一种地下管道渗漏监测方法和系统与流程

本发明涉及地下管道，具体涉及一种地下管道渗漏监测方法和系统。

背景技术：

1、城市地下管网作为保障供水、排水及能源输送的基础设施，其运行状态直接关系到城市运行安全与资源利用效率。管道长期埋设于地下，渗漏问题时有发生，若未能及时发现和处置，不仅造成资源浪费，还可能引发路面塌陷等次生灾害。为提升渗漏发现的时效性和准确性，在管网关键管段部署传感器进行在线监测已成为行业重要技术手段。然而，传统地下管道渗漏监测方法在传感器设置环节主要依赖人工经验和统一化布设方式，缺乏针对具体管段特征的差异化优化。这种传统方法存在明显的局限性。首先，地下管网覆盖范围广、管段数量众多，不同管段的管材、埋深、周边条件差异显著，单一或经验性的传感器设置方案难以在全管网范围内达到理想的监测效果。其次，传统方法往往对全部管段逐一布设正式传感器进行核验，既未能有效利用管段间的相似性关系，也无法充分借助小范围核验结果指导其余管段的设置，导致设置方案的确定过程耗时耗力、经济性不足。此外，现有的传感器设置多采用固定点位或简单规则确定方式，缺乏对检测点之间关联特性的深入分析，难以从核验管段获得的检测数据中提炼出可迁移、可推广的设置规律。这不仅限制了渗漏监测覆盖率与灵敏度的进一步提升，还导致了传感器资源的浪费和监测部署效率的低下，无法满足现代城市地下管网精细化、智能化运维管理的需求。

2、因此，如何高效精准确定地下管网渗漏监测管段的传感器设置方案是当前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是如何高效精准确定地下管网渗漏监测管段的传感器设置方案。

2、根据第一方面，本发明提供一种地下管道渗漏监测方法，包括：获取地下管网信息、初始渗漏监测信息；基于所述地下管网信息、所述初始渗漏监测信息确定多个候选渗漏监测管段、每个候选渗漏监测管段信息；基于所述每个候选渗漏监测管段信息确定多个代表核验管段信息和多个延展监测管段信息；基于每个代表核验管段信息确定多个候选设置位置信息；基于所述多个候选设置位置信息生成多套前探传感器设置方案；基于所述多套前探传感器设置方案确定代表核验管段的传感器设置方案、延展监测管段的传感器设置方案；基于所述代表核验管段的传感器设置方案、所述延展监测管段的传感器设置方案进行地下管道渗漏监测。

3、在一种可能的实现方式中，所述基于所述每个候选渗漏监测管段信息确定多个代表核验管段信息和多个延展监测管段信息包括：基于每个候选渗漏监测管段的信息使用聚类算法进行聚类得到多个候选渗漏监测管段组；基于所述多个候选渗漏监测管段组确定每个候选渗漏监测管段组的初始代表核验管段信息、每个初始代表核验管段对应的多个延展监测管段信息；基于所述多个候选渗漏监测管段组、所述每个候选渗漏监测管段组的初始代表核验管段信息、所述每个初始代表核验管段对应的多个延展监测管段信息确定多个代表核验管段信息和多个延展监测管段信息。

4、在一种可能的实现方式中，所述基于所述多套前探传感器设置方案确定代表核验管段的传感器设置方案、延展监测管段的传感器设置方案包括：控制机器人将每套前探传感器设置方案分别布置于多个代表核验管段，并获取每套前探传感器设置方案的传感器数据；基于所述每套前探传感器设置方案的传感器数据确定多个关键检测点信息、多个辅助检测点信息；基于所述多个关键检测点信息、所述多个辅助检测点信息确定代表核验管段的传感器设置方案；基于所述多个关键检测点信息、多个辅助检测点信息、所述代表核验管段的传感器设置方案确定每个延展监测管段的多个候选正式传感器布设信息；基于所述每个延展监测管段的多个候选正式传感器布设信息确定延展监测管段的传感器设置方案。

5、在一种可能的实现方式中，所述基于所述多个关键检测点信息、所述多个辅助检测点信息确定代表核验管段的传感器设置方案包括：构建传感器数据图谱，传感器数据图谱包括多个节点和多个节点之间的边，多个节点包括多个关键检测节点、多个辅助检测节点，关键检测节点的节点特征为关键检测点信息，辅助检测节点的节点特征为辅助检测点信息；基于传感器设置分析模型对所述传感器数据图谱进行处理得到代表核验管段的传感器设置方案。

6、根据第二方面，本发明提供一种地下管道渗漏监测系统，包括：获取模块，用于获取地下管网信息、初始渗漏监测信息；候选渗漏监测管段确定模块，用于基于所述地下管网信息、所述初始渗漏监测信息确定多个候选渗漏监测管段、每个候选渗漏监测管段信息；代表核验管段确定模块，用于基于所述每个候选渗漏监测管段信息确定多个代表核验管段信息和多个延展监测管段信息；候选设置位置确定模块，用于基于每个代表核验管段信息确定多个候选设置位置信息；前探传感器设置方案生成模块，用于基于所述多个候选设置位置信息生成多套前探传感器设置方案；传感器设置方案确定模块，用于基于所述多套前探传感器设置方案确定代表核验管段的传感器设置方案、延展监测管段的传感器设置方案；渗漏监测模块，用于基于所述代表核验管段的传感器设置方案、所述延展监测管段的传感器设置方案进行地下管道渗漏监测。

