电压、流速、液位、压力信号转换为ＲＳ－４８５模拟量信号后，通过组成信号采集网络传送到上位机，通过监控软件实现各设［…备报警，。、故障检测以及水菜的启停、选择等控制任务钟建辉进行了上海铁路局南京给水集中监控系统的设计，该监控系统由水电段调度系统、水厂综合自动化系统和客车上水监控系统等部分组成，实现了供水管网的自动化监测和客车上水的自动化＂［］控制。丁道祥介绍了丹东地区铁路给水监控系统系统结构、开发原理、系统功能，硬件部分由工业控制计算机、无线数传机、全向天线、压力传感器、液位变送器、流ＶＢａｉ量计和终端控制设备等组成，软件界面采用ｉｓｕａｌｓｃ６．０和Ｋｉｎｇｖｉｅｗ组态软件混＿合编程的开发方式，实现了对供水井群和水处理过程的集中控制和管理。１．３本文研究的主要内容、目标与方法一本文根据铁路供水管网的特点和实际需求，提出套供水管网漏损监测及预警系统的解决方案，研究铁路客车上水检压力在线监测及故障自动切除系统，该系统由传感器、监测控制终端、后台监控中心组成，可利用基于移动的ＡＰＮ专网，实现监测控制终端与后台监控中心的数据交互功能。该系统不仅可对铁路客车上水栓的压力进行实时监测，还可以在管网出现漏损时，在监控中心报警提示，并迅速关闭两端的电动阀门，，切除故障点本课题的具体研究内容如下：１ＥＰＡＮＥＴ建立，、运用管网模拟软件了建立供水管网的物理模型以压力和流量的变化为主要依据，判断供水管网的运行状态利用供水的反馈信号实现管网渗漏与正；常供水的区分。２、利用小波理论来进行压力信号处理，小波理论因其在时间域和频率域都可达到高的分辨率，，是研究解决暂态信号的重要手段通过小波降噪，可以有效降低压力信号的噪声。３、开发相对独立的水源安全防范、管网进水运行调度、管网压力安全监测、水位信号传输控制模块，采用ＧＰＲＳ无线网络传输，使铁路供水系统实现集远程监测、实时控制一、水处理、安全防范为体的综合自动化系统，该系统由传感器、监测控制终 西南交通大学硕士研究生学位论文第７页端、后台监控中心组成，可利用基于移动的ＡＰＮ专网，实现监测控制终端与后台监控中心的数据交互功能。４、开发了基于力控组态软件的在线监控系统，可接收各监控终端以数据包发送的、、压力及其它数据，监测压力值阀状态、其它幵入状态通讯状态，把釆集到的数据经过处理显示到计算机屏幕上，可以直观地了解到供水管网的运行状况，远程实现电动阀的控制。 西南交通大学硕士研究生学位论文第８页第２章供水管网的计算机模拟与模型２．１ＥＰＡＮＥＴ２．０的原理与应用随着计算机技术的不断发展和广泛应用，目前，利用计算机建立供水管网的水力模型，并模拟管网的运行状态得到了广泛的应用，这种方法可以帮助了解供水管网的工作情况，直观性强并且具有相当高的精度。随着管网监测系统、管网地理信息系统等信息系统的陆续建成，建立管网水力模型系统的条件也日渐成熟。许多科研机构和公司都提出了自己的管网模拟软件，上世纪９０年代开始，水力分析软件也得到了快速的发展，出现了大量的商品化软件，这些软件向着智能化、图形化方向发展，并为用２１［】户提供方便的界面和强大的功能。本章将介绍如何运用美国环保总署开发的管网模ＡＮＥＴ２拟软件ＥＰ．０建立供水管网微观水力模型，并进行管网平差的计算。给水管网的一动态水力模型是管网信息化管理系统的重要基础内容之，运用给水管网水力分析计，将管网抽象化算理论建立管网计算机模拟软件系统、模型化。建立管网水力模型成２２－２４［］为供水管网设计、施工过程中非常重要的技术方法。２．１．１ＥＰＡＮＥＴ的水力分析功能ＥＰＡＮＥＴ是美国国家环境保护局（ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＡｇｅｎｃｙ）开发的水力计算软件，已经成为常用的供水管网水力模拟的研究工具，可以执行有压管网水力和水质特性延时模拟的计算机程序，模拟管网中的水头、水质、水量等多项指标。ＥＰＡＮＥＴ管网模型提供了包括管道、节点（管道连接节点）、水粟、阀门和蓄水池（或者水库）等组件，具有管网平差、运行模拟、信息管理、运行管理等诸多方面的较完整功能，。ＥＰＡＮＥＴ采用了成熟的运算内核９０％的专业建模软件都实用这个运算内核作为其计算引擎，对输入，ＥＰＡＮＥ、显示、分析功能进行二次幵发Ｔ的源代码是公开的，由Ｃ语言编写，可以嵌入其它系统，能够进行精确的水力模拟和水质模拟，其２５２６中包括以下能力１’］：－Ｗ－－１、利用Ｈａｚｅｎｉｌｌｉａｍｓ，ＤａｒｃｙＷｅｉｓｂａｃｈ或者ＣｈｅｚＭａｎｎｉｎ式计算沿程水ｙｇ公头损失包括弯头、配件等的局部水头损失２、模拟恒速或者变速水菜３、计算水泵提升能量和成本４、模拟各种类型的阀门，包括遮断、止回、调压和流量控制阀门５、允许任何形状的蓄水池，即直径可以随高度变化 西南交通大学硕士研究生学位论文第９页６一、在节点考虑多种需水量类型，每节点可具有各自的时间变化模式７、模拟来自扩散器依赖压力的水流８、。系统可以根据简单水池水位或者计时器控制，或者根据复杂规则控制２．１．２管网模型２－１。根据布置形式，给水管网可以分为树状管网和环状网两种，如图所示树状管网的特点为管线长度短，构造简单，可靠性较差，管线损坏以后部分断水，水力条件差，产生死水区。环状网的特点为管线长度长，安全可靠性好，水力条件好，环状管网可满足某些不允许断水的生产工艺要求，对重要的用水用户，如大型公共建筑、２８［】医院及重要部门等，可釆用环状管网布置，以确保供水安全。Ｉ１Ｐ－ｂ１ｒｑ＞１—二＿［ａ树枝状网ｂ环状网图２－网１管类型ＥＰＡＮＥＴ建立了给水管网一些节点和管段连接起来的几何图形看作是由，且管段中的水流具有方向性一，是种有向图，管网中的节点抽象为图的顶点，管段抽象为图一的边，经过简化的供水管网需要进步抽象，使之成为只由管段和节点两类元素称的管网模型，在管网模型中，管段和节点相互关联，即节点之间通过管段连通，管段允许改变水量，即管段中间不允许有流量输入和输出，但管段中可以改变水的能量，如具有水头损失，可以加压或降压等。节点只能传递能量不能改变水的能量，但节点可５’２７１］以有流量的输入或输出。ＥＰＡＮＥＴ２－１中常用的管网物理模型如表所示，连接节点是管网中将管段相互连。接的点，水从这里流入或者流出管网，水库表示了管网的外部水源或者汇它们用于模拟湖泊、河流、地下含水层，以及与其它系统的接头。水池是具有蓄水能力的节点，蓄水量在模拟过程中随时变化，扩散器是与连接节点相关的设备，通过喷嘴或者控制模拟流量排向大气。。扩散器用于模拟喷嘴系统和灌概网络的水流它们也可模拟与连接节点相连的管道渗漏一一ＥＰＡＮＥＴＨ，管道是从管网中点向另点输水的管段，假设管道内都是满管流，从较高水头（单位重量水的内部能量）端流向较低水头端，在ＥＰＡＮＥＴ 西南交通大学硕士研究生学位论文第１０页中，水菜表示为流体提供能量，抬高流体水头的管段，阀门是限制管网中特定部位压力或者流量的管段。－表２１ＥＰＡＮＥＴ管网物理模型对象名称水力输入参数水力输出参数连接节点标高需水量水头压强水库水头初始最低最高水池底部标高直径水头水位水位水位起始粗糖水头摩擦管道直径长度状态流量流速终止节点系数损失因子起始水粟曲水粟流量扬程终止节点线起始水头闽门直径设置状态流量终止节点＾２．１．３水力损失公式供水工程中的管道水力计算一般均按照均勾流计算，ＥＰＡＮＥＴ可以釆用的管道水力计算公式有以下三种：－１Ｗｉｌｌｉ；．Ｈａｚｅｎａｍｓ公式１０．６５４Ｚ？１８５２．－／ｈ＂－２２ｎｆ１．８５２４．８７＾＾—ｍ式中：／ｚ，／沿程水头损失；Ｃ一－海澄威廉系数；ｚ—管段长度ｍ，；ｆ管道计算内径，ｍ；３一管道流量／ｓｇ，ｍ；－Ｗｅ２．Ｄａｒｃｙｉｓｂａｃｈ公式：２－２０（）．０８２６￣一。式中：／摩擦因子，取决于知，和ｇ－３：．ＣｈｅｚｙＭａｎｎｉｎｇ公式２＝２－３？弓！？（） 西南交通大学硕士研究生学位论文第１１页－ｉ—式中：《曼宁粗糙度系数，ｍ？。达西公式和谢才公式能够适用于管道和明渠的水力计算一，海澄威廉公式是根据。三大量测试数据建立的经验公式，适用于配水管道及配水管网水力平差种水力计算公式中，管材的粗糖度系数是影响计算结果的重要参数，对于不同类型新管材，其粗２９［］２－２糙度系数的取值范围如表所示。表２－２管材的粗糙度系数材料海澄－威廉系数Ｃ达西－韦伯系数４曼宁系数《－３＂３．（ｍｘｌＯ）（ｎｒｓ）－－铸铁１３０１４００．２６０．０１２０．０１５２０－４００－－混凝土１１．３３０．０１２０．０１７镀锌５－１２００．１５０．０１０．０１７０－０－塑料１４１５０．００１５０．０１１０．０１５４０－５０－钢１０．０４５０．０１５０．０１７１陶土０００－１１．１３０．０１５２．１．４管网分析算法给水管网中的实际水流状态是复杂和多变的，如果可能造成的误差在工程允许的范围内一，通常假设给水管网在个有限的时间段内处于恒定均勾流状态，从而便于分析计算％给水管网中水流运动遵循质量、能量和动量守恒定律，质量守恒定律主要体现在节点处流量的分配作用：，具体反映的为节点流量平衡方程２－４（）Ｊ３—：节点ｉ／ｓ式中，ｊ间管段流量，ｍ；３Ｄ一／ｓ节点／的需水量，流入节点为正，ｍ。ｊ能量守恒定律对应水头损失方程，假设管网有ｉＶ个节点和个固定级节点（水？）节点Ｚ和间的管段中的水头损失关系可以确定为：箱和水库＿／之＂＝－＝－Ｈ．．ｈＨｒ＋ｍ２５ｉＱ（）ｊｊ达一节点式中－／的水头，ｍ；ｈ一节点ｉ，间水头损失ｍ；，ｙ＿／ｒ一管段摩阻系数；ｆｔ￣流量指数；一—ｍ局部水头损失系数．８５２。，般取２或１ 西南交通大学硕士研究生学位论文第１２页水菜产生的水头损失为：＂－＝丨－？ｈｊ嘱））（２６）：菜扬程，ｍ式中；￣ｃｙ相对转速；ｒ＿、《水栗曲线系数。管网平差是指在按初步分配流量确定管径的基础上，重新分配各管段的流量，反复计算，直到同时满足节点流量平衡方程和水头损失方程的环状管网水力计算过程，为此，国外学者提出了许多求解方法ＥＰＡＮＥＴＨ使用了Ｔｏｄｉｎｉ梯度算法，开始估计一流量连续性一每管道的初始流量，不必满足，在每次迭代中，通过求解矩阵方程计３２３３，［］算未知节点水头。矩阵方程为：＝－ＡＨＦ２７（）—式中：Ａ雅可比矩阵；Ｈ—未知节点水头的向量；Ｆ—右侧向量。雅可比矩阵的元素为：‘‘２－８（）＝－＝Ｐｉ４ｊｊｙ一—连接节点式中：ｉ和节点ｊ之间管段水头损失函数对流量求阶导数的倒ｙ数，其表达式为：Ｐ＝含水泵管段，ｊ２Ｊ，…、ｎｏ／ｒｌａｉＱ）？２－９（）１＝一＂“——＇不含水泵管段巧１ｎ１１右边项由两部分组成，包含了节点不平衡流量和管段校正流量，表达式如下：Ｆ＝（－＋＋＾－ｉ＾ＱｉＡ）＾Ｐ＜ｆｊＺ！／Ｙｕｆ２１０（）ｊｊｆ２－＋１０：式（）中，流量校正因子ｙ＾的表达式为＿ｉ＂＝－－ａＣｏｆｒ／ｙＰｉ＼ｋｉＱ））ｙｊｙ‘２－ｒ，１１，２（）Ｉ＝＋ｓｎｙＰｉ（ｒＱ）ｇ（ｇｙ，ｙｐ叫⑷－７）求解式（２，计算新的水头之后，新的流量为： 西南交通大学硕士研究生学位论文第１３页＝－－ｈ２－ＱＱ１２ｙｙ｛ｙｙＰｙｙ）（）如果绝对流量变化之和相对于所有管段的总流量，大于容许数值，那么重新求解式－－。（２７）和（２１２）２．２仿真计算通常情况下－，ＥＰＡＮＥＴＨ的分析步骤如图２３所示，通过可视化操作构造出管网模型：，并对其属性进行设置，包括节点坐标、节点标高、基本需水量、管道长度、管段管径、粗糙系数、水泵流量、水栗扬程等，运算结果可以采用表格、图线等多种形式输出：，经过软件模拟运行后的管网系统输出信息包括平差后节点流量、节点压力、２６［］单位水头损失、管段流量等。绘制管网图ＺＩＩ编辑组成对象的属性确定分析选项Ｗ■■运行水力分析显示分析结果图２－３ＥＰＡＮＥＴ分析步骤２．．２１管网建模已知某车站供水管网采用变频恒压技术，环状管网供水，管道材料：ＰＥ，管道直径：２００ｍｉｎ，供水压力为０．５ＭＰａ，简化给水管网的基础上，在ＥＰＡＮＥＴ软件中建立了一、１、。管网模型，共有１个水池个水菜２４９个节点和２５８条管段组成假设管网为某列车上水时相应节点的需水量为１Ｌ／Ｓ，其余节点需水量为ＯＬ／Ｓ。１、添加水库ａ不管网釆用了变频恒压供水技术，在供水过程中，水源压力可以保持０．５ＭＰ变，－ｍ。因此，在管网地图中添加水库对象，并设置水库得水头为５０，如图２４所示 西南交通大学硕士研究生学位论文第“页水库２ｇ＂－ＩＤ；＜２！｝库｜１５？？？■？？？？．？？？？？？？？？？？？１ＬＪ标０．００；：…‘——一：坐标：０．００１—…一—丨描迷：＾！—――——＂＾水头１；水头模式，ｉ丨初始水质图２－４水库属性对话框２、添加节点和管道，根据铁路供水管网中上水栓的位置在管网地图中添加节点对象，并设置节点坐，根据列车供水时上水栓的流量标，设置节点基本需水量，添加管道对象，并设置管道幵始的节点，、、管道直径管道终止的节点管道长度、管道粗糙系数等属性数值，如图２－５所示。