專利名稱：用于監(jiān)控水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)中的資源的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及監(jiān)控諸如水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)(water utility network)之類的資源分配系統(tǒng)以及檢測與所分配網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的異常(anomaly)。
背景技術(shù)：
聯(lián)合國指出上個世紀(jì)水的使用已經(jīng)以超過人口增長率的兩倍的速度在增加，并且越來越多的區(qū)域長期缺水。到2025年，世界人口的三分之二將因為人口的增加而處于水緊張的狀態(tài)。水，尤其是飲用水，對于全社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及保持健康的人口來說是至關(guān)重要的。隨著全球人口的增加，要求更多地分配干凈的水以供使用，導(dǎo)致更大的水稀缺。應(yīng)對水稀缺和保護(hù)資源的一個方法是對出現(xiàn)在水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)中的泄漏和其它事件進(jìn)行檢測。一些專家估計由于泄漏和盜用所導(dǎo)致的損失達(dá)到流經(jīng)水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的水的25-30%。因此，僅通過解決在人類已控制的系統(tǒng)中的水損失的問題就可以保存相當(dāng)大的水量。老舊且劣質(zhì)建造的管道、不足的腐蝕保護(hù)、維護(hù)很差的閥以及機(jī)械損壞是造成水損失的因素中的一些。此外，水的泄漏減小了系統(tǒng)中的供水壓力，結(jié)果供水設(shè)施必須提升系統(tǒng)中的壓力以補(bǔ)償損失。提高系統(tǒng)壓力導(dǎo)致更多的水被泵出并且提高了供水設(shè)施的能量消耗。實際上，水分配網(wǎng)絡(luò)在很多國家是一個最大的能量消耗體。通過識別并修正水泄漏及其它網(wǎng)絡(luò)問題，供水設(shè)施可以保存水以供將來使用并且大大減少了能量消耗。加大困難的是大多數(shù)水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)是龐大且復(fù)雜的，并且通過一點一點的逐漸發(fā)展而建立的，任意配置中都有很多管道服務(wù)于隨時間而發(fā)展起來的具體的地理需求。此外，大多數(shù)水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)缺乏準(zhǔn)確、頻繁、實時的用戶消耗計量，這可能便于簡單的保存大量的輸入和輸出記賬。此外，水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計為將水傳送給大量的用戶，這些用戶的個人行為是不可預(yù)測的并且容易因為很多因素而變化。這些因素包括例如天氣變化和自然事件(例如炎熱的天氣增加消耗，干旱的天氣亦是如此)，節(jié)假日和非典型的社會事件(例如導(dǎo)致用戶待在家里并且住宅網(wǎng)絡(luò)中的水使用增加而商業(yè)街區(qū)中的水使用減少)以及隨時間而發(fā)生的街區(qū)中的人口變化。用于水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)中的泄漏檢測的現(xiàn)有方法不能充分解決這些問題。例如，被用于地域調(diào)查的商業(yè)上可用的硬件泄漏檢測設(shè)備(例如聲音傳感器)可能在排查給定區(qū)域內(nèi)的泄漏時是有效的，但是安裝和操作起來都很昂貴，并且不能提供整個網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)現(xiàn)和地毪式覆蓋?，F(xiàn)有的水IT系統(tǒng)(例如可從ABB購得的Advise 水泄漏管理)嘗試使用一些儀表數(shù)據(jù)，但是那種使用是很簡單的并且結(jié)果的用處是很有限的。例如，系統(tǒng)不能準(zhǔn)確地識別或?qū)崟r報告諸如泄漏或其它網(wǎng)絡(luò)事件之類的具體的各個事件，不能識別儀表故障或不好的水質(zhì)量狀況，缺乏準(zhǔn)確理解例行網(wǎng)絡(luò)操作所需要的統(tǒng)計分析，并且還有其它的缺陷。此外，當(dāng)前所使用的系統(tǒng)缺少檢測能量損耗或水盜用的能力。大多數(shù)當(dāng)前方法的關(guān)鍵缺陷是缺少對很多未被計量的水網(wǎng)絡(luò)的組分的深度統(tǒng)計建模，最要注意的是通常用非常初級的技術(shù)進(jìn)行建模的業(yè)務(wù)用戶的水消耗反而對網(wǎng)絡(luò)的分析有很大的影響。