7、在一种可能的实现方式中，所述代表核验管段确定模块还用于：基于每个候选渗漏监测管段的信息使用聚类算法进行聚类得到多个候选渗漏监测管段组；基于所述多个候选渗漏监测管段组确定每个候选渗漏监测管段组的初始代表核验管段信息、每个初始代表核验管段对应的多个延展监测管段信息；基于所述多个候选渗漏监测管段组、所述每个候选渗漏监测管段组的初始代表核验管段信息、所述每个初始代表核验管段对应的多个延展监测管段信息确定多个代表核验管段信息和多个延展监测管段信息。

8、在一种可能的实现方式中，所述传感器设置方案确定模块还用于：控制机器人将每套前探传感器设置方案分别布置于多个代表核验管段，并获取每套前探传感器设置方案的传感器数据；基于所述每套前探传感器设置方案的传感器数据确定多个关键检测点信息、多个辅助检测点信息；基于所述多个关键检测点信息、所述多个辅助检测点信息确定代表核验管段的传感器设置方案；基于所述多个关键检测点信息、多个辅助检测点信息、所述代表核验管段的传感器设置方案确定每个延展监测管段的多个候选正式传感器布设信息；基于所述每个延展监测管段的多个候选正式传感器布设信息确定延展监测管段的传感器设置方案。

9、在一种可能的实现方式中，所述基于所述多个关键检测点信息、所述多个辅助检测点信息确定代表核验管段的传感器设置方案包括：构建传感器数据图谱，传感器数据图谱包括多个节点和多个节点之间的边，多个节点包括多个关键检测节点、多个辅助检测节点，关键检测节点的节点特征为关键检测点信息，辅助检测节点的节点特征为辅助检测点信息；基于传感器设置分析模型对所述传感器数据图谱进行处理得到代表核验管段的传感器设置方案。

10、根据第三方面，本发明的实施例提供了一种电子设备，包括：处理器；存储器；以及计算机程序；其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并配置为由所述处理器执行以实现如前述的方法，所述方法包括：获取地下管网信息、初始渗漏监测信息；基于所述地下管网信息、所述初始渗漏监测信息确定多个候选渗漏监测管段、每个候选渗漏监测管段信息；基于所述每个候选渗漏监测管段信息确定多个代表核验管段信息和多个延展监测管段信息；基于每个代表核验管段信息确定多个候选设置位置信息；基于所述多个候选设置位置信息生成多套前探传感器设置方案；基于所述多套前探传感器设置方案确定代表核验管段的传感器设置方案、延展监测管段的传感器设置方案；基于所述代表核验管段的传感器设置方案、所述延展监测管段的传感器设置方案进行地下管道渗漏监测。

11、根据第四方面，本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述提供的地下管道渗漏监测方法，所述方法包括：获取地下管网信息、初始渗漏监测信息；基于所述地下管网信息、所述初始渗漏监测信息确定多个候选渗漏监测管段、每个候选渗漏监测管段信息；基于所述每个候选渗漏监测管段信息确定多个代表核验管段信息和多个延展监测管段信息；基于每个代表核验管段信息确定多个候选设置位置信息；基于所述多个候选设置位置信息生成多套前探传感器设置方案；基于所述多套前探传感器设置方案确定代表核验管段的传感器设置方案、延展监测管段的传感器设置方案；基于所述代表核验管段的传感器设置方案、所述延展监测管段的传感器设置方案进行地下管道渗漏监测。

12、本发明至少具有如下有益效果：

13、1、本发明通过结合地下管网静态信息与初始监测动态信息确定候选渗漏监测管段，并构建代表核验管段与延展监测管段的分层双路监测网络，该技术特征打破了传统方法对全网管段逐一盲目布设传感器的模式，通过对少数量化代表管段的精细化核验来推演同类延展管段的布设参数，极大降低了传感器的铺设数量与铺设成本，实现了小范围核验指导全网精准覆盖的高效运维机制。

14、2、本发明基于候选设置位置信息生成多套前探方案，并利用机器人实施前探部署与多源数据采集，能够动态捕获不同安装参数下的高响应渗漏信号,同时构建整合空间几何与信号响应特性的传感器数据图谱，通过多轮消息传递与特征聚合优化代表管段的传感器布设方案，避免了因凭经验布设导致的信号盲区与设备冗余，显著提升了复杂管网节点及高危区域的渗漏检测灵敏度与设备利用率。

15、3、本发明提取代表核验管段中关键检测点与辅助检测点的配合响应规律，并将其跨管段迁移至每个延展监测管段生成候选正式布设信息，进一步在全局解空间内执行交叉约束与错峰参数校准，这种全局协同的时序与空间优化机制，成功消除了相邻管段间的检测点冗余，避免了监测数据高频并发导致的数据链路过载与传输冲突，确保了地下管网全域监控的高可靠性与自动化部署能力。