一、前言：大型壓力輸水管道爆管事故會(huì)極大影響城市供水，據(jù)中國(guó)水協(xié)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)600多個(gè)城市供水管網(wǎng)平均漏損率達(dá)到了15%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國(guó)外7%的漏損率。我國(guó)大型壓力輸水管道停水檢修時(shí)間間隔長(zhǎng)（通常每年一次），檢修時(shí)間短，通過檢修的方法杜絕爆管并不可行。建立大型壓力輸水管道水錘爆管及漏損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)勢(shì)在必得，以保障我國(guó)大中城市供水安全，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。

二、輸水管道爆管原因：水錘（水擊），氣阻、管材、年限、基建、壓力、地質(zhì)、連接、填充物等等。大致分為兩類，第一類：突發(fā)性爆管，由于水錘效應(yīng)壓力過高導(dǎo)致，挖機(jī)施工等。第二類：漸進(jìn)性爆管，多種原因?qū)е戮植柯p或多處局部漏損，從而形成爆管。

三、大型壓力輸水管道水錘爆管及漏損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)分析

1、管道外壁泄漏連續(xù)性監(jiān)測(cè)技術(shù)

（1）分布式光纖聲波振動(dòng)傳感技術(shù)

在大型壓力供水管道外壁鋪設(shè)傳感光纜，傳感光纜相當(dāng)于傳感器，利用偵聽壓力供水管道泄漏點(diǎn)發(fā)出的呼嘯聲以及管壁振動(dòng)這種實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)方法，不受管道埋深地理高程影響，定位精度高。如果是PCCP管道測(cè)斷絲的話一定要把傳感光纜鋪設(shè)在管道里面，效果geng佳。

（2）分布式光纖測(cè)溫技術(shù)

該技術(shù)主要監(jiān)測(cè)大型壓力供水管道外壁溫度場(chǎng)的溫度變化，可實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)方法，不受管道埋深地理高程影響，定位精度高。

2、管道內(nèi)壁泄漏連續(xù)性監(jiān)測(cè)技術(shù)

監(jiān)測(cè)大型壓力供水管道泄漏時(shí)的壓力、流量變化以及偵聽泄漏點(diǎn)的聲波，該技術(shù)在確定排氣閥位置上安裝一體式傳感器，必須包括高頻壓力計(jì)和水聽器，同時(shí)傳感器接觸到管道內(nèi)的水。安裝傳感器位置間距的設(shè)置原則：800-1200米，現(xiàn)場(chǎng)條件在此間距范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整位置。

為保證管道正常安全運(yùn)行，本系統(tǒng)中傳感器安裝在專屬結(jié)構(gòu)件中，結(jié)構(gòu)件加裝在排氣閥上，結(jié)構(gòu)件中水與主管道內(nèi)水相通即可，無需將傳感器放入主管道內(nèi)。

傳感器通過現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集通信裝置RTU，3G/4G無線方式，將采集到數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸{(diào)度控制中心分析平臺(tái)對(duì)管道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。

四、大型壓力輸水管道水錘爆管及漏損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)技術(shù)分析

（1）、功能技術(shù)分析

1、識(shí)別和展示管線壓力瞬變水錘事件（水泵開停、閥門開閉、施工、沖洗、排氣故障等），在線記錄顯示水錘壓力變化曲線，實(shí)現(xiàn)報(bào)警，并確定壓力瞬變?cè)春投ㄎ唬?/p>

2、傳感器沿主管道800-1200米安裝間距，能夠?qū)崿F(xiàn)微小漏損監(jiān)測(cè)和報(bào)警，爆管大漏損事件監(jiān)測(cè)和報(bào)警。通過時(shí)鐘同步技術(shù)確定漏失位置，精度≤50米；

3、壓力瞬變（水錘）分析，結(jié)合供水帶壓管道（GIS）材質(zhì)、管齡、管徑等等參數(shù)，基于現(xiàn)場(chǎng)存在的壓力瞬變強(qiáng)度和數(shù)量，評(píng)估管道的爆管風(fēng)險(xiǎn)，并展示危險(xiǎn)管線的區(qū)域；

4、管線異常事件管理，完整、準(zhǔn)確掌握輸水系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，通過高頻壓力和聲納數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排氣閥工作狀態(tài)；

5、系統(tǒng)能夠快速判斷給水系統(tǒng)問題，提高管線運(yùn)行的可靠性、安全性，基于供水壓力實(shí)現(xiàn)供水調(diào)度，并及時(shí)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行異常，提高調(diào)度管理的效率和水平。

（2）系統(tǒng)技術(shù)分析

狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器用于存儲(chǔ)和管理從各數(shù)據(jù)采集設(shè)備傳送過來的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)、歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)及各特征數(shù)據(jù)，并應(yīng)能根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析和診斷。

狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器應(yīng)可以接收其他數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，具有良好的擴(kuò)展性和兼容性。狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器應(yīng)可供現(xiàn)場(chǎng)工程師進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)設(shè)置和監(jiān)測(cè)分析工作。服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)軟件采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，以滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（MongoDB）中的查詢處理管理的需求，并分成系統(tǒng)分析和發(fā)布層。

系統(tǒng)分析和發(fā)布層的作用是將采集到的數(shù)據(jù)結(jié)合用戶管道和設(shè)備數(shù)據(jù)（或GIS系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)）進(jìn)行計(jì)算和分析并在地圖上進(jìn)行展示。同時(shí)，將報(bào)警信息或壓力瞬變分析結(jié)果封裝成WebService接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的交互。