连接点７８Ｈ旨ｉｉｌＤｌｇ屌性值１性ｍ１｜属１｜｜｜ＩＤ７８ｉｉ接节点道ＩＤ１０１；二二丨臂‘丨！－Ｌ＿—５１８丨裡标．００７８ｉ丨傭节点：丨—．—“＾Ｈ努止节点７７ｊ１；［；描述描述一一…——————：Ｉ标签标签Ｔ＞—…”—念Ｊ；０：陶－－—－．—丨基本雷疆，径“——■星植『、１５０－丨福系数；Ｌ１丨！２－图５节点和管道属性对话框２．２．２计算结果表２－３列出了车站供水管网部分节点的需水量和压力２－４列出了部分管段的。表２－长度、流量，６、流速和单位水头损失负值流量表示与管道方向相反。图为管网节点的压力云图和管段流量云图，从中可以直观地了解各个节点或管段的负荷大小。 西南交通大学硕士研究生学位论文第１５页表２－３部分节点计算结果节点需水量压力节点需水量压力ＩＤＬＰＳｍＩＤＬＰＳｍ００４９．１１．７４４００．００４９７０．２１．００４９．７３４１０．００４９．７０３１．００４９．７３４２０．００４９．７０４１．００４９．７３４３０．００４９．７０４９．７５１．００４９．７３４４０．００１６１．００４９．７３４５０．００４９．７１７１．００４９．７２４６０．００４９．７１８１．００４９．７２４７０．００４９．７１９１．００４９．７２４８０．００４９．７１１０１．００４９．７２４９０．００４９．７１１１１．００４９．７２５００．００４９．７２４９．７２１２１．００４９．７１５１０．００１．００４９．７１５２０．００４９．７２１３１４１．００４９．７１５３０．００４９．７２１５１．００４９．７１５４０．００４９．７２１６１．００４９．７０５５０．００４９．７３１７１．００４９．７０５６０．００４９．７１１８１．００４９．７０６５０．００４９．７０１９１．００４９．７０６６０．００４９．７０２０１．００４９．７０６７０．００４９．７０２１１．００４９．６９６８０．００４９．６９２２１．００４９．７４６９０．００４９．７４４９．６９２３１．００４９．６９７００．００２４１．００４９．６９７１０．００４９．６９２５０．００４９．６９７２０．００４９．６９２６０．００４９．６９７３０．００４９．６９４９．６９２７０．００４９．６９７４０．００２８０．００４９．６９７５０．００４９．６９２９０．００４９．７０７６０．００４９．７０４９．７０３００．００４９．７０７７０．００ 西南交通大学硕士研究生学位论文第１６页表２－４部分管段计算结果管段长度流量流速水头损失ＥＤｍＬＰＳｍ／ｓｍ／ｋｍ１３２４．３５０．１４０．１１２５２４．３５０．１４０．１１３９５４．３５０．１４０．１１４５４．１１９．３５０．１４０５１００４．３５０．１４０．１１６１００４．３５０．１４０．１１７１０４．３５０．１４０．１１８１０４．３５０．１４０．１１９３１１８．１７０．５８１．５１１０１０８１８．１７０．５８１．５１７．０２０．２２０．２６１１１０２０７．０２０．２２０．２６１１１０７．０２０．２２０．２６１３１４１０７．０２０．２２０．２６１０．２６１５０７．０２０．２２１３．８２０．４４０．９１１６９８１１．．１５０．３５０６１１７１８１１２．３１０１．０７０．０７－１９１３２．３１０．０７０．０７２０２３１．５６０．０５０．０３２１８１．５６０．０５０．０３２２１４１．０２０．０３０．０２２３２２１．０２０．０３０．０２２４１０１．０２０．０３０．０２２５１５０．．．６９００２００１２６１４０．６９０．０２０．０１２７１３０．４４０．０１０．００２８９０．２２０．０１０．００２８４３Ｏ．ＯＯ０．０００．００－２．０７０３０１１．３１０．０７３９－２１．３１０．０７０．０７ 西南交通大学硕士研究生学位论文第１７页压力流量Ｉ■■Ｉ４９．００．６８０－■４９０．．６８２４＾Ｉ－－０４９．６８．５４４９．７０２．６７ＭＩ１‘”ｍＬＰＳ—ｅ００？？９？？６０？０６０００００００＃參？？會春？會＃？？？？ｎ６０？“。“？？＿？？：０ｏ。°ｏｏｏｏｏ°。°§％《。。％ｏ。。９ｙ。。％％。ｏ％ｏｏ名§ＯＯＱＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯＯｏｏｏｏ—ｏｏｏ＂Ｑ——＂＇ＯＯ——－￣＊－￣￣￣－￣—＂—￣＂＊＿＂＂－＂＂＂．＂＂＂＂＂——＂－Ｏ—ＯＯＯＯ００００００００００ＯＯｏｏｏ？－－ｏ—Ｏ＾＾？ｏ￣￣￣０—Ｖ—＂＂＂ＯＯＱ＾＂＂０＂￣＂ｏ－＇＇‘ｗ＇ＯｗｏｗＯＯＯ０ＯＯＯＯＯＯ０００ｙ…＂—＂ｏ■．－－ｏｏｏｏｏ图２－６管网计算结果图 西南交通大学硕士研究生学位论文第１８页第３章基于小波变换的铁路供水管网压力信号分析管网水压力是铁路供水管网的重要参数，直接反映了管网供用水的情况，管网压、力的突变可以用于判断停水事件爆管事件等突发事故，合理建立供水管网测压点，、，动态采集管网压力，可以及时采取应急措施，保证供水系统安全控制管网漏损具３［］一有非常重要的作用。供水管网内的水压会在定的幅值内反复摆动，对真实的水压情况产生干扰，监测得到的管网压力信号中会有噪声，因此，需要采用信号处理的方法，来抑制管网压力中的噪声干扰，从而保证监控系统的稳定运行，并及时发现漏损和降低供水系统的漏损率。傅里叶变换等传统的信号处理方法不能同时进行时域特征和频域特征，对于非平。稳信号，不能找出信号的重要特征小波分析能够同时在时频域中对信号进行分析，具有多分辨率分析的特点，而且在时频域都有表征信号局部特征的能力，可以在保持窗口大小固定的情况下改变信号形状，具备在时间窗和频率窗下完成时频域局部分析的能力，能够通过伸缩和平移运算进行信号的多尺度细化，克服了傅里叶变换不能进行时频局域分析的缺点，小波分析使信号的低频部分具有较低的时间分辨率和较高的频率分辨率，在高频部分具有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率，分析信号中的瞬态时变部分为了准确判断管网压力变化点，本文选择利用小波分析方法对数据采集进行分析，提高了采集传输的精度，为准确判断管网水力状态、检测管网漏损提供了基础。３．１小波变换的基本理论３．１．１连续小波变换２给定平方可积的信号片０，即ｘ（ＯｅＺ（ｉ？），连续小波变换定义为：ａ＝ＷＴｂ＾｛，）＾ａ３－１（）＝ｘ＝＾ｆＸ（０Ｋ（０（（０，ＫＡＯ）｝．６—＾式中：＜＾乂０小波基函数；，／一＾＾）母小波或基小波；？—尺度因子，ａ＞０；ｂ平ｂｅＲ。移因子，小波基函数是对母小波函数⑴进行移位和伸缩运算后可以得到的一族函数，其 西南交通大学硕士研究生学位论文第１９页表达式如下：＝－（０３２？石（）３－２在（）式中，ｂ的作用是确定对ｘＯ）分析的时间位置，也即时间中心。尺度因子《的作用是把基本小波作伸缩。这样，＾和＾？共同确定了对１（０分析的中心位４１［】３－置及分析的时间宽度，如图１所示。ｗｉＯＩｉＩ如‘？７＼Ｉ／＼？＼＼Ｉ？３ａ？＼Ｉ、、－ｔＶＷ＾）、／Ｉ；＾二，Ａ，Ｗ、ｂ、！．：／＿＜＞＊＾■！ｂ－＝ａ２）／Ｖ（＾．｜‘ａ／ＸＡ“ｔｂ３－图１基本小波的伸缩及参数ａ和ｂ对分析范围的控制要使逆变换存在，的傅里叶变换要满足可容许条件：＾＝－－Ｃｄｏｉ＜＾３－３＾丄＼＾（）？ｆ＜ａ｜｜－＾式中：份”（０的傅里叶变换》＾＾）这时，逆变换为：〗＝ＣｔＷＴ必＂，－々）；￡｛）Ｍ）（３４）ｊｌ－由式３３ｉ＞可得在原点必定为零，即（）＾＂＝ｉ＝－＼／｛ｔｔ０５ｉ）（３）Ｊ３－３３－５由式和（可知：（）），小波函数具有两个特点首先，在时域具有紧支集或是叫“”一做近似紧支集，即函数的非零值定义域是个有限的范围，即所谓小的特点；其 西南交通大学硕士研究生学位论文第２０页“”４２［】。次，根据可容许性条件可，即直流分量为零，因此小波又具有正负交替的波动性３．１．２离散小波变换对于连续小波变换，由于尺度和位移都是连续的，计算时会因为计算量大而难以实时实现一，有必要对它们进行离散化处理，另外，在数据采集时，般采用离散点采集方式。因此，在实际应用中需要在离散尺度和离散位移处进行小波变换，即离散小波变换。１．尺度离散化＝目前通行的尺度离散方法是对尺度进行幕级数离散化，即取＾０＾为整数，一？笑１沒＝２。，般取００２．位移离散化１位移离散化最简单的方法是将＾＞均匀抽样，如令“吨，当时，将由‘变成＜时，，，ａ，尺度扩大了＾１倍中心频率下降了倍带宽也下降了倍，因此采样间。。隔可以扩大ｆｌ倍。ｏ＞对《和＾离散化后，离散小波函数为：＝—々场－⑴“）３６？＊？士（）在实际中：，常取，这时＝免３－７（））相应的离散小波变换为：＝『？免？－；（＿／’）／＂＿３８（）Ｒ３．１．３常用小波函数一小波分析其中个重要的特点就是具有丰富的小波基函数，小波分析在工程应用一中，由于不同的小波分析同个问题会产生不同的结果，因此选择合适的母小波是对４３一一［］。信号进行降噪处理的个关键技术，以下是工程中常用的些小波函数１．Ｈａａｒ小波Ｈａａｒ小波是目前唯一ａａｒ具有对称性有限支撑的正交小波，该函数是由数学家Ｈ于１９１０年提出，其定义为：＂＇１０＜／＜１／２＝－＜‘－＂１＼／２ｔ＜Ｋ０ｌ３９（）０其它 西南交通大学硕士研究生学位论文第２１页其波形如图３－２所示。Ｈａａｒ１＂“．５Ｉ１ＪＩＩ１ＩＩＩ１－１１０－－．５－０－－－－０．５－Ｉ－１ＩＩＩＩ！１ＩＩ［■５００．１０．２０．３０．４０．５０．６０．７０．８０．９１ｔ３－２Ｈａｒｒ图小波，２．Ｍｏｒｌｅｔ小波Ｍｏｒｌｅｔ小波定义为：灿－（３１０）一Ｍｏｒｌｅｔ小波是－。个具有高斯包络的单频率复正弦函数，如图３３所示Ｍｏｒｌｅｔ１１１１ＴＴ［１１．－Ｉｆｔｆ‘Ｉ．＿ｌｌ１］ＩＩＩＩＩＩＩ＿１Ｉ－８－６－４－２０２４６８３－３图Ｍｏｒｌｅｔ小波３．Ｍｅｘｉｃａｎｈａｔ小波“”Ｍｅｘｉｃａｎｈａｔ小波的中文名字为墨西哥草帽小波，定义为： 西南交通大学硕士研究生学位论文第２２页＇＂＇－＇＂＝－－／ｔｎ＼ｔｅ１１ｙ｛）＾＼）（３）－４所示Ｍａｒｒ小波其波形如图３。Ｍｅｘｉｈａｔｈａｔ１１１１１１［－ｎ０：＼ｌｎ＼／：１ＩＩ１＿０？４－－－６４２０２４６ｔ图３－４墨西哥草帽小波４？ａｕｂｅｃｈｉｅｓＤ小波＝Ｄａｕｂｅｃｈ？ｉｅｓ小波可以表示为ｄｂＮ，Ｎ２１０，为小波函数的消失矩，由法国女学者ｄＤａｕｉ－Ｉｎｇｒｉｅｃｈｅｓ９０年代初提出的，ｄｂ４的波形如图３５所示于。ｄｂ４１．５１１１１１１ｊ。．－“——‘—■０——＼ｌ＼：ＩＩＩ－。＿．５＼１／／ＩＩＩＩ＿１Ｉ１１０１２３４５６７ｔ图３－５ｄｂ４小波５．Ｍｅｙｅｒ小波Ｍｅｙｅｒ小波简记为ｍｅｙｒ，它是由Ｍｅｙｅｒ于１９８６年提出的，该小波没有时域表达式， 西南交通大学硕士研究生学位论文第２３页一ｅｅ是由对共辄正交镜像滤波器组的频谱来定义的，Ｍｙｒ小波不是有限支撑的，但其一－有效的支撑范围在８，８之间，有着非常好的规则性，如图３６所示］。［Ｍｅｙｅｒ１．５ＩｉＩＩ１１１１ＪＩ￣￣Ｊ１：ｆＩ１１Ｉ［ＩＩＩ－１－８－６－４－２０２４６８ｔ图３－６Ｍｅｙｅｒ小波６ｓｍｌｅｔｓ小．ｙ波＾＝－．ｓｌｅｔｓ２３ｍ小波系可以表示为ｓｍＮ，Ａ８，ｙｙ，它，，是近似对称的小波函数也是由，Ｄａｕｂｅｃｈｉｅｓ提出Ｄａｕｂｅｃｈｉｅｓ小波－，ｓｍＮ的波７，是改进的函数ｙ形如图３所示。ｓｙｍ５５１．ｉ１１１１１１１１：Ｊ＼：＼ｆ＾－＼Ｉ：＿＼Ｊ１１１ｉ．ＩｉＩ１５ＩＩ＊０１２３４５６７８９３－７图ｓｙｍｌｅｔ小波－表３１列出了几种小波函数的主要特性，其中，紧支性反映了小波函数的能量集中特性，紧支集长度越小，小波基的局部化能力越强，消失矩的大小决定了小波逼近光滑函数的收敛率，正则性表现为小波基的可微性，与滤波器长度成正比，正则性越高， 西南交通大学硕士研究生学位论文第２４页小波基函数的平滑性越好，但会导致小波计算复杂化，对称性表示小波基具有线性相闕位。３－表１小波函数的性质ｈａａｒｄｂＮｍｅｘｈｍｏｒｌｍｅｒｓｔｎＮｙｙ－－－紧支正交ＹＹＹ－－－－－紧支双正交－对称Ｙ－ＹＹＹ－－－任意阶消失矩Ｙ－－Ｙ正交分解ＹＹ－－ＹＹ离散变换ＹＹ－－ＹＹ快速算法ＹＹ－－－Ｙ精确重构ＹＹ－－ＹＹ３．２小波降噪原理一个含噪的一维信号模型可表示为如下形式：＝ｘ＝－＋Ａｚ．／０１３１２（，，（），式中＞一：｝含噪信号；，—有用信号Ａ；２—噪声信号。，信号降噪的本质就是在工程研究中从混有噪声的信号中提取有效信号，即去除真实信号中的无用信号，是信号处理中的重要内容。小波降噪方法已经在工程实际得到了４６［－］广泛的应用，其流程图３９所示。含噪小波变换多尺对各尺度上的小波系小波逆变换重降噪——￣？？数进行处理？—？