監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)采集(“SCADA”)系統(tǒng)已越來越多地用在全世界的供水設(shè)施中了，用于收集來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各種儀表的數(shù)據(jù)，測量諸如流量和壓力之類的量。然而，在大多數(shù)設(shè)施中，這些系統(tǒng)被一些技術(shù)操作者主要用于平常的操作需要；這些設(shè)施很少利用在它們的系統(tǒng)中累積的歷史數(shù)據(jù)來自動地(或者用其它方 式)檢測泄漏及其它異常網(wǎng)絡(luò)事件。此外，任何異常檢測通常都僅限于單一傳感器固定界限警報，導(dǎo)致很低的敏感性或者很高比例的錯誤警報。水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)操作者不斷增加更多的儀表來監(jiān)控分配系統(tǒng)的活動。雖然這確實提供了更大量的關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，并且因而提供了更大的可能來理解網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的事件，但是增加的數(shù)據(jù)量通常只是進(jìn)一步使網(wǎng)絡(luò)操作者感到困惑，并且加劇了水網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中的已經(jīng)很困難的“大海撈針”的問題。此外，更多儀表的放置通常未被優(yōu)化以提高從整個系統(tǒng)中接收的數(shù)據(jù)的用處以實現(xiàn)高級監(jiān)控的目的。因此，描述網(wǎng)絡(luò)活動的增加的數(shù)據(jù)量是未被組織的，并且通常是造成困擾的并且不允許網(wǎng)絡(luò)操作者做出關(guān)于水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)的任何更好的決定。因此，需要提供改進(jìn)的系統(tǒng)和方法來更好地分析從水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)獲取的數(shù)據(jù)和關(guān)于利用網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)資源的消耗以便于實現(xiàn)對這些資源的更好的管理。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有技術(shù)中的以上及其它缺點中的一些或全部通過一種用于通過監(jiān)控水分配網(wǎng)絡(luò)來保存水的計算機(jī)化的方法而得到解決，所述水分配網(wǎng)絡(luò)包括用于將水傳送給消費者的多個管道和諸如降壓閥、儲存器或泵之類的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以及被置于水分配網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多處的多個儀表。儀表可以被置于管道的內(nèi)部或外部，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備附近或者在其它任意位置處。在一些實施例中，該方法包括接收來自儀表的儀表數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)表示儀表所測得的多個參數(shù)，所述參數(shù)至少包括經(jīng)過管道的水的流量。在一些實施例中，儀表數(shù)據(jù)是監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)采集(SCADA)數(shù)據(jù)。在一些實施例中，儀表數(shù)據(jù)在被分析之前被進(jìn)行處理，例如從儀表數(shù)據(jù)中濾出噪聲以及對儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化以存儲在網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)一些實施例，儀表數(shù)據(jù)被分析以識別水網(wǎng)絡(luò)事件，水網(wǎng)絡(luò)事件包括泄漏事件和關(guān)于在水網(wǎng)絡(luò)上傳送的水的消耗以及網(wǎng)絡(luò)和儀表的運轉(zhuǎn)的信息事件?？赡鼙粓蟾娴男畔⑹录ㄏ哪Ｊ街械臒o預(yù)期的增加、消耗模式中的變化、水的盜用、地帶邊界突破、設(shè)施儀表故障和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障。根據(jù)一些實施例的方法還可以包括在一段時間中接收表示在網(wǎng)絡(luò)上傳送的水的渾濁度、氯含量和pH的水質(zhì)量數(shù)據(jù)，并且通過檢測在一段時間內(nèi)水質(zhì)量數(shù)據(jù)的變化超過統(tǒng)計、按比例的或者常數(shù)閾值來識別網(wǎng)絡(luò)事件。一個或多個網(wǎng)絡(luò)事件經(jīng)由用戶接口被報告給用戶。