Page 100 - 2023年第54卷第2期

图 ３ ＭＳ１ＤＣＮＮ管道泄漏检测方法流程图

ｐｙｔｈｏｎ语言的 Ｋｅｒａｓ深度学习库建立。硬件配置为 Ｉｎｔｅｌ（Ｒ）Ｘｅｏｎ（Ｒ）Ｇｏｌｄ５３２０ＣＰＵ＠２．２０ＧＨｚ，显卡
为 ＲＴＸＡ４０００，显存为 １６ＧＢ。
３．１ 基于瞬变流模型的管道泄漏数据集
３．１．１ 模拟数据集 输水管道泄漏模型结构为水库 － 管道 － 阀门（ＲＰＶ）系统，这是当前管道泄漏检测
研究经典布置之一 ［２５］ ，如图 ４所示。其中上游恒定水位 Ｈ为 ３０ｍ，管道总长度 Ｌ为 １０００ｍ，管道直
０
３
径 Ｄ为 ０．１ｍ，管道初始流量 Ｑ为 ０．００２５ｍ ?ｓ，恒定摩阻系数为 ０．０３０２，压力波的传播速度为 １０００ｍ?ｓ。
０
已有研究表明，在下游阀门小开度关闭激励情况下，ＩＡＢ（ＩｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓＡｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ － Ｂａｓｅｄ）模型对
管道末端阀门处的瞬变压力波的衰减和畸变过程模拟较好 ［２６ － ２７］ ，因此本文研究使用 ＩＡＢ模型模拟生成
瞬态水压数据集，用于后续模型的验证。ＩＡＢ瞬变流数学模型可写为：
３  Ｖ
 Ｈ １ Ｖ ｆＶ Ｖ ｋ  Ｖ
＋ ＋ ＋ ( － ａ ) ＝ ０ （６）
 ｘ ｇ ｔ ２ｇＤ ｇ  ｔ  ｘ
２
 Ｈ  Ｈ ａ  Ｖ
Ｖ ＋ － Ｖｓｉｎ α ＋ ＝ ０ （７）
 ｘ  ｔ ｇ ｘ
式中：Ｈ为压头；ｘ为沿管道中心线方向的距离；ｇ为重力加速度；Ｖ为管内平均流速；ｆ为 Ｄａｒｃｙ －
Ｗｅｉｂａｃｈ 摩阻系数；Ｄ为管道直径；ｔ为时间；α为管道倾角；ａ为水击波速；ｋ为非恒定摩阻系数，
３
１ ７．４１
表达式一般为 ｋ＝ ，Ｒｅ为雷诺数。
３
Ｒｅ )
２ ｌｇ ( １４．３
槡
０．０５
Ｒｅ
— ２ ２ —
４