信号度分解构信号Ｉ信号Ｉ图３－８小波降噪流程图传统的信号降噪方法仅局限在频域范围内，不能表述信号的时域局部性质，由于小波变换可以进行信号的时频分析，具有多分辨分析的特点，因此与传统的降噪方法比较，小波降噪后重构的信号具有更好的光滑性和相似性，能够更有效地去除信号中的噪声，保留了原信号更多的能量。 西南交通大学硕士研究生学位论文第２５页３．．２１小波阈值降噪法的基本原理小波降噪方法中运用最广泛的是１９９５年Ｄｏｎｏｈｏ提出的阈值法，这种方法的基本原理是：在小波域中，信号的能量相对集中在某几个位置上，对应系数比较大，而噪一声的分布般比较广，对应系数比较小，可利用门限阈值确定所分解的小波系数，然４７［］后对信号进行小波重构消除信号中的无用部分，恢复信号中有用部分。ＳｉＷ▼ＣａｌＣｄｌＴ▼▼ＣａｌＣｄｌ，ｒ￣ｒｐ＿ＣａｌＣｄｌ图３－９小波降噪分解图一些比较平稳的信号通常情况下有用信号表现为低频部分或是，而噪声信号则通Ｓ常变现为高频的信号，下面对信号进行如图结构的小波分解，则噪声部分通常包含在Ｃｄｌ、Ｃｄ２和Ｃｄ３中，只要对Ｃｄｌ，Ｃｄ２和Ｃｄ３作相应的小波系数处理，然后对信号进行重构即可以达到降噪的目的，小波阈值降噪法在保证降噪效果的基础上，计算４８［］。简洁快速，便于实现，因而在实际工程中得到了很广泛的应用３．２．２阈值选取方法研究降噪阈值的选取是小波阈值降噪过程非常关键的一个环节，阈值估计过小，噪声就不能被充分去除，阈值估计过大，有用信息就可能被作为噪声去除掉了，这样得到。的是重构信号可能会严重失真目前常见的阈值估计方法主要有以下四种：固定阈值４７４９，［】估计、无偏似然阈值估计、启发式阈值估计和极值陶值估计。１．画定阈值估计（ｓｑｔｗｏｌｏｇ）Ｄｏｎｏｈｏ在１９９４年提出了固定阈值估计方法，是在多维独立正态变量联合分布的维数趋于无穷大时得到的结论，阈值Ｔ的表达式如下Ｔ＝Ｎ－（７＾２＼ｎ（）３１３（）■—式中：０标准方差；—ｉＶ信号长度。 西南交通大学硕士研究生学位论文第２６页一，当Ｎ较大的时候阈值也较大，容易将些边缘小波系数置零降噪效果不明显，误差较大。２．无偏似然阈值估计ｒｉｒｓｕｒｅ（ｇ）一这是种基于Ｓｔｅｉｎ无偏似然估计准则的自适应阈值估计，具体的阈值估计方法为：一：首先将小波系数平方后从小到大排序，得到个序列３－１４鳥（）＝＆个元素构造阈值：ｒｃ７ｒｉｓｋｋ，（）：如果根据第，７＾该阈值的风险函数来决定ｋＮ－２ｋＮ－ｋ（ｏ＾＋（＋｛＾）＾Ｙ，ｋ＼——－＝ｒｉｓｋｋ（３１５）｛）根据风险函数，寻求最小风险值对应‘ｉｎ，根据求出Ｑ序列中对应的以此来确定阈值表达式：■－Ｔ＝０３１６無（）３．启发式阈值估计（ｈｅｕｒｓｕｒｅ）ｅｉｎ这是前两种阐值估计方法的综合，Ｓｔ，对于信噪比较小的情况无偏似然估计会产生较大的误差，将按照固定阈值估计的方法选取阈值。启发式阈值估计的具体方法是：按照变量ｅｔｏ，ｃｎＹ的大小作选择，若ｅｔａ〈ｃｒｉｔ’则选取固定闽值，否则选取两阈。值较小者启发式阔值的表达式为：ｅｔａ＜ｃｒｉｔ３＾？（）＾＝ｉｉ＾ｅｔａ＞ｃｒｉｔ３ｍｎ（，），１ｉ２ｅ／ａ＝式中：＝／１＝ｃｒｉｔ＾（＼ｏｇｒｉＩｎ０Ｊ２ｆ４．极值阈值估计（ｍｉｎｉｍａｘｉ）一统计学中，极值原理可用于设计估计器，在个给定的函数集中，极值估计器可以使其最大均方误差最小化，被降噪的信号与未知回归函数的估计式相似，根据上述５２【］原理，可以得到阈值表达式为：义＝０，？＜３２＇０”３－麗ｏ１８．ｇ（）（）义＝０．３９３６＋”＞３２ｌｏｇ２．当噪声在信号的高频段分布较少时，极值阐值估计和无偏似然阈值估计方法的降噪效果较好，可以有效提取微弱信号。固定闺值估计和启发式阈值估计降噪能力较强， 西南交通大学硕士研究生学位论文第２７页但会把有用的高频信号误认为噪声而去除掉，因此，需要根据实际情况进行优选。３．２．３阈值函数最常用的阈值函数有两种：硬阈值函数和软阈值函数，软阈值函数是将低于阈值的系数置零，高于阈值的系数也相应减少；硬阈值函数是将低于阈值的系数都置零，分别由下列两式表示：ｎｘｘ－？ｓｇ（）（０，ＴＵ／＂、Ｊ｜｜Ｔｈｓｏ：－ｃ３１９ｆｔＯ）（）八０ｘ＜／，（｜｜ｘｘ＞ｔ＼，＼＼Ｔｈｈａｒｄｘ＝３－２０（）（）＼０ｘ＜ｔ’（＼＼这两种阈值函数的图像如下图３－。１０所示＇７＇７ａ）硬阈值化ｂ）软阈值化３－图１０闽值函数图这两种方法在实际中有着广泛的应用一，也取得了很好的效果，但是也存在些固有的缺点：硬阈值函数在阈值点是不连续的，部分有用的信号会被去掉；对于软阈值函数，两种小波系数存在着恒定的偏差，这将影响重构信号与真实信号的逼近程度。３．３供水管网压力信号的小波降噪由于受到环境噪声的影响对真实的水压情况产生干扰一，管网内的水压会在定的幅值内摆动，为了验证小波降噪在供水管网压力信号釆集及漏损判断中应用的可行性，作者通过实验对小波降噪在实际管网中的应用加以验证。采用某列车管网水压监测数一３－５据，列车是利用上下客时间为火车上水，最短时间仅为分钟，因此设置每隔分一７２０３－１１。钟系统记录次监测点的数据值，每个监测点共有个监测值，如图图所示ｍ根据上节介绍，利用ｓｙ６小波，分别釆用固定阈值和无偏似然阈值估计方法进行小波 西南交通大学硕士研究生学位论文第２８页－降噪分析，降噪后的信号如图３１２，所示可以看出，不但有效抑制了噪声的干扰，。而且很好地保留了原信号中的高频细节部分，去噪后信号失真小含噪信号０４８—．Ｐ：１Ｉ０．４７。—．：ｉ￡—．４６４ｉｙ４．丄０ｉ．４５ＩＪ丨。——－—－－－－－．４４ｊ１０＂．４３Ｉｊ０Ｉ：：：．４２０２００４００６００－图３１１管网压力信号降噪后信号ｉｒｓｕｒｅｈｉｒｓｕｒｅｓ（ｒｇ，）降噪后信号（ｒｇ，）—０．４８．＾．０．４８．．．Ｉ１Ｉ１０．４４０．４４Ｉ１Ｉ０．４２０．４２０２００４００６０００２００４００６００降噪后信号（ｓｑｔｗｏｌｏｇ，ｈ）降噪后信号（ｓｑｔｗｏｌｏｇ，ｓ）０．．．．．４８０．４８Ｉ１Ｉ１Ｌ／＼ｙ＾０Ｘ：Ｘ．．４６０．４６０．４４０．４４０‘■■．４２０．４２０２００４００６０００２００４００６００图３－１２管网压力信号的降噪表３－２小波降噪性能指标比较阈值估计方法阈值函数信噪比均方根误差固定阈值硬阈值４４．５０７２０．００２８固定阈值软阈值４４．５０７２０．００２８无偏似然阈值硬阈值４６．１６２１０．００２３无偏似然阈值软阈值４５．２３５９０．００２６ 西南交通大学硕士研究生学位论文第２９页表３－２列出了两种阈值估计方法和阈值函数对应的降噪性能指标值，对于采集到的管网压力信号，无偏似然阈值估计方法比固定阈值估计方法消噪后的信噪比大，均方根误差小，说明采用无偏似然阈值估计方法降噪效果好，更接近原信号。３－ＳＶＣ．４基于ＧＡ的供水管网漏损辨识算法研究，会引起监测值的异常变化漏损可视为节点流量的异常增加，当新收集的监测值一与模型计算值差异过大时，则可预警管网漏损，通过进步比较分析监测值与模型计算值的差异可以实现对漏损的定位。采用人工神经网络、支持向量机等方法建立监测一４８４９，点压力信号与管网漏损之间的对应关系［］，是种进行供水管网漏损检测方法。支持向量分类机（Ｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅ，ＳＶＣ）是在统计学习理论基础上提出的一种新的学习方法根据有限的样本信息在模型的复杂性和学习能力之间寻求最佳折衷，通过结果风险最，综合考虑经验风险和置信范围以取得实际风险最小，小化准则和核函数方法，预先对给水管网不同管段故障状态下的故障情况与监测点水压变化之间的关系进行学习，，只要根据供水管网监测点的压力信号就可以进行供水管网漏损状况的辨识。３．４．１学习样本和预测样本■１Ｔ２３４５？？？？？？１６７８９１０＃９？１１０１２１３４１９？？？１５◎１６１７１８ｍ？？？，２０１９Ｉ２１２２２３？９９２４２５２６２７２８￣—？？？＃？３－图１３供水管网漏损示意图假定每个管段在中点处发生漏损，００２２ｍ３／ｓ、０．０１８ｍ３／ｓ００１４．．漏损量分别为， 西南交通大学硕士研究生学位论文第３０页ｍ３／ｓ，０．０１０ｍ３／ｓ，０．００６ｍ３／ｓ，利用ＥＰＡＮＥＴ软件对管网进行水力分析，可以求得管３－３３－７网八个监测点的压力值，见表到表。３３－３０表不同管道，漏对各监测点管网压力的影响（漏损－为．０２２ｍ／ｓ）序观察点观察点观察点双１察点观察点观察点观察点观察点号１２３４５６７８１４９．９２７４９．９２７４９．９２７４９．９２７４９．９２７４９．９２７４９．９２７４９．９２７２４９．８５３４９．７２１４９．７２１４９．７２１４９．７２１４９．７２１４９．７２１４９．７２１３４９．８５３４９．５５７４９．５６８４９．５７８４９．５８１４９．５８０４９．５６６４９．５６５４４９．８５３４９．５０５４９．５３５４９．５５９４９．５６９４９．５６４４９．５３１４９．５２６５４９．８５３４９．４５０４９．５００４９．５３９４９．５５５４９．５４７４９．４９１４９．４８４６４９．８５３４９．４２９４９．４７０４９．５２３４９．５４４４９．５３４４９．４６０４９．４４９７４９．８５３４９．５６４４９．５６１４９．５５９４９．５５８４９．５５９４９．５６２４９．５６２８４９．８５３４９．５０５４９．５０９４９．５２８４９．５３６４９．５３２４９．５０５４９．５０１９４９．８５３４９．４７２４９．４８３４９．５２４４９．５４０４９．５３２４９．４７５４９．４６７１０４９．８５３４９．５３０４９．５２７４９．５３１４９．５３２４９．５３２４９．５２７４９．５２６１１４９．８５３４９．５３８４９．５３０４９．５２２４９．５１８４９．５２０４９．５３２４９．５３３１２４９．８５３４９．４５０４９．４５９４９．５１８４９．５４１４９．５２９４９．４４７４９．４３６１３４９．８５３４９．４５３４９．４５５４９．５１６４９．５４０４９．５２８４９．４４３４９．３３３１４４９．８５３４９．５３６４９．５２６４９．５１４４９．４１１４９．５１１４９．５２８４９．５３１１５４９．８５３４９．５３４４９．５２０４９．５００４９．５１２４９．４９６４９．５２４４９．５２７１６４９．８５３４９．４５８４９．４４７４９．５１３４９．５３９４９．５２６４９．４３４４９．４３８１７４９．８５３４９．４６４４９．４３９４９．５０９４９．５３８４９．５２４４９．３２７４９．４４５１８４９．８５３４９．５３０４９．５１２４９．４８６４９．５１５４９．３８２４９．５１７４９．５２３１９４９．８５３４９．５２７４９．５０７４９．４７６４９．５１６４９．４８４４９．５１３４９．５１９２０４９．８５３４９．４６８４９．４３３４９．５０７４９．５３７４９．５２２４９．４３０４９．４４９２１４９．８５３４９．４８７４９．４４９４９．４９６４９．５３１４９．５１３４９．４５７４９．４７２２２４９．８５３４９．５０４４９．４７３４９．４８５４９．５２６４９．５０３４９．４８１４９．４９２２３４９．８５３４９．５１２４９．４８５４９．４７８４９．５２３４９．４９７４９．４９２４９．５０２２４４９．８５３４９．５２１４９．４９６４９．４４６４９．５１９４９．４９０４９．５０５４９．５１２２５４９．８５３４９．４７５４９．４１０４９．５０２４９．５３５４９．５１９４９．４４０４９．４５８２６４９．８５３４９．４９０４９．４２１４９．４８７４９．５３１４９．５１１４９．４６１４９．４７５２７４９．８５３４９．５０４４９．４５４４９．４６６４９．５２６４９．５０２４９．４８１４９．４９２２８４９．８５３４９．５１１４９．４７５４９．４４６４９．５２３４９．４９８４９．４９０４９．５００ 西南交通大学硕士研究生学位论文第３１页３－表３４不同管道漏对各监测点管网压力的影响为０．０１８ｍ／ｓ），（漏损ｙ序观察点观察点观察点观察点观察点观察点观察点观察点号１２３４５６７８１４９．９４９４９．９４９４９．９４９４９．９４９４９．９４９４９．９４９４９．９４９４９．９４９２４９．８９９４９．８０８４９．８０８４９．８０８４９．８０８４９．８０８４９．８０８４９．８０８３４９．８９９４９．６９４４９．７０２４９．７０９４９．７１１４９．７１０４９．７０１４９．７００４４９．８９９４９．６５９４９．６８０４９．６９６４９．７０３４９．６９９４９．６７６４９．６７３５４９．８９９４９．６２０４９．６５５４９．６８２４９．６９３４９．６８８４９．６４９４９．６４４６４９．８９９４９．６０６４９．６３５４９．６７１４９．６８６４９．６７９４９．６２８４９．６２０７４９．８９９４９．７００４９．６９８４９．６９６４９．６９５４９．６９６４９．６９８４９．６９８８４９８９９４９．６５９４９６６１４９６７５４９６８０４９６７７４９６５８４９６５６．．．．．．．９４９．