在一些實施例中，水網(wǎng)絡(luò)事件被存儲在數(shù)據(jù)庫中，因而它們可以被各種接口模塊訪問，所述各種接口模塊以包括通過事件列表、圖形或趨勢數(shù)據(jù)和故障單或其它警報在內(nèi)的不同方式報告事件。在一些實施例中，該方法包括接收來自儀表外部的一個或多個源的二級數(shù)據(jù)，所述二級數(shù)據(jù)表示影響水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)所服務(wù)的區(qū)域中的水消耗的一個或多個條件。所述二級數(shù)據(jù)例如可以包括表示在水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域內(nèi)的天氣條件的天氣數(shù)據(jù)；表示影響給定日期的水消耗的一個或多個因素的日歷表數(shù)據(jù)；表示在水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行的一個或多個修補(bǔ)的修補(bǔ)數(shù)據(jù)；以及表示水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。如這里將進(jìn)一步說明的，該二級數(shù)據(jù)可以與儀表數(shù)據(jù)一起被分析以提供更好、更準(zhǔn)確的結(jié)果并且減少或消除錯誤警報。例如，在水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的給定區(qū)域中出現(xiàn)水流量或消耗的異常增加可能被解釋為由于在平均熱度或干燥度以上或者由于節(jié)假日或者其它自然或人為事件導(dǎo)致人們待在家里而沒有去工作或者在特定的一個或多個位置處改變了常見的消耗模式。在一些實施例中，通過基于來自水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的其它儀表數(shù)據(jù)統(tǒng)計預(yù)測第一儀表的儀表數(shù)據(jù)并且將所接收到的第一儀表的儀表數(shù)據(jù)與所預(yù)測的第一儀表的儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來對儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，所述統(tǒng)計預(yù)測例如計算第一儀表的可能值的統(tǒng)計分布。作為說明示例，歷史數(shù)據(jù)可能指示第一儀表的值通常是由第二儀表同時測得的值的大約兩倍；則第一儀表被預(yù)測為具有近似為最近從第二儀表得到的讀數(shù)的兩倍的當(dāng)前讀數(shù)。網(wǎng)絡(luò)事件可
以通過檢測異常而被識別，如果在超過預(yù)定義閾值的時段中來自第一儀表的實際接收的儀表值相對于針對第一儀表的預(yù)測儀表值偏離了預(yù)定義的統(tǒng)計偏離值，或者如果在預(yù)定義的時間窗口內(nèi)它們的發(fā)生頻率超過了預(yù)定義的閾值，則檢測到異常，或者通過其它方式檢測異常。對儀表值的統(tǒng)計異常檢測是一種克服水網(wǎng)絡(luò)的很多未被計量的組件中所固有的困難的可靠方式，最要注意的是業(yè)務(wù)用戶的水消耗對網(wǎng)絡(luò)的任何分析都有很大的影響。該消耗的統(tǒng)計結(jié)構(gòu)(例如呈現(xiàn)周期性的趨勢)在整個網(wǎng)絡(luò)上傳播，導(dǎo)致相似的或?qū)С龅膬x表值的統(tǒng)計結(jié)構(gòu)，允許對在網(wǎng)絡(luò)的例行操作期間(無異常)生成特定儀表值的可能性進(jìn)行分析。此夕卜，這里所描述的統(tǒng)計異常檢測的使用允許將本發(fā)明的方法和系統(tǒng)用于提供如下儀表數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)，所述儀表數(shù)據(jù)不覆蓋網(wǎng)絡(luò)的每個部分、不是實時提供的或者是不完整的和匱乏的。因而，例如這里所描述的異常檢測被設(shè)計為在水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)中是最有用的，其中儀表僅被置于某些網(wǎng)絡(luò)連接點或位置處，或者其中儀表讀數(shù)是以月為單位從用戶住宅處獲取的或者不能提供最新的信息。實際上，如上所述，典型的水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)在從網(wǎng)絡(luò)中收集的儀表數(shù)據(jù)方面存在以上這些種類的缺點中的一種或多種，并且缺乏準(zhǔn)確、頻繁、實時的用戶使用計量(這可能允許對大量輸入和輸出記賬的簡單保存)，并且被設(shè)計為將水傳送給大量的用戶，這些用戶的個人行為是不可預(yù)測的并且容易因為很多因素而變化。在一些實施例中，基于來自水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的其它儀表數(shù)據(jù)統(tǒng)計預(yù)測第一儀表的儀表數(shù)據(jù)包括選擇一個或多個第二儀表作為一個或多個對應(yīng)儀表并且將從第一儀表接收到的儀表數(shù)據(jù)與從所述一個或多個對應(yīng)儀表接收到的儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)?？