基于改进卡尔曼滤波的供水管网爆管检测研究

作者：马琪然; 杜坤^*; 周明; 宋志刚; 李贤胜; 冯燕; 孙建华

来源：中国给水排水, 2019, 35(17): 69-73.

DOI：10.19853/j.zgjsps.1000-4602.2019.17.012

• 供水管网
• 爆管检测
• 改进卡尔曼滤波
• 背景噪音

根据SCADA系统监测的流量及压力信号检测爆管时,监测误差及用水量随机波动形成的背景噪音会掩盖较小爆管信号。利用卡尔曼滤波能有效从背景噪音中识别爆管信号,但存在爆管检测精度偏低、误报率较高的缺点。改进了传统卡尔曼滤波法,对卡尔曼滤波残差进行累积和运算,选取0. 5倍标准差为累积和阈值、3倍标准差为检测阈值进行爆管检测。应用数值仿真验证算法,结果表明:普通卡尔曼滤波检测信号不稳定,爆管检出信号断断续续且持续时长小于实际爆管时长,非爆管时段出现11次误报;改进卡尔曼滤波法检测信号稳定,爆管检测信号持续时间大于实际爆管发生时间,非爆管时段仅出现1次误报。相较于普通卡尔曼滤波法,改进卡尔曼滤波法将非爆管时段理论误报率由16%降至2. 8%,同时放大了爆管信号强度、持续时间,提高了爆管时段爆管检出成功率。

• 单位
  建筑工程学院; 昆明理工大学