８９９４９．６３６４９．６４４４９．６７１４９．６８３４９．６７７４９．６３８４９．６３３１０４９８９９４９６７６４９６７４４９７７４９６７７４９６７７４９６７４４９６７３．．．．６．．．．１１４９．８９９４９．６８１４９．６７６４９．６７０４９．６６８４９．６６９４９．６７７４９．６７８１２４９．８９９４９．６２１４９．６２７４９．６６７４９．６８４４９．６７５４９．６１９４９．６１１１３４９８９９４９．６２３４９．６２４４９６６６４９６８３４９６７５４９６１６４９５４０．．．．．．１４４９．８９９４９．６８０４９．６７３４９．６６５４９．５９４４９．６６３４９．６７５４９．６７６１５４９８９９９．６７８４９６６９４９６５５４９．６６４４９６５２４９．６７１４９６７４．４．．．．１６４９．８９９４９．６２６４９．６１９４９６６４４９．６８２４９６７３４９．６１０４９．６１２．．１７４９．８９９４９．６３１４９．６１３４９．６６２４９．６８１４９．６７１４９．５３６４９．６１７１８４９８９９４９．６７６４９．６６３４９６４５４９．６６５４９５７４４９．６６７４９６７．．．．１１９４９８９９４９６７４４９６６０４９９４９６６７４９６４４４９６６４４９６６８．．．．６３．．．．２０４９．８９９４９．６３３４９．６０９４９．６６０４９．６８１４９．６７０４９．６０７４９．６２０２１４９．８９９４９．６４６４９．６２０４９．６５３４９．６７７４９．６６４４９．６２５４９．６３６２２４９．８９９９．６５８４９．６３７４９６４５４９．６７３４９６５７４９．６４２４９６５０４．．．２３４９．８９９４９．６６４４９．６４５４９．６４０４９．６７１４９．６５３４９．６５０４９．６５７２４４９．８９９４９．６７０４９．６５３４９．６１８４９．６６９４９．６４８４９．６５８４９．６６４２５４９．８９９４９．６３８４９．５９３４９６５６４９．６７９４９６６８４９．６１４４９．６２６．．２６４９．８９９４９．６４８４９．６０１４９．６４６４９．６７６４９．６６３４９．６２８４９．６３８２７４９．８９９４９．６５８４９．６２４４９．６３２４９．６７３４９．６５７４９．６４２４９．６５０２８４９．８９９４９．６６３４９．６３８４９．６１８４９．６７１４９．６５４４９．６４９４９．６５５ 西南交通大学硕士研究生学位论文第３２页３－表３５干同管道泄漏对各测点管网压力的影〔漏损ｙ为０．０１０ｍ／ｓ）序观察点观察点观察点观察点观察点观察点观察点观察点号１２３４５６７８１４９．９８３４９．９８３４９．９８３４９．９８３４９．９８３４９．９８３４９．９８３４９．９８３２４９．９６６４９．９３５４９．９３５４９．９３５４９．９３５４９．９３５４９．９３５４９．９３５３４９．９６６４９．８９７４９．９００４９．９０２４９．９０３４９．９０２４９．８９９４９．８９９４４９．９６６４９．８８５４９．８９２４９．８９８４９．９００４９．８９９４９．８９１４９．８９０５４９．９６６４９．８７２４９．８８４４９．８９３４９．８９７４９．８９５４９．８８２４９．８８０６４９．９６６４９．８６８４９．８７７４９．８８９４９．８９４４９．８９２４９．８７５４９．８７２７４９．９６６４９．８９９４９．８９８４９．８９８４９．８９７４９．８９８４９．８９８４９．８９８８４９．９６６４９．８８５４９．８８６４９．８９０４９．８９２４９．８９１４９．８８５４９．８８４９４９．．９６６４９．８７７４９．８８０４９．８８９４９．８９３４９．８９１４９．８７８４９８７６１０４９．９６６４９．８９１４９．８９０４９．８９１４９．８９１４９．８９１４９．８９０４９．８９０１１４９．９６６４９．８９３４９．８９１４９．８８９４９．８８８４９．８８９４９．８９１４９．８９２１２４９．．９６６４９．８７２４９．８７４４９．８８８４９．８９３４９．８９１４９８７２４９．８６９１３４９．９６６４９．８７３４９．８７４４９，８８８４９．８９３４９．８９１４９．８７１４９．８４５１４４９．９３７４９．７９９４９．７９５４９．７８９４９．７４５４９．７８８４９．７９６４９．７９７１５４９．８．９６６４９９２４９．８８８４９．８８４４９．８８７４９．８８３４９．８８９４９．８９０１６４９．９６６４９．８７４４９．８７２４９．８８７４９．８９３４９．８９０４９．８６９４９．８６９１７４９．９６６４９．８７６４９．８７０４９．８８６４９．８９３４９．８８９４９．８４４４９．８７１１８４９．９６６４９１．８９１４９．８８７４９．８８４９．８８７４９．８５７４９．８８８４９．８８９１９４９．９６６４９．８９０４９．８８５４９．８７８４９．８８８４９．８８０４９．８８７４９．８８８２０４９．９６６４９．８７７４９．８６８４９．８８６４９．８９２４９．８８９４９．８６８４９．８７２２１４９．９６６４９．８８１４９．８７２４９．８８３４９．８９１４９．８８７４９．８７４４９．８７７２２４９．９６６４９．８８５４９．８７８４９．８８０４９．８９０４９．８８５４９．８７９４９．８８２２３４９．９６６４９．８８７４９．８８０４９．８７９４９．８８９４９．８８３４９．８８２４９．８８４２４４９．９６６４９．８８９４９．８８３４９．８７１４９．８８８４９．８８２４９．８８５４９．８８７２５４９．９６６４９．８７８４９．８６３４９．８８４４９．８９２４９．８８８４９．８７０４９．８７４２６４９．９６６４９．８８２４９．８６６４９．８８１４９．８９１４９．８８７４９．８７５４９．８７８２８４９．．．９６６４９．８８７４９．８７８４９８７１４９．８８９４９８８３４９．８８２４９．８８４１Ｉ＾＾ＩＩ 西南交通大学硕士研究生学位论文第３３页３－表３６同管道ｉ对各监测点管网压力的影（漏损为０．００６ｍ／ｓ）〒ｙｙ序观察点观察点观察点观察点观察点观察点观察点观察点号１２３４５６７８１４９．９９３４９．９９３４９．９９３４９．９９３４９．９９３４９．９９３４９．９９３４９．９９３２４９．９８７４９．９７５４９．９７５４９．９７５４９．９７５４９．９７５４９．９７５４９．９７５３４９．９８７４９．９６０４９．９６１４９．９６２４９．９６２４９．９６２４９．９６１４９．９６１４４９．９８７４９．９５５４９．９５８４９．９６０４９．９６１４９．９６１４９．９５８４９．９５７５４９．９８７４９．９５０４９．９５５４９．９５９４９．９６０４９．９５９４９．９５４４９．９５３６４９．９８７４９．９４９４９．９５２４９．９５７４９．９５９４９．９５８４９．９５１４９．９５０７４９．９６６４９．８９９４９．８９８４９．８９８４９．８９７４９．８９８４９．８９８４９．８９８８４９．９８７４９．９５５４９．９５６４９．９５８４９．９５８４９．９５８４９．９５５４９．９５５９４９．９８７４９．９５２４９．９５３４９．９５７４９．９５９４９．９５８４９．９５３４９．９５２１０４９．９８７４９．９５８４９．９５７４９．９５８４９．９５８４９．９５８４９．９５７４９．９５７１１４９．９８７４９．９５８４９．９５８４９．９５７４９．９５７４９．９５７４９．９５８４９．９５８１２４９．９８７４９９５０４９．９５１４９．９５７４９．９５９４９．９５８４９．９５０４９．９４９．１３４９．９８７４９．９５１４９．９５１４９．９５６４９．９５９４９．９５８４９．９５０４９．９４０１４４９．９３７４９．７９９４９．７９５４９．７８９４９．７４５４９．７８８４９．７９６４９．７９７１５４９．９８７４９．９５８４９．９５７４９．９５５４９．９５６４９．９５５４９．９５７４９．９５７１６４９．９８７４９．９５１４９．９５０４９．９５６４９．９５８４９．９５７４９．９４９４９．９４９１７４９．９８７４９．９５２４９．９４９４９．９５６４９．９５８４９．９５７４９．９３９４９．９５０１８４９．９８７４９．９５８４９．９５６４９．９５４４９．９５６４９．９４４４９．９５７４９．９５７３４９６４９９５４１９４９．９８７４９．９５７４９．９５６４９．９５．９５．４９．９５６４９．９５７２０４９．９８７４９．９５２４９．９４９４９．９５６４９．９５８４９．９５７４９．９４９４９．９５０２１４９．９８７４９．９５４４９．９５０４９．９５５４９．９５８４９．９５６４９．９５１４９．９５２２２４９．９８７４９．９５５４９．９５３４９．９５４４９．９５７４９．９５５４９．９５３４９．９５４２３４９．９８７４９．９５６４９．９５４４９．９５３４９．９５７４９．９５５４９．９５４４９．９５５２４４９．９８７４９．９５７４９．９５５４９．９５０４９．９５７４９．９５４４９．９５５４９．９５６２５４９．９８７４９．９５３４９．９４７４９．９５５４９．９５８４９．９５７４９．９５０４９．９５１２６４９８７４９４４９９４８４９９５４４９．９５８４９．９５６４９．９５１４９．９５３．９．９５．．２７４９９８７４９９５５４９９５４９９５２４９９５７４９．９５５４９．９５３４９９５４．．．１．．．２８４９９８７４９９５６４９９５３４９９５０４９．９５７４９．９５５４９．９５４４９．９５５．．．． 西南交通大学硕士研究生学位论文第３４页３－表３７不同管道ｙｉ对各测点管网压力的影晌（漏损量为０．０１４ｍ／ｓ）序观察点观察点观察点观察点观察点观察点观察点观察点号１２３４５６７８１４９．９６８４９．９６８４９．９６８４９．９６８４９．９６８４９．９６８４９．９６８４９．９６８２４９．９３７４９．８７９４９．８７９４９．８７９４９．８７９４９．８７９４９．８７９４９．８７９３４９．９３７４９．８０８４９．８１３４９．８１７４９．８１９４９．８１８４９．８１２４９．８１２４４９９３７４９．７８６４９．７９９４９．８０９４９．８１３４９．８１１４９．７９７４９．７９５．５４９．９３７４９．７６２４９．７８３４９．８０１４９．８０７４９．８０４４９．７８０４９．７７６６４９．９３７４９．７５３４９．７７１４９．７９４４９．８０３４９．７９８４９．７６６４９．７６２７４９９３７４９．８１１４９．８１０４９．８０９４９．８０９４９．８０９４９．８１０４９．８１１．８４９．９３７４９．７８６４９．７８７４９．７９６４９．７９９４９．７９７４９．７８６４９．７８４９４９．９３７４９．７７１４９．７７６４９．７９４４９．８０１４９．７９７４９．７７３４９．７６９１０４９．９３７４９．７９７４９．７９５４９．７９７４９．７９８４９．７９７４９．７９５４９．７９５１１４９．９３７４９．８００４９．７９６４９．７９３４９．７９１４９．７９２４９．７９７４９．７９８１２４９９３７４９．７６２４９．７６６４９．７９１４９．８０１４９．７９６４９．７６１４９．７５６．１３４９．９３７４９．７６３４９．７６４４９．７９０４９．８０１４９．７９６４９．７５９４９．７１１１４４９．９３７４９．７９９４９．７９５４９．７８９４９．７４５４９．７８８４９．７９６４９．７９７１５４９．９３７４９．７９８４９．７９２４９．７８３４９．７８９４９．７８２４９．７９４４９．７９５１６４９．９３７４９．７６６４９．７６１４９．７８９４９．８００４９．７９５４９．７５５４９．７５７１７４９．９３７４９．７６８４９．７５７４９．７８８４９．８００４９．７９４４９．７０９４９．７６０１８４９．９３７４９．７９６４９．７８９４９．７７７４９．７９０４９．７３３４９．７９１４９．７９３１９４９．９３７４９．７９５４９．７８６４９．７７３４９．７９１４９．７７７４９．７８９４９．７９２２０４９．９３７４９．７７０４９．７５４４９．７８７４９．７９９４９．７９３４９．７５３４９．７６２２１４９．９３７４９．７７８４９．７６１４９．７８２４９．７９７４９．７８９４９．７６５４９．７７１２２４９９３７４９７８５４９７７２４９７７７４９７９５４９．７８５４９．７７５４９．７８０．．．．．４９７８９４９７７７４９７７４４９．７９３４９．７８２４９．７８０４９．７８４２３４９．９３７．．．２４４９．９３７４９．７９３４９．７８２４９．７６０４９．７９２４９．７７９４９．７８５４９．７８９２５４９９３７４９．７７３４９．７４５４９．７８４４９．７９９４９．７９２４９．７５８４９．７６５．２６４９．９３７４９．７７９４９．７４９４９．７７８４９．７９７４９．７８８４９．７６７４９．７７３２７４９９３７４９．７８５４９．７６４４９．７６９４９．７９５４９．７８５４９．７７５４９．７８０．