梢酝ㄟ^將針對所述一個或多個第二儀表的歷史儀表數(shù)據(jù)與針對第一儀表的歷史儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)來選擇所述一個或多個第二儀表。在一些實施例中，所述一個或多個第二儀表可以是每個歷史上具有與第一儀表的數(shù)值的緊密相關(guān)性的儀表。寬泛地說，在例行網(wǎng)絡(luò)操作中，第一儀表的數(shù)值被預(yù)期為繼續(xù)這種相關(guān)性。作為說明，當(dāng)若干個儀表測量具有相似人口分布并且因而具有相似(或成比例的)消耗模式的若干不同街區(qū)所消耗的水流量時，這種情況可能發(fā)生。所述一個或多個第二儀表還被選擇作為位于水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的那些不受影響第一儀表的本地異常的影響的儀表，所述異常是網(wǎng)絡(luò)操作者感興趣的類型，例如泄漏；但是，作為相同網(wǎng)絡(luò)或總體區(qū)域的一部分，第二儀表受相同的全局異常的影響，例如在炎熱天氣時消耗增加。按照這種方式，影響來自第一儀表的數(shù)據(jù)的本地異常將不影響來自第二儀表的數(shù)據(jù)，因此將更容易通過與來自第二儀表的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計比較來進(jìn)行檢測，但是全局異常將不會產(chǎn)生錯誤警報，即使它的原因是不清楚的?，F(xiàn)有技術(shù)中的以上及其它缺點中的一些或全部被一種用于監(jiān)控水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)化的系統(tǒng)所解決，所述系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)庫，用于存儲表示由儀表測得的多個參數(shù)的儀表數(shù)據(jù)和來自儀表外部的一個或多個源的二級數(shù)據(jù)，所述參數(shù)至少包括經(jīng)過管道的水的流量，所述二級數(shù)據(jù)表示影響水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)所服務(wù)的區(qū)域中的水消耗的一個或多個條件。該系統(tǒng)還包括被配置為分析儀表數(shù)據(jù)和二級數(shù)據(jù)以識別異常的分析引擎；被配置為基于異常識別水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)事件的事件分類引擎，所述水網(wǎng)絡(luò)事件包括泄漏事件和關(guān)于流經(jīng)管道和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的水的水量和質(zhì)量以及水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的操作的其它事件；以及用于存儲表示由事件分類引擎識別的所述一個或多個水網(wǎng)絡(luò)事件的水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)事件數(shù)據(jù)的事件數(shù)據(jù)庫。該系統(tǒng)還包括一組接口模塊，用于從事件數(shù)據(jù)庫中獲取水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)事件數(shù)據(jù)并將其報告給用戶。 在一些實施例中，分析引擎包括用于在假設(shè)常規(guī)操作且沒有異常事件的情況下生成針對給定儀表的儀表數(shù)據(jù)的可能值的統(tǒng)計分布的多個預(yù)測器模塊，以及用于將針對給定儀表的實際儀表數(shù)據(jù)與可能值的分布進(jìn)行比較以檢測儀表數(shù)據(jù)中的異常的多個異常檢測器模塊?，F(xiàn)有技術(shù)中的以上及其它缺點中的一些或全部被一種用于管理水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)化的方法所解決，所述方法包括將儀表數(shù)據(jù)發(fā)送給分析引擎，從分析引擎接收表示水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)事件的數(shù)據(jù)，并在計算機(jī)化的顯示設(shè)備上向用戶顯示所接收的水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)事件。根據(jù)一些實施例，水網(wǎng)絡(luò)事件包括泄漏事件和關(guān)于流經(jīng)管道和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的水的水量和質(zhì)量以及水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的操作的其它事件。水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)事件數(shù)據(jù)可以作為分析儀表數(shù)據(jù)和二級數(shù)據(jù)的結(jié)果而被識別，所述二級數(shù)據(jù)表示影響水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)所服務(wù)的區(qū)域中的水消耗的一個或多個條件。