２８４９９３７４９．７８８４９．７７３４９．７６０４９．７９４４９．７８３４９．７７９４９．７８４． 第３５页西南交通大学硕士研究生学位论文３．４．２数据预处理２８组数据－，－１１２组其余在表３３到３７中１４０组数据中，随机选择作为训练样本－４所示各组样本分布如图３１。作为检测数据，＂全部样本“漏点分布图０川ｕ／＞＂ｔｆｆ＿＾？．：ｉ．ｌｉ，ｆｆ，样本序号随机“漏点”分布图训练样本°训练样本序号本＂泄漏管道序号＂分布２８个检测样＾‘１ｆＩ：ｎＰ！ｔｌ１Ｉ—．‘．．？检测样本序号３－４图１各组样本分布一３－１５－化处理，如图所示。根据式（３１３，所有数据作归）＊－３工＝（３１）■＾义ｍｍａｘｉｌ）各监测点归一化后数值￣￣￣￣—―￣—ＴＴ１丨—２ｎ１ｉｎ监测点ｉｎｉｊ＿ｊ１［１｜Ｐ１＿［＝ＳＳ慧１．１１１１不Ｉ「１Ｉｈ１－二１．８ＩＬ！溫：１１Ｉ１？１ｈｉＬ１ｆｌｉｉ４０１＾＾０１１００６０８０２０４０（３样本序列号一－图３１５监测点归化数据图 西南交通大学硕士研究生学位论文第３６页３．４．３参数优化ＳＶＣ可以较好解决非线性、小样本、高维数以及局部极小点等实际问题，为了解决参数选择问题，本文应用遗传算法ＧｅｎｅｔｉｃＡｌｏｒｉｈｍＧＡ对ＳＶＣ的参数ｃ和ｇｔ，（）ｇ进行优＝＝化：２００，ｏ２０，遗传参数及相关参量的取值为终止代数种群数量ｐｐ，参数优化结果＝＝ｃ３－为．７６４６３．３６６４，３１。，ｇ准确率为９６．４％，如图６所示适应度曲线ＡｃｃｕｒａｃＧＡｍｅｔｈｏｄｙ［］＝２００＝２０终止代数Ｓｆｏ（，种群ｌｌ量ｐｐ）＝＝＝Ｂｅｓｔｃ３．７６４６３ｇ．３６６４ＣＶＡｃｃｕｒａｃｙ９６．４％■＿＿＿—￣．￣ｏｎｉＴｍｉｎｔｉ丨＿丨＿丨丨丨＿ｕｉｉｉｗ丄＾｜ｉ＾ｉｉＴｎｎｒｍＴｎｎｒｒｍｎｎｎｉｎｉｎｉｍｍｍｍｉｉｎｉ］ｙｕｉｕｕｉｕｕ⑴则ｕｕｕｊｉｉ」ｕｕｉｕｕ—－Ｕ４—９５￣ｌ－？°！＾＾Ｓ／Ｖ：ＩｉＳＩ．域｜…：．．一丄—．二：＝：＝［：］：：．＝＝：＂］＝＂＝二？：ｊ［ｆｆＪＪＩＩＩｆ；ｉｉ：：ｉ！！；ｉＩ？／；ｊ＿ｇＱｊ１１１１ｉ５５１１ｉｉＩｉ０２０４０６０８０１００１２０１４０１６０１８０２００进化代数３－ＶＣ优图】６Ｓ化过程图３．４．４结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２８一；：ｉｉｌ？Ｉ丨ｉｌ丨Ｉ丨卜：ｆｔ练集的实际分类和预测分类对比图１２卜…．．．．．．．．—．—．．．．——．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．－．．．…；丨ｒｔｉｉＩ；１ｉＩｊｉＩｉＩ丨丨Ｊ丨）Ｉ－－２４ｉｊ）］０ｇｇ－：：ｉｉ：ｉ！！ｉｉｉｉ：：：“．？？？２２！ｒＴ？－－—？？－－■：：ｉｉｉＩｉ；ｉ：ｉ；ｉｉ！－…一－…．…．……．．？．“．．－．－２０５“…，ｊ４；ｉ十＋—５；－－－．－．．．．．．＂．．．．．．…－——Ｉ－ｉ．－－…．．．．．．．■－０—１８Ｉ：１ＩＩｆＩ４：＿ｉｆ实际训练集分类］１＊－．．．．…．．．．．．．．．．．－．．．．．－－．．．．．．．．．．．．．．．ｌ６丨－．＾－．！．．．．．．．．．．．．．．．预测训练集分类｛棚＾ＵＩｉ４“４４４４ｉｉ丨Ｉ４ＩＩｆ＇？；：ｉｉ１ｉ？ｉｉｉ：！Ｉｊ；１！：？？？ｆｉ；；ｉ：＾Ｉｉｉ－…一“？－？＂，－－－＇“叫４—４－‘，”“．－．；‘．．…４：－？…－………－．？…三—－．＂……；４ｒ；４；１４卜＋４＋—４４；—４ｆｉ．＇：；：；？：Ｉ？；ｉＳＩ；ｉ：；：；：：！；；！；．：；－？？？？—，？？？．－—？…ｒ－—－．．？？－？？一＝■‘‘一■．．－．ｉ？？？－．－…、’—ｉ？：ｉ４１２４ＩＴ；本Ｊ“１妾＾ｉ４—＋“－：ｉｉｉｉｉｉｉｉｒｉｉｊ！ｉｉｊｉｉ［ｉ：ｉｉＩ－…—？？？－－－…一？？？．－、．‘‘“－．．………．．…“■；１一；—ｉ４一—４■１０ｉ４Ｉ＊４４！ｉＩ４？？：）ｒｉＩ１ｉｉ］！ｆ：！ｉｉ！－－？－？“………－—８＂．？４－：…４－－…．．１．．？一，…－：ＴＶ！４ｋ４４：４４ｒ４■１ｉＩＩ！ｉｉｉｉｉＩｔＩ１：—！－—？？—二．？ｉ０途．．ｖ“ｉ－ｉｉｉＩ！ｉｉｉｉ！ｉＩｉｉ－－……■—－＂．…－—－？．……－－－．？？？－－“…－…．？？？？？４－ｒ一４？”？ｉ？？．－－．ｉ＾Ｕ：，１ｆｉ－Ｉ１＾＾ｉ；Ｉ；；１ｉｉ！－．．．－？？－，？？？？－ｍｍ；２：：？？３；？？：：ｌ８ｆｌＳＭｂ１ＩＩＩＩ￣１￣１＂”￣ＩＩ￣１￣￣１￣￣ｉＩ￣ｉ＿Ｉ＿Ｉ＿１＿＿ＩＩ＿＿！＿＿＿Ｉ＿ＩＩ１Ｉｉ，‘Ｉ■■ＩｒＩ＿Ｉ■Ｉ．ＩＩＩ■ｉ■Ｉ０１ＩＩＩ＿＿＿＿＿＿＿Ｉ＿Ｉ＿＿＿＿Ｉ＿＿Ｉ＿＿Ｉ＿０４８１２１６２０２４２８３２３６４０４４４８５２５６６０６４６８７２７６８０８４８８９２９６１００１０４１０８１１２训练集样本序号－图３１７训练误差图 西南交通大学硕士研究生学位论文第３７页—一一：■３。一一“－了ｉ；「ｒ了Ｉｉ．—２ｏ—：‘一—ｂ十ｂ测试集的实际分类和预测分类图：？！丨．．．．＂“—．．；？ｆ：：Ｉｉ＾？２，１．ｒｊｉｉｚｉｚｚｚｉｚｚｕｉｉｚｉｉｉｉ＾一．：愈：：ｉ：Ｉ１ｊ０［１‘－—－’■－：０头际测式集分类２０＠ｉ？＊‘：．．．．．—？．．．．．．．．．．．预测测试集分类：１ｇ１８｝Ｉ？－…一”…．－ａ，：：Ｒ１６摄钱．？—－．……－丨ｉ１４愈？＠Ｉ二ＩＩ＾１０ｊＩ辛＇＂：？‘“ｉ８＾９１：ｒｉ；７？丨－ａ丨丨丨丨丨丨丨ｉ‘丨■…．．．．．．．．．．＊１ｒ？：ｒｆ１４－Ｉ．．‘．．．．．．．＇０：：Ｉ２１ＩＩＩ■Ｉ‘Ｉ‘Ｉ■Ｉ■Ｉ‘１Ｉ１ＩＩＩＩＩＱＬＩＩＩＩ■Ｉ１Ｉ０２４６８１８３０１０２１４１６１８２０２２２４２６２测试集样本序号３－图１８检测误差图－，利用ＳＶＣ对训练样本进行了训练３１、、１、首先，如图７所示，其中样本１１２４００－１１１训练拟合错误．，３１８，总体训练拟合准确率为９６４％图为检测误差图，其中样本３检测为５，样本１２检测为８，总体检测准确率到达９２．９％。经实例验证，基于ＳＶＣ的漏损点检测模型可以很好地判断供水管网是否存在漏损现象。 西南交通大学硕士研究生学位论文第３８页第４章铁路供水管网监控硬件系统设计一目前，各种不同方案的铁路供水管网监控系统都存在定的缺点，导致这些方案没有得到大面积的推广应用和有效运行，并且各种方案的侧重点也不同，主要是在站点的内部信息传输与控制上做系统，由于技术条件限制，并未形成管理层面上的集中监控系统。本文提出的铁路供水管网远程监控与安全防范系统是针对铁路取水机械、水源、加压菜站、储配水设备、给水所等重要设施远程监测、远程控制、安全防范措施，该系统采用采用智能化自控设备，每个基站均配置ＧＰＲＳ无线通讯模块、分布式终端控制箱、安全防范措施终端、压力、水位传感器模块等，实现了对铁路供水管网的监测、数据远程传输、故障检测报警等功能，系统具有抗恶劣工作环境的能力，无故障工作时间长，并且满足了实际使用的要求。４．１硬件系统结构一般采用集中监测铁路供水管网监控系统中、分散控制的典型控制模式，通常划分为现场监控层，、控制层和设备层三级结构其中监控层的功能是通过对多个控制设备的集中管理，控制，监控生产运行过程层的功能是完成对现场工艺过程的实时监测３［５］－，４１与控制，设备层的功能是将物理信号转换成数字或标准的模拟信号如图所示。１、监控层：由数据库服务器、实时监测服务器、网络服务器组成，主要具有如下功能：１）监控中心主站设在局域网中，通过网络服务器来负责网络数据链路建立和数（据收发的中转，提高了系统的安全性。２实时监测服务器实现对给水所的电压、电流、管网压力、储水池水位、管道压（）力、电机频率等的遥测功能；控制室防接近报警、周界红外报警、烟感报警、报警投入、水井源安防报警、水塔水池水槽安防报警等安全防范措施终端的遥信功能；水粟电机启停、加氯机的启停、电动阀门开停等幵关的遥控功能。（３）实时监测服务器对控制层中各站上送的数据报文进行分析，通过对管网压力的判断来实现对管网电动阀的自动控制，以此来实现对储水池进水的控制。同时在实时远程控制系统中，人为的通过对压力、水位、电机频率等参数的判断可以实现对各个菜的控制，以及安全防范措施中的自动报警和报警信息的实时上送。 西南交通大学硕士研究生学位论文第３９页？数据库》实时监测＞网络代理＊＊服务器服务器服务器“ＩＩ／ｃ＾ｐｐＩＮＴＥＲＮＥＴ１骨千网Ｚ＼、．？／々、．＼．、Ｚ、、．、、－Ｚ、－．／、、、■．、Ｚ、．．！＼、．、、．／＼？、Ｚ、．、Ｚ、、．／Ａ站Ｂ站Ｃ站Ｄ站Ｅ站控制单元控制单元控制单元控制单元控制单元水管管信水管管水源网网号源网网位安进压采安进压信全水力集全水力号防运安传防运安釆范行全输范行全集模调监模模调监传块度测块块度测输４－图１铁路供水管网监控系统结构图４）数Ｓ－ＳＥＲＶＥＲ的后台数据库对实时的采样数（据库服务器利用强大ＱＬ据进行存５４［］储、分析。为系统提供了历史追溯功能，实现历史数据査询，报表打印等功能。（５）出于系统安全防范措施的考虑，在系统中增加了单独的报警管理，报警管理主要是对周界红外报警、烟感报警、控制室防接近、水井源安防报警、水塔安防报警等安全防范终端设备报警的管理。在报警管理中可以实现对报警信息进行实时提示和保存功能，通过报警查询实现对报警的查询，提高对报警发生的可追查性。２、控制层：由智能控制器和ＧＰＲＳ模块等组成，具有如下功能：智能控制器具有对现场设备的控制功能，同时可以实现监控中心的通讯，通过ＧＰＲＳ通讯模块可以无线接收监控中心发送的数据报文，根据解析后的结果，上送数据 西南交通大学硕士研究生学位论文第４０页报文应答监控中心；或者根据采样的分析，主动上送数据报文至监控中心。同时，以无线的方式将来自智能控制器上送的数据上送至监控中心。控制箱作为连接监控中心和现场设备的中枢，在整个系统中为核心设备。智能控制模块实现对水菜的智能操作，、、各类传感器变送器，完成对电流电压、储水池水位、管网压力、自来水压力、电－－机频率的信息采集２所示，其性能指标表４１所示。，其内部结构如图４▲４ｒ｝遥测”釆集遥信采集遥控输出￣￣＼ＧＰＲＳ？首输⑩变换智能控制器—．＾＾片■觀变送■４＾ｉ＜市电ＵＰＳ不间？蓄电池蓄电池断电源图４－２智能控制器内部模块结构图表４－１性能指标项目指标。？温度－２５＋７０：Ｃ设备精度：＜０．２５％：ＲＳ２３２ＧＰＲＳ通信方式转，或混合通讯压力范围（Ｋ１．５ＭＰ－模拟量输入输出：４２０Ｍａ供电电源：安全电压ＤＣ２４Ｖ智能控制器需要满足以下功能要求：（１）无需监控中心控制，可自行进行测量，具有实时时钟功能（可通过监控中心 西南交通大学硕士研究生学位论文第４１页设定校准），采集到的数据以时间为顺序，以５分钟／每次的密度，能在测控终端设备存一储天的历史数据，程序、参数、历史数据具有掉电保护功能。２一（）定时上报：把从仪表采集到的数据，以定时（整５分钟报次）方式上报。（３）接收来自监控层停菜、启泵、停阀、启阀的操作和实时状态监控。（４）接收来自监控层的招测指令，上送各站的状态参数：电流、电压、储水池水位、储水池压力、管网压力、来水压力、电机频率、控制室防接近、周界红外报警、烟感报警、水井源安防报警、水塔安防报警等幵关状态位。（５）当系统上电复位，或系统运行、通信发生异常死机复位（看门狗复位）时，，保证系统正常工作系统根据复位类型不同进行复位处理。并将引压力过大而自动停菜的信息通过无线的方式一同送往监控中心。３、现场设备层：硬件结构主要由ＧＰＲＳ无线通讯模块、智能控制器、Ａ／Ｄ变换模块、直流变送器、ＤＩ／ＤＯ模块、压力传感器、液位传感器、安全防范终端、ＵＰＳ、蓄电池、中间继电器、空气开关等组成。Ａ／Ｄ变换０－５Ｖ的电压信号转换成数字信号模块将经过直流变送后的，储水池压力将－Ｖ的电大电流信号线性转换成０５压信号，通过数据带传送至智能控制器。直流变送器—Ｔ０—５ＡＶ的将来自Ｃ的的交流信号，转换成０５直流信号。储水池水位传感器、管网压力传感器－２０ｍＡ、自来水压力传感器将大电流信号线性转换为４的小电流信号，将各个遥测数据实时的进行采集和上送。为Ａ／Ｄ转换模块提供了所需的输入信号。安全防范终端实时上送数据，在监控系统中实时提示值班员，并保存在报警管理，可以进行查看和查询中。在市电消失的情况下，ＵＰＳ和蓄电池组为控制设备及断路器提供了可靠的工作电源。确保线路停电后，能够进行正常的启、停粟操作。４．２水源安全防范模块安全防范措施主要是将安全防范终端如红外线周界报警、控制室防接近报警、烟感报警、水源地报警、水塔报警等报警设备终端的信号转换成数字信号返回到智能控－制模块，然后通过无线通讯传输到后台Ｊ１。