本發(fā)明在附圖中被圖示，所述附圖是示例性的而非限制性的，其中相似的標(biāo)號被用于指代類似的或相應(yīng)的部件，并且在附圖中圖I和圖2呈現(xiàn)了表示根據(jù)本發(fā)明實施例的用于監(jiān)控水網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的框圖；圖3呈現(xiàn)了說明根據(jù)本發(fā)明實施例的用于監(jiān)控水網(wǎng)絡(luò)的方法的流程圖；圖4呈現(xiàn)了進(jìn)一步說明根據(jù)本發(fā)明實施例的用于監(jiān)控水網(wǎng)絡(luò)的方法的流程圖；圖5呈現(xiàn)了說明根據(jù)本發(fā)明實施例的用于預(yù)測針對給定儀表的測量值的方法的流程圖；圖6和圖7呈現(xiàn)了說明根據(jù)本發(fā)明實施例的屬性選擇的流程圖；圖8呈現(xiàn)了說明用于檢測水泄漏事件的方法的流程圖；圖9-11呈現(xiàn)了說明根據(jù)本發(fā)明實施例的針對特定事件類型的事件檢測的流程圖；以及圖12-15呈現(xiàn)了示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的呈現(xiàn)由分析引擎生成的事件信息的web用戶接口的屏幕截圖。
具體實施例方式在下面的描述中，對附圖進(jìn)行參考，附圖構(gòu)成說明書的一部分，并且其中通過圖示示出了本發(fā)明可以被實現(xiàn)的特定實施例。應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以采用其它實施例并且可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)改變。圖I呈現(xiàn)了圖示用于監(jiān)控水分配系統(tǒng)中的資源的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。如圖I中所示，該系統(tǒng)包括水網(wǎng)絡(luò)分析引擎100，該引擎由位于計算機(jī)硬件上且執(zhí)行下面要進(jìn)一步描述的功能的各種軟件模塊和數(shù)據(jù)庫構(gòu)成。引擎100可以包括響應(yīng)于可執(zhí)行指令執(zhí)行下述操作的一個或多個處理設(shè)備。水網(wǎng)絡(luò)分析引擎100分析從不同儀表、傳感器、讀取設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)或者與分布網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的其它數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解除非有特定的上下文明確指明，一般來說這里所使用的術(shù)語“儀表”和“傳感器”指同一類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并且包括能夠測量參數(shù)或數(shù)值或激勵(尤其是與水分配網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的激勵)的任意儀表、傳感器、表盤或其它設(shè)備。系統(tǒng)基于所述數(shù)據(jù)識別異常和事件并向用戶提供實時警報或離線數(shù)據(jù)報告，用戶可以適當(dāng)?shù)夭扇〈胧﹣響?yīng)對分析引擎100所識別的任何現(xiàn)象或事件。如下面要進(jìn)一步描 述的，分析引擎100所識別的異常和事件包括泄漏、爆裂、無預(yù)期的水消耗、故障儀表、儀表校準(zhǔn)問題、水質(zhì)量變化、對于正在網(wǎng)絡(luò)上被傳送的水量而言的其它重要問題、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的故障以及本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的其它問題。如圖I中所示，在一些實施例中，所接收到的作為水網(wǎng)絡(luò)分析引擎100的輸入的數(shù)據(jù)包括GIS數(shù)據(jù)101、操作數(shù)據(jù)102、水分配系統(tǒng)103、儀表數(shù)據(jù)1103a、儀表數(shù)據(jù)N 103b和外部數(shù)據(jù)104。GIS數(shù)據(jù)101是來自描述水網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和布局以及水網(wǎng)絡(luò)上的儀表的放置的地理