水源安全防范模块主要由Ｂ型防接近语言报警器、行程开关、红外线双束对射装置、中心处理器、报警器等几部分构成，如图４－３所示，各部分互相关联，，展开就地报警及通过传输通道将信号传回中心主控室报警４－很好地解决了水源的防控问题，报警流程如图４所示。—－１Ｂ、点对点布控（栗房中心）主要设备有Ｊ１型防接近语言报警器、行程幵关、传输通道，。、水粟控制下位机实现对泵房的监控 西南交通大学硕士研究生学位论文第４２页－２、点对面布控（中心主站、蓄水池）主要设备有ＢＪ１型防接近语言报警器、双束对射红外探测器、中央控制器、室外报警警号组成，实现对给水所所整体的布控。—－—ｒ？１红外探头防接近语言报警行程联ｉ１１丨｜；Ｉ；；；？双束对射探头ｕ厂区布：：：防控制器：｜ｉ红外探头１：：；：；水录控制Ｍ＾丨｜报警器主机■中心控制微机！下位机＾ｉ；￡；；；；扬声器１号井！丨Ｈ：ＩＬ？垂■■丨■丨＿？■？■丨■丨垂＊■．垂垂■丨■■丨■丨■．祷■—辦—－Ｉ１Ｉ行程开关Ｉ５号井ｉｉ红外探头ｉｉ制报主机＿Ｌ；“［；：—▼；；扬声器ｉ：■丨■■■■■■■丨■■垂丨■丨？丨■丨垂丨—■？丨■？？■■？■！图４－３水源安全防范模块结构框图 西南交通大学硕士研究生学位论文第４３页１ｉＩ１ＩＩＩＩ？有人撬开门有人进入１１有人爬门有人翻墙Ｉ！－ｒＩＩＩＩ１ＩＩＩＩＩＩＩＩ４ＩｉＩＩＩ红外探头探测１Ｉ红外探头双束对射装置ｉ！ＩＩＩＩ＾ＩＩＩ！！ＶＩＩＩ行程开关动作防接近语“言报警ＩＩ！１防接近语言报警器１ＩＬ１Ｉ｜ｐ｜＾ＩＩＩＩＩＩＩ！１—１１１１．！１１下位机语言报警ＩＩＩ！水泵控制厂区布控主机－？＊１１１ＩＰＩＩ１Ｉ１ＩＩＩＩ？＊Ｉ１ＩＩ”—￣Ｉ１延时自解除ＩＩ１！ＬＩＩ报警ＩＩ－－？ｒＩＩＩＩ—＊—１Ｉ——ＩＩ入Ｉ工解＠传输通道１１ＩｉＩ＾ＩＩＩ＾Ｉ？计算机控制台＾’—１４ＹＩ显示有人闯入画面并报警Ｊ人工解除图４－４水源安全防范报警程序４．３管网进水运行调度模块１、变频恒压供水模式：正常情况下，为实现供水无人值守及就地自动化，并能保证水管压力保持在合理范围，我们将变频供水纳入ＧＰＲＳ远程自动控制系统。实现在监控中心可即时监测所有Ｉ 西南交通大学硕士研究生学位论文第４４页运行参数，并可实现所有就地操作功能。，，而生活用水量却在时刻变化水粟在市电供电下其转速保持恒定。因此在市电下工作的供水系统管网压力随用水量不同而变化，用水量少时管网压力过大，对供水管网造成很大破坏，对能源也是极大的浪费。变频调速恒压供水就是利用变频调速器可以改变到水菜电机的供电电压和频率的原理，根据管网压力对水粟转速进行调节，调节供水量使管网压力保持不变。当用水量增大管网压力降低时，可编程控制器根据内部设定压力与现场实测压力对变频器进，增大其输出，，进而增加水菜供水量，当用水量少时，行调整提高水粟的转速；反之降低水栗转速以降低水泵供水量。系统控制三台水泵定期轮流切换使各台水粟工作时间均衡。主要有以下功能，，：多台水粟全变频调速自动轮换工作自动增减水栗运行台数；机软启动、软停止；对过压、欠压、过载、短路、缺相等自动保护。基本硬件构成：由德国西门子可编程控制器、德国西门子触摸屏、美国ＡＢＢ变频，具有功能稳定、抗干扰能力强等特点器、日本富士低压电器等组成。２、铁路自备井直供模式：出于供水成本及管网调节压力考虑，在铁路自备井能满足生产生活用水的时间段，我们采用铁路自备井直接供水的方案，。此方案取消了加压栗环节相对有节能、水损小的优点。但其可运行供水时间受用水量变化影响很大。在ＧＰＨＳ远程监测控制系统幵发之前，全部靠经验进行方案切换，并且方案切换时，全部采用人工倒阀门的方式进，无即时有效的参考数据作为依据，工人劳动强度大，方案调度不灵活行。将此方案纳入ＧＰＲＳ远程监测控制系统中之后，增加部分电动阀门，即可实现所有运行参数的实时监测，作为方案调整的参考依据，并且在监控中心即可随时完成远程控制工作，完成方案调度。３、自来水作为补充水源直接进入铁路管网此种方案是铁路自备井水源不能满足需求，城市自来水管网水压压力在合适的范围内时，可将城市自来水管道与铁路自备井管道直接接通，此时铁路自备井管道压力须略小于城市管道压力。在ＧＰＲＳ远程监测控制系统幵发之前，本方案要实施的条件是现场有２４小时值班人员，且值班人员必须时刻监视两管道压力差，随时调整供水方案，，且不能实现整个供水区域的宏观监视以保证用户水压。所以值班人员配备较多，不利于供水方案的及时优化。上述三种供水方案的调整切换，必须综合考虑所渉及到的供水机械设备运行参数、储配水设备水位、管道压力、阀门控制地点与实施时长等等，而这些信息在以前是无，仅靠各点值班人员的经验法即时汇总传递的、值班处的部分监测设施，利用电话进行沟通实施。在给水ＧＰＲＳ远程监控系统开发运行后，全部实现即时、集中、远程监测 西南交通大学硕士研究生学位论文第４５页、与控制，方案的调整切换有了切实的数据做依据，避免了靠经验靠多方沟通造成的工作失误。本模块还将水处理设备成功纳入监控范围，实现水处理设备的远程监测与控制。本次系统开发中，配套使用了成都齐力水处理公司的ＪＹＫ混凝剂自动投加系统，该设备主要由流线电势传感器（ＳＰＴ１０００）、流线电势检测器（ＳＰＤ１０００）、流量仪（选配）、独度仪（选配）、ＰＬＣ控制器、变频器、触摸屏等组成。４．４管网压力安全监测模块一管网压力是，或个非常重要的参数，如果压力不足管网出现故障而未及时监测到，就会造成旅客列车的延误，所以铁运［１９９９］１０４号《铁路给水管理规程》中，第“”“五章给水运用第七十六条明确指出：在客车上水栓等主要用水单位和压力控制点”一。上要设置测压点，，，每处都能连续测定压力值并每季全面分析次但如果压力过大则威胁到管网的安全。而且，要实现各种供水方案的灵活调度，我们特别将管网压力一监测作为个单独的模块开发，根据应用系统的测压范围、精度要求、工作环境等因素，在传感变送器的选择上，我们选择国内知名厂家北京昆企海岸公司生产的精度高、一－－Ｈ系列精巧型压力液位变送器证这反应灵敏、运行稳定的ＪＹＢＫＯ，保重要运行参数的可靠检测。表４－２ＪＹＢ－ＫＯ－Ｈ系列精巧型压力液位变送器技术指标项目＾ｎＡ？输出形式：４ｉ２０ｍＡ￣供电电源：ＤＣ２４Ｖ（１２Ｖ３２Ｖ）？量程范围：ＯＭＰａ１ＯＯＭＰａ准确度等级：０．２级。＿ｒＣ？介质温度：３（８５Ｃ°°一Ｃ？Ｃ环境温度：２０８５响应时间：＜５０ｍｓ负载能力：＜５００Ｑ＊．％ＦＳ可重复性：±０１＿长期稳定性：±０．１％ＦＳ／ｙ？．？＾非线性：±０２ＦＳ％？热力零点温漂：土０．０２Ｆｓｒｃ过载压力：２倍量程电气连接：小霍斯曼接头或大霍斯曼接头防护等级：１１＾ 西南交通大学硕士研究生学位论文第４６页智能控制器将压力传感器输出的模拟信号被放大调理后经模／数转换模块转换为数字量，上送，智能控制模块可以根据监控中心输出控制信号至监控中心，对管网电动阀等进行控制。４．５基于ＧＰＲＳ的水位信号釆集传输模块ＧＰＲＳ是通用无线分组业务的缩写，它是在原有的基于电路交换方式的全球移动通信系统网络上引入ＧＰＲＳ服务支持节点和网关支持节点。ＧＧＳＮ支持与外部分组交换网的互通，并经由基于ＩＰ的ＧＰＲＳ骨干网和ＳＧＳＮ连通。ＧＰＲＳ终端通过接口从客户系统取得数据，处理后的ＧＰＲＳ分组数据发送到ＧＳＭ基站，分组数据经ＳＧＳＮ封装后，ＳＧＳＮ通过ＧＰＲＳ骨干网与网关支持接点ＧＧＳＮ进行通信我们在应用ＧＰＲＳ通讯时，在软硬件方一，。面采用了冗余技术，实现了通信通道的热备份实现双通道之间的无缝切换进步提高了系统通讯的稳定性。ＧＰＲＳ作为纽带，实时将各种数据进行传递，并且不因为监测点的分散而增加投资成本，比较有线传输、数传电台，可以说相对不受地域限制，并且基本免维护，各采集点，实时性、经济性非常适合。在本课题中使用移动通信公司的ＡＰＮ专用数据卡，同时监控中心对各点ＧＰＲＳ终端编号进行登记，并与釆集点信息进行关联，以便识别和维护处理，采用ＡＰＮ专线接入移动公司ＧＰＲＳ网络，双方互联路由器之间釆用私有固定ＩＰ地址进行广域连接，双方采用防火墙进行隔离，并５３，５４［】－进行ＩＰ地址和端口过滤，如图４６所示。，具备非常高的安全性／＼＼＾ｌ—ＪＬ－－Ｊ水位翻ＥｆＤＴＵｐａ－＃水位监测ＤＴＵＩＰ＿＼ＪＶＪ＼Ｊ４－５图ＧＰＲＳ数据传输方案结构图水位信号采集传输模块与上述模块的运行有所区别一，其为采集点两显示点，即在水槽水塔处采集水位，除了送到监测控制中心外，还需要在相对应的给水点值班室一设置显示，。而考虑成本给水点值班处般不设监测网络，无法通过单独的网络服务 西南交通大学硕士研究生学位论文第４７页一。器获取信息，所以我们采取了个特殊的办法，即通过监测控制中心进行数据转发一因此，水位信号采集传输模块的信号传递对象为两个现场设备，为对二设置。这也一一是我们单独作为个模块进行开发的原因。本传输方案的另外个特点是给水监测站点相对独立，可方便接入若干个水位监测点，很简单实现系统扩容，而不改变或影响监测系统的运行稳定。除供监测中心数据分析应用外，并转发到相应的需监视的值班点，实现方便的信息共享，并且成本也相当低廉。 西南交通大学硕士研究生学位论文第４８页第５章铁络供水网络监控系统软件设计与开发一监控组态软件般是位于监控层的专用软件，最大的特点是以灵活多样的组态方式代替了编程方式，提供，它具有良好的用户开发界面了简捷的工程实现方法，通过将其预设置的各种软件模块进行简单的组态，可以很容易地实现和完成监控层的各项功能，使用监控组态软件可以大大缩短铁路供水管网监控系统的开发时间，提高软件开发效率。力控监控组态软件能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，它可以与高可靠的工控计算机和网络系统结合，实现集中管理和监控的目的，同时还可以方便的向控制层和管理层提供软，从、硬件的各种接口而实现与第三方的软、硬件系５５５６［，］统来进行整体的集成，同时采用成熟可靠的软件产品，具有良好的模块化结构和丰富的接口，便于产品和技术的更新换代。［５７］力控监控组态软件基本的程序及组件包括主要的各种组件说明见下：１、工程管理器，包括工程的创建、删除、备份、恢复、选择等功能。２，、开发系统是完成创建工程画面、配置各种系统参数、脚本、动画、启动力控其它程序组件等功能的集成环境。３工程、界面运行系统，运行由幵发系统创建的画面，脚本、动画连接等，从而实现实时监控。４、实时数据库，是力控软件系统的数据处理核心，提供实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等功能。５、Ｉ／Ｏ驱动程序，负责力控与控制设备的通信，将Ｉ／Ｏ设备寄存器中的数据传送到力控的实时数据库，最后界面运行系统会在画面上动态显示。６、网络通信程序，采用ＴＣＰ／ＩＰ通信协议，可利用局域网或互联网实现不同网络节点上力控之间的高效率通信。一一７、远程通讯服务程序，该通信程序支持多种通信方式，可实现对方式的通信，一ＭＯＤＥＭ还可实现对多台计算机的通信、，同时也可以通过电台、移动网络的方式进行通信。８、Ｗｅｂ服务器程序，使远程用户通过标准浏览器能够实时监控现场过程。一９、控制策略生成器，是面向控制的新代软逻辑自动化控制软件，采用图形化编、、，程方式，内置丰富的控制算法，例如常规ＰＩＤ、比值控制开关控制斜坡控制等并提供开放的算法接口。本文利用力控Ｆｏｒｃｅｃｏｎｔｒｏｌ６．１开发了铁路供水管网监控的软件系统，将相对独立分布的水源、储配水、加压泵、管道各环节的远程集控信息和安全防范系统信息，实 西南交通大学硕士研究生学位论文第４９页时上传到管理层，采集到的数据经过处理显示在计算机屏幕上，这样可以直观地了解到供水管网的运行状况、压力、水位、电机频，同时，控制中心通过对采集到的电流率等测量值进行分析、计算后进行人为的进行启停水菜、＿门的操作，远程实现电动阀的控制。５．１软件系统结构及主要功能―？用户分级￣［——＜？操作安全－？遥控操作Ｉ—－―Ｌ‘？密码安全￣｜｜－＾１号「？监＿控点故障数据分析觀量存储—１管道切除——？数据存储？开关量存储故障确认‘‘Ｎ）号＿■？监一故障信息控点‘―？数据查询＜状态判断可扩展图５－１监测软件结构图 西南交通大学硕士研究生学位论文第５０页根据铁路供水管网的特点，利用力控Ｆｏｒｃｅｃｏｎｔｒｏｌ６．１组态软件设计了铁路供水管网的上位机监控系统，并实时显示各个监控点的压力、流量、累加流量、设备工况等参数，并将其存储在数据库中，当监测到的某个参数发生异常时，如超过设定的限值时，监控屏幕上可以自动显示故障设备编号、设备名称、故障描述，回复正常后，报警产生时间、报警消除时间等信息，也可以使用曲线、表格等更加简洁的方式显示，调度人员可方便地利用各种统计报表、趋势曲线等对铁路供水管网进行分析，监控软４－７所示件结构图如图。５．２上位机软件设计与实现１．主控界面主控界面主要是提供用户观察的窗口，应该满足简洁美观，、使用方便的要求它使用菜单和按钮作为用户操作的接口，该界面可以实时显示管网压力、阀门开关状态，超过压力限位后界面可以以指示灯和声音等多种方式，发出报警提示信息，另外还可以发出停粟、启粟、停阀、启阀等操作指令，发出招测指令，获取各站的状态参数，主控界面的设计如图图５－２和图５－３所示。太原站客车给水检压力监控系统？、二道：：，、、‘ｆ＃ｔｉｆｏｉｆＩ秦辟＾ＮｆＳＵｆ着！．．ｊＩ－＂ｆ气．Ｊ－姑？？Ａ＇ｍ－＞、）？狄＾ｉ１Ｉｉ．、＇招ａＳ招匆成：ｉｓ￥０ｍＨ＿美１３廳：％ｉ‘‘场的的状志丨电动两的找：６．、：＿■＿＿謹霸：＾；人；：：：：土沒‘＾？、．＾’Ｍ、》＞４‘、Ｐ‘、“ａｓｗ‘■Ｉｊａ＾、ｊｉｓ‘‘＿她力再龙”＇ｓｆ■励碰：；＼Ｉｆ压力聊Ｊ；、、＾１＃座：＆雄：＂：；：．々＂、）－？？ｗ：：ｗＭＥＥ力现ｊｆ力Ｃ？？：力ｆｉ？》：」：－图５２水源监控主界面 西南交通大学硕士研究生学位论文第５１页太原站客车给水检压力监控系统ｉｉｉｉｇｉｉｌｉｆａ＾＾Ｂ…＂多气？＞－４，？？－１－ｉ＊广－－－”ｉＶ？／ｎ／＊．ｌ＞－Ｋｉｌ；ｕ，｜＜：，，！？■＊＇＊ｆ＂》诚＿，》＊？＃ｗｒａｊｒＭ■？＊＿＊狀？ａｘ？ｍｒ＾ｓｆ＾＾通＿ｆＪ＃＾ｍ？ｓ讀；？｜■ａ二ｉ－、■＊ｆｔ■？？Ａ＿．，？？邊＊？？Ｏ＊ＰＶ／，＜２ｆｔｉ４Ｍ，’》逆》／＞ｉＩ‘＇‘，？！＇！ｉｉ招Ｊａ‘招斯．．ｉｓｍｓｘＨ招ｉ，＾ｆ；＾，Ｊ，＇厂＇‘‘Ｉ「：￣ＷＴ＾＾－秋态ｊｂ￥ｒ七约劾免场押的我杰．Ｉｎ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿‘．＇＂．：：？■＂■＇、‘＇ｌ？ｆｉ３‘－ｎ：ｉ４）ｔ－－：！ｗＫ．．＾ＥＤｊ。：ｌｉ：ｆ＾＾＜＇ｉ＾ｉ，＾Ｍｉｉｖｉ（Ｊ＿；？ｉ辦ｔｔｐａｒｒｔ，令ｔｒＳＨ；ｉｊ？ｉ：．；，＇＇＇？＇＇．＞、Ｍ？ａ力■ＯｕＲ力＊？？ｏ＊ａＪ．；ＨＷ．－ｉ力ＥＳＷ＞、？力ｓｓｗ４；．）ｗｆ力ａｒａｗ．，ＯＩ＇Ｋ＾ＪＥＳＳ＊ｍ．」）．ｔ：？＂ｆｌ＇＂八ｏｉｉｊａ＊、ｉ．ａＬｊ＆？＾」》ａ力明：。ｗｆ力ｗｅ？ｆｆｔ＆ｍｏ：靈＇＾■？－＞Ｍ《ａ力ａ＊ｏ）ｉ？ｆｔＡＢＪｉ？ｉｔ／ｉｉｕＫ，ｒ．！、）＿ｏ＾ｊｖ‘力ｃｃ？－？ｏ．？？ｆｉＫ：＞？．ＭＳ力。”Ｒ；ｉＣｆｉ？ｏ：ｉ？ｔｊ？ｏ；，，力ｔｆｉ＊；／，一＇‘■Ｋ－？？？■■３ｔｆＳＪｊ，ａ２＾ｌ＇．■Ｍ？：、．Ｍｐ？？Ｒ力Ｗ：：？ｐ；ｔｊｐ；２＊ｉ？．：，｜：ｉ＜Ｋ力Ｉ：２ｔＳ／ｊ＜〉：］，ｊ？？？■■－－－。：：，？￡；ｉ？ｊ；：ｅ＞２？ａ力ａｓＫ；／；力６細二｝ｉ力ａｓｗ力ｓａｗ：：：．＿？■，＾？＂．，：：：？：，：：Ｖ＾ｊｌ力现Ｓ＾ｔｉｊＷｅ．？？：，？？．他力？Ｋ：；：；１ｒ：Ｇ：Ｃ：．？＼１＿＇？？：》ａ－ａ＾Ｊ：ｌ、？＾＾ｖＩＯａＵｌＯＢ：？）？ｌＷ！：；３？，？６？；＾ｖ；；，；一《ｉ？脳《；，０２？ｆｉＡｉａｓ？０？ａ＾ｊ棚ｆｉ細ｗｔｊｊ５－图３上水栓监控主界面２．趋势曲线界面－４趋势曲线界面如图５所示，曲线形式显示采集到的各个上水检的压力数据，采用小波降噪的方法，有效地去除了压力信号中的噪声，趋势曲线以时间为横坐标，根据需要可以对时间坐标的范围进行调整，并且可以显示多条曲线进行对比。■－—―’－？厂丨ｒ：：太原站给水所压力监控系统趋势曲线．一：「：■｜了；Ｔ］不丨二二一————丄，…‘“？ＶｗｉｉＢ丄Ｈ广ｒｇ２系；：Ｍ、、Ｉｆ疆ＴＳ｜｜图５－４趋势曲线３．报表管理界面报表管理界面如图５－５所示，报表分为模拟量报表和开关量报表，可以显示出采集数据的当前值及其历史数据，进行数据对比，并且可以统计出均值、最大最小值等 西南交通大学硕士研究生学位论文第５２页数据，可以打印输出图表结构和数据分析结果。打印设置提供以下功能：报表设置、报表预览和报表打印。、、：：：：．ｖｃ：，＿＿ＭＢ＿＿：：爾Ｍ，：：＾＇■。：？：－《－丨；．；占於；；＾１．７；？：：表管Ｖ’－－－－１＾－：卜ａｉＦａｇ－ｇ￣３２ｓ：？５＂ｉｓｉｓｅｉｐ■”卜通进？开＾：＾ｉａｇｔＣＴ关状Ｒｊｉｗｆ自幼ｊＢｔＷｊｆｙＭｓａｗ夫ｆｔ芝）Ｓｉｔｗｆｔ目动状和Ｋｇｗｆｔｓ）Ｒａｗ夫状（ａｊｉｗａ自动於ｅｔｉｆｙ；＿＾，２２０ｉｙ０９２２ＯＯＯＯＵＯ０．０００．００Ｃ．ＯＣ５．００Ｑ．ＯＯ０．９０Ｃ．００Ｃ／．．匚２－－—－－一孤。－—。－—■＾１、，ＷＴ＝＇＞§￣．．—？？？ｆｆｔｉｒｆｔ？．ｉｆ＞ｆ／ｐｐ＾ｆｐ＿ｉｆｉ．ＨＺ＾＾ＥＨ＾．：．：：－图５５报表管理界面４．历史记录管理界面历史记录管理界面如图５－６所示，该模块提供按日期或站点对记录数据的查询功能，并提供查询结果导出功能，任何记录操作都不改变记录数据。ＶｍｍｓＭｍｓ＾ｍｍｍＷ＾ｍ历史事件记录―．…：：，—＾．—二：郎ｓ．ｍｍ＿＿ｅ？．Ｌｌ．２２－０１２／０５／１６０８：５１：３７．２３招ｌ￡；ｌ：ｔ：Ｓ给水ＩｂｆｅｆｅｌＲ｝ｇＳ２：：－＇ＰＪ０１２／０５／Ｉ５０８５５３２．ｌ２ＪＥｌＳｉ？？方水＿ｊ＇，＿Ｊ＿“？■２ｉ．Ｃ１２０５／１５０８：５５：３２．东山木ＳｉＲ中曲太ｉ？Ｕ＾ｔｔ．．＿＂，ｉ．＿．＿．＿／：ｚｉ：２Ｃ】２／０５１５０６：５５：３２．中木ａ讯—／ＥｉＳ中新太庚绝水＂ｆｉ２０２／－０５／５０８：５７：２６２３ＪＥＪＥｔ）ｆｔｅｉＰＩＣ欠）５法水￣１ＩＳ．Ｓ＂“７：：ｊｉ中、２０１２／０Ｖ１５Ｍ１２Ｃ３．卜２ＪＲＬｉ取？尤取水＾－８：２０１２／ＤＶ１５０９：１２：Ｃ３．东山本潘ａ讯中断大Ｓ给水＊中水？通讯水．９２０２０５／５Ｗ：：２：Ｃ３１／１．四中Ｗ尤艇，Ｉ：：ｄ２０１２／０５／２６０９２８２９．卜２？ｊｉｊｉ讯中？尤用》木Ｚ］１１ｉ２０１２０５／１５Ｃ９：？Ｓ：２９东山水通讯中？尤？拾水／‘＊１２２０１￡＾０５１５０９：：＾８：２９．中１１／四木？通讯！？太Ｒｉｆｅ水＇“１３Ｖ０９：：５５２０１２／Ｏｉ５４４ｔ：ｆｔ法外＇‘ｉ？：２０！２／０５１５０９：４４：５５．东山木ｉＵａ讯中！ｆｉ太卞，／Ｓ－２０２Ｑ５５０９ｊ：４：５５．申木Ｊ；ｉ１／／５４Ｅｉｆｉ讯中断挣＾Ｔ水＂＿ｌ６２０３２／０５／１５１ＣＩ：０１：２丨．卜＃：ＳＳｒ才＂“１７２０１２０５／１５１１：０１：２１．东山木ｉＳａ讯中Ｓｉ卞＜＂／１８：２０１２／０５１５１０：０１：２１．ｉ．／四中水ｉＳｉ讯中断太赂水“、１９／５：７：７ｉ中抽２０１２ＤＶ１丨０１４．卜；ｙＲｉｉ讯；ｔ；库■法水广．Ｉ２山ｆｉ？Ｐｆ０；７ｎｉ？／ｎ５／ｉ５１０：１７：４１．Ｓ水ｉａａＷ；：Ｊ￥法水２ｌ１２０１２０５／１５１０：１７：４７．四中ｉｆｉｊｆｉｉｌ中ｆｉｉｔ？＆水／＇２２０－＾１２／０５１６１０：２９：２４４６Ｊ：／解ｊ￡ｇ方切ｆｔＳｔｆｅ＊？绝水＿’；＇‘五－．＂ｉ．？２０ＶＭ１０：１５：０７．９１呢ＳＳＷＢＩｇ太雜木ｈＶＨ－／Ｉ＇，－ｔ‘４０ｌ？／０５／Ｍｉ０：１６：１２７８Ｅ？科好相；：原．■ＪｊＥ，－２５？０１２／０５／１＜１０：１５：１８．５６ＪＢｊｉ１Ｓ？ｔＳＳＣＭ木“’？、ｅｏ＇－ｉ－．ｊ，■－ｉＳｉＫｊＳａｃｂＭ：Ｉｍ１ｒｃｎ－？＂＂＇＇－Ｌｉ：／■．：；ｉ．■？．．．■．．ＩＺ■，ｒ：．５－图６历史事件记录界面 西南交通大学硕士研究生学位论文第５３页５．用户管理界面用户管理界面如图５－７所示，用户共有四个操作级别，即操作工级、班长级、工程师级和系统管理员级，系统管理员级别最高，，在四个操作级别中操作工级别最低可进行相关的用户创建，并为不同的用户分配密码。．■＇．■逢燃：、二二翻纖Ｘｌ■＞■‘ｙ／／，—ｆ＇？“Ｓ？广／，樣－‘‘：－．伊，Ｉ＿隣Ｉ』＆：：Ｉ．＇、．－．＝：厂：十：：±ＴＶｒｒ，？’．，躺＾了．‘：／＇—．“－＇＂７％Ｗｉ．．、？１．．＊．Ｉｒｊ．？：．？ｊｒ＾■．＇：：２．Ｆ－Ｊｒ界面：＾：Ｖ？Ｉ、二＝■‘广■學＾图５－７用户管理界面 西南交通大学硕士研究生学位论文第５４页结论本文分析了铁路供水网络的基本特点和铁路供水网络远程监控系统的发展状况，利用ＥＰＡＮＥＴ软件进行了车站供水管网的水力分析模型，幵发了铁路供水管网压力在，该系统由传感器，可线监测的硬件系统、监测控制终端、后台监控中心组成利用基于移动的ＡＰＮ专网，实现监测控制终端与后台监控中心的数据交互功能，设计了基于组态技术的铁路客车上水栓压力在线监测软件系统，该系统不仅可对铁路客车上水栓的压力进行实时监测，还可以在管网出现漏损时，在监控中心报警提示，并迅速关闭：两端的电动阀门，切除故障点，本论文得出的结论有以下几点（１）介绍了管网水力模型计算机模拟软件ＥＰＡＮＥＴ的功能与管网分析算法，建立了车站供水管网模型，利用ＥＰＡＮＥＴ软件进行了仿真计算，可以为供水管网监控提供指导和借鉴。（２）介绍了小波变换进行信号降噪的特点和方法，利用小波变换的多分辨率分解，和重构技术，对监控系统采集到的管网压力信号进行了降噪处理的仿真实验从而还一－原管网真实的水力状态，提出了种基于ＧＡＳＶＣ方法的供水管网漏损辨识方法，并进行了仿真分析。（３）开发了相对独立的水源安全防范、管网进水运行调度、管网压力安全监测、水位信号传输控制等模块，适应现场多变的供水设备及方案，将相对独立分布的水源、储配水，、加压栗、管道各环节的远程集控信息和安全防范系统信息实时上传到管理层。，作为管理层决策、调度、考核使用依据（４）采用ＧＰＲＳ无线网络传输，同时在软硬件上采用冗余技术，实现通讯传输数据的热备份，极大的增强了系统传输的稳定性，避免了有线传输的初期投入成本及后续维护成本，同时克服雷电、外界机械力损伤操作控制回路的问题。（５）开发了基于力控组态软件的在线监控系统，可以监测供水管网的压力值、阀，状态，能够直观地了解到供水管网的运行状况、其它开关状态、通讯状态等参可以，，远程控对釆集到的数据进行各种运算处理，自动生成各种报表和曲线自定义报警制等功能。一针对本论文存在的不足，作者建议在以下方面进行进步的工作和研究：一（１）给水管网建模是个复杂的系统工程，实践中有很多影响因素，所建立的管网模型可结合监控系统运行中获得的流量和压力数据校正和完善，从而实现管网压力的预警与故障判别。一（２）监控系统还需要做进步的改善，在实现所有功能的基础上，简化操作过程，一采用性能更加好的工业控制服务器，进步提高数据处理的运算速度。 西南交通大学硕士研究生学位论文第５５页致谢、本论文是在导师程学庆副教授的悉心指导和关怀下完成的，论文的选题研究和撰写都倾注了导师的心血和汗水。导师严谨的治学态度、渊博的专业知识和忘我的工作作风是我学习的榜样。导师不仅教会我相关理论知识，更教会我研究方法，每次研究遇到困难时，都会给我提出细致而富有启发性的意见和建议，使我能顺利地完成研究工作。值此论文工作顺利完成，谨向恩师表示最诚挚的谢意。感谢交通运输与物流学院的各位领导和老师，他们不辞辛苦往来太原和成都之间为我们进行授课！，使我顺利完成在职硕士的求学之路感谢我所在单位的各级领导，以及为，正是他们在我求学期间给予的关怀和鼓励我营造的各项便利条件！，方使我有可能顺利完成学业感谢张新亮、贺锐、张蕾等同学在求学期间给我的帮助！特别感谢我的父母和家人，是他们的鼓励和生活中的支持为我解决了照顾家庭的后顾之忧！，使得我能够最大限度的利用工作之余的时间顺利完成学业再次向在学习和论文撰写过程中给予我关心、支持和帮助的老师、亲人、朋友和同学们表示最诚挚的谢意！ 西南交通大学硕士研究生学位论文第５６页参考文献［１席社．新建铁路客车上水站点布设规划的原则．北京交通大学学报，２０１２，］０３４－：８８６．－２．铁路供水漏损分析与控制．０８９４０８４１１．［］冯炜河南科技，２０，，［３黄华．主动检漏法在铁路给水行业中的应用．中国铁道学会铁道环境保护委员会］０５－给排水学组２０．２００５年７４年论文集：６９［４］李建华．铁路给水降低水损的实践与探索．铁道劳动安全卫生与环保．２０１０，３７，３－１２８１３１［５岳琳．城市供水管网运行状态研究．天津大学．２００８．］［６］张凤娥，曾念，张敏，周铺．用ＥＰＡＮＥＴ水力模型优化乡镇供水管网．中国给水－排水．２００８０２４３４５．，：［７］刘百仓，林瑶，林佳琪，郑佳，梁丹青，袁国翠．ＥＰＡＮＥＴ在城市多水源供水管－网水力及水质计算中的应用．２０１０８１４１６４１９．给水排水，：［８］曾宪银，孔德骞．基于ＥＰＡＮＥＴ的供水管网工程设计案例分析与探讨．给水排水．２０－１０Ｓ１：４２４４２７．，９魁一［］常，高金良，袁星，吴文燕，基于虚拟现实的城市供水管网仿真系统．华南－理工大学学报：自然科学版．２００８，１２４３４６．（）１０张宏伟，王晨婉，牛志广，贾辉．城市供水管网物理模型构建方法．天津大学学［］－报．２００８０７：８５９８６３．，一１１星．［］舒诗湖，何文杰，赵明，髙金良，袁，赵洪宾供水管网漏失检测技术现状－与进展．给水排水．２００８０６：１１４１１６．，［１２］ＰｕｄａｒＲ，ＬｉｇｇｅｔｔＪ．Ｌｅａｋｓｉｎｐｉｐｅｎｅｔｗｏｒｋｓ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．１９９２，－１１８（７）；１０３１１０４６．［１３］Ｐｕｕｓｔ，Ｒ．，Ｋａｐｅｌａｎ，Ｚ．，Ｓａｖｉｃ，Ｄ．，ａｎｄＫｏｐｐｅｌ，Ｔ．ＰｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃＬｅａｋＤｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎｉｅｅｗｏｒｋｓＵｓｅ－ｏｒｉｍｅｒｓｔｔｏｎＳｓｔｓＰｐＮｔｉｎｇｔｈＳＣＥＭＵＡＡｌｇｔｈ．ＷａｔＤｉｒｉｂｕｉｙｅｍ－ＡｎａｌｙｓｉｓＳｙｍｏｓｉｕｍ．２００６：１１２．ｐ［１４］ＷｕＺＹ，ＷａｌｓｋｉＴ，ＭａｎｋｏｗｓｋｉＲ，ｅｔａｌ．Ｃａｌｉｂｒａｔｉｎｇｗａｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍｏｄｅｌｖｉａｇｅｎｅｔｉｃａｌｏｒｉｔｈｍｓ．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｓＡＷＷＡＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＭａｎａｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｇｇｇｙＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ－．２００２：１１０．ＷｕＺＹＳ－１５ｉｍＡＲ．Ｃｏｍｔｎｔｅｎｅｔｉｃｌｔｉｔｉｍｉｚｔｉｗｔ，ｓｏｎｅｅｇｅｖｏｕｏｎａｒｏａｏｎｏｆａｅｒ［］ｐｐｙｐｄｍｓ－ｉｒｉｂｕｉｓｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｕｉｎｉｎＣｉｖｉｌｉｎｅｉｎ００８９１０ｓｔｔｏｎｙｓｔｅ．ＪｐｔｇＥｎｅｒ．２１，１５２）：１．ｇｇ（－１６ＷｕＺＹＳａｌｉｉｉｌｉｍｉｚｉｂａｄ［］，ｇｅＰ．Ｗａｔｅｒｏｓｓｄｅｔｅｃｔｏｎｖａｇｅｎｅｔｃａｇｏｒｉｔｈｍｏｐｔａｔｏｎｓｅｍｏｄｅｌｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ．ＡＳＣＥ８ｔｈＡｎｎｕａｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＷａｔｅｒＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＳｓｔｅｓｎａｌｓｓｎｃ－ｉｎｎａｉｍＡｉ．ＣｉｔＯｈｉｏ２００６：２７３０．ｙｙ，， 西南交通大学硕士研究生学位论文第５７页．１７郑轶，蔡体健．基于组态软件的列车上水监控系统设计微计算机信息．２００８，［］２４２８－：１７２１７４．（）１８样波．基于组态王及多串口通讯的铁路供水监控系统．．［］韩微计算机信息２００７－１９：５２５３．（）１９．上海铁路局南京地区给水集中监控系统设计．．２００５［］钟建辉铁道标准设计．０８９２－９７．：－２０丁道祥．．．２００８：３５．［］铁路给水集中监控系统的设计与实现铁路计算机应用，０２３３２１ＯｒｍｓｂｅｅＬＥ．Ｔｈｅｈｉｓｔｏｒｏｆｗａｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋａｎａｌｓｉｓ：ｔｈｅｃｏｍｕｔｅｒａｅ．［］ｙｙｐｇ８ｔｈＡｎｎｕａｌＷａｔｅｒＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓＡｎａｌｙｓｉｓＳｙｍｐｏｓｉｕｍ．Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，Ｏｈｉｏ，ＵＳＡ－，２００６２７３０．：２２鲁旭．给水管网动态水力建模数据分析与管理．同济大学．２００６．［］２３一阳春．管网水力模型系统实施效果评价研究以汕头市自来水总公司为例．汕［］杨头大学．２０１２．［２４］ＳｃｈｕｌｔｅＡＭ，ＭａｌｍＡＰ．ＩｎｔｅｇｒａｔｉｎｇｈｙｄｒａｕｌｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＳＣＡＤＡｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒｓ－ｙｓｔｅｍｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌ．ＪｏｕｒｎａｌＡｍｅｒｉｃａｎＷａｔｅｒＷｏｒｋｓＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ．１９９３，８５－７：６２６６，（）２５ＬｅｗｉｓＡ．Ｒｏｓｓｍａｎ．ＥＰＡＮＥＴ２ＵＳＥＲＳＭＡＮＵＡＬ．ＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ［］ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＡｇｅｎｃｙ．２０００．２６张挺．城市供水管网漏损定位计算方法的研究．天津大学．２００９．［］－２７．工业给水系统可靠性分析与设计研究．中国矿业大学学报，１９９９０６：３０３４．［］黄炜，２８赵洪宾．．３．［，严照世给水管网系统理论与分析中国建筑工业出版社，２００年］［２９］黄国涛．长距离输水管道事故分析及其关键技术研究．合肥工业大学，２００９．３０ＩｓａａｃｓＬＴ，ＭｉｌｌｓＫＧＬｉｎｅａｒｔｈｅｏｒｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｉｅｎｅｔｗｏｒｋａｎａｌｓｉｓ．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ［］ｙｐｐｙｈｅ－ｔｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｄｉｖｉｓｉｏｎ．１９８０，１０６（７）：１１９１１２０１．［３１］ＢａｓｈａＨＡ，ＫａｓｓａｂＢＧＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｗａｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｕｓｉｎｇａｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｍｅｏｄ－Ａｉｅｄｍａｈｅｍａｉｃａｌ：ｔｈ．ｐｐｌｔｔｍｏｄｅｌｉｎｇ．１９９６，２０４２９０２９７．（）３２ＴｏｄｉｎｉＥ，ＰｉｌａｔｉＳ．Ａｒａｄｉｅｎｔａｌｏｒｉｔｈｍｆｏｒｔｉｉｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｅｎｅｔｗｏｒｋｓ，Ｃｏｍｕｔｅｒ［］ｇｇｐｐｐａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙ：ｖｏｌ．１ｓｙｓｔｅｍｓａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．ＲｅｓｅａｒｃｈＳｔｕｄｉｅｓＰｒｅｓｓ－Ｌｔｄ．．１９８８１２０．：３３ＴｏｄｉｎｉＥ．Ｌｏｏｅｄｗａｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓｄｅｓｉｎｕｓｉｎａｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅｉｎｄｅｘｂａｓｅｄ［］ｐｇｇｈｅｕｒｉｓ－ｔｉｃａｐｐｒｏａｃｈ．Ｕｒｂａｎｗａｔｅｒ．２０００．２（２）：１１５１２２．［３４］ＳｔｒｏｍｂｅｒｇＪＯ．ＡｍｏｄｉｆｉｅｄＦｒａｎｋｌｉｎｓｙｓｔｅｍａｎｄｈｉｇｈｅｒｏｒｄｅｒｓｐｌｉｎｅｓｙｓｔｅｍｓｏｎＲｎａｓｕｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌｂａｓｅｓｆｏｒＨａｒｄｙｓａｃｅｓ．ＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＰａｅｒｉｎＷａｖｅｌｅｔＴｈｅｏｒ．２００６：ｐｐｙ－１９７２１５．＾３５ＭａｌｌａｔＳＧ．ＭｕｌｔｉｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎａｒｏｘｉｍａｔｉｏｎｓａｎｄｗａｖｅｌｅｔｏｒｔｈｏｎｏｒｍａｌｂａｓｅｓｏｆＬ（Ｒ）．［］ｐｐｎ－ｒａｎｓａｃｉｓｆｈｉＭａｈｅｍａｔｉｃａｌＳｏｃｉｅ８９３１５１：ＴｔｏｎｏｔｅＡｍｅｒｃａｔｔｙ．１９，（６９８７．） 西南交通大学硕士研究生学位论文第５８页［３６］ＺｈａｎｇＨ，ＢｌａｃｋｂｕｒｎＴＲ，ＰｈｕｎｇＢＴ，ｅｔａｌ．Ａｎｏｖｅｌｗａｖｅｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒ－ｔ－ｔｔｏｎｌｉｎｅｐａｒｉａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｓ．１．ＷＴｄｅｎｏｉｓｉｎａｌｇｏｒｉｈｍ．，ＩＥＥＥｇ－ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＩｎｓｕｌａｔｉｏｎ．２００７１４１：３１４．，（）３７胡伟明．基于小波和时间序列分析的高速铁路沉降预测方法研究，．［］西南交通大学２０１１．［３８］程学庆．ＬａｂＶＩＥＷ图形化编程与实例应用．中国铁道出版社，２００５．［３９］程学庆，谢志萍，高品贤，邵军．ＬａｂＶＩＥＷ环境下小波变换的实现与应用．中国测试－．２００５０２技术：６２６４＋９０．，４０程学庆，田芳铭，ｍｍ，王听．基于ＶＩＳＳＩＭ的交通事件检测仿真及数据处理．武［］－汉理工大学学报．２０，：．交通科学与工程版）１２０１６９７３（４１杨建国．小波分析及其工程应用．北京，２：机械工业出版社００５［］４２刘洪波．，张宏伟基于小波分解的城市供水管网短期水量负荷预测．中国给水排［］２００６１－水，７：６０６３．，４１２３张臣国．小波分析在信号降噪中的应用研究．电子科技大学．２０．［］４４．现代信号处理教程．，２００４．［］胡广书清华大学出版社４５罗益荣．基于多层小波分析的图像融合技术研究［］．计算机应用与软件．２０１２，２－１１１１：０８２．４６．李智强．基于小波的动车组数据预处理及分析研究．西南交通大学．２０１１［］４７朱华．小波分析及其在信号降噪中的应用研究．武汉理工大学．２００７．［］４８孙泉．基于城市供水ＳＣＡＤＡ系统的管网泄漏检测及其定位研究．湖南大学．２００８．［］４９吴義．［］．改进的小波降噪算法及其在故障诊断中的应用．武汉科技大学．２０１１－５０ＤｏｎｏｈｏＤＬＤｅｎｏｉｓｉｎｂｓｏｆｔ－ｔｒｅｓｈｏｌｄｉｎｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｏｒＥ［．ｈ．ＩＴｈ，ＩＥＥ］ｇｙｇｙ－Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎ５１．．１９９，４１３：６３６２７（）５１ＤｏｎｏｈｏＤＬＪｏｈｎｓｔｏｎｅＩＭ．Ａｄａｔｉｎｔｏｕｎｋｎｏｗｎｓｍｏｏｔｈｎｅｓｓｖｉａｗａｖｅｌｅｔ［］，ｐｇ－ｓｈｒ．Ｊｔｔｔｔ１４３２１２００１ｉｎｋａｇｅｏｕｒｎａｌｏｆｈｅａｍｅｒｉｃａｎｓａｔｉｓｉｃａｌａｓｓｏｃｉａｉｏｎ．９９５，９０：２２４．（）５２费双波．小波去噪算法研究及小波硬件实现．北京交通大学２００６．［．］５３王红．微机控制采煤机测试系统研究．安徽理工大学．２００６．［］５４王建功．基于ＧＰＲＳ铁路ｌＯｋＶ电力贯通自闭线远程控制及故障处理系统，［］（）一－第届电器装备及其智能化学术会议论文集．２００７：５５７５６４．５５焦欢欢．ＧＰＲＳ与ＷＥＢ技术在福射环境监测系统中的应用研究．成都理工大学．［］２０１０．［５６］叶幕．基于力控组态软件的压力机监控系统．广西大学，２００８．５７．北京三维力控科技有限公司．ＦｏｒｃｅＣｏｎｔｒｏｌＶ７．０２，２０１［］快速入门［５８］卓严报．基于支持向量机的城市给水管网故障诊断研究［Ｄ］．重庆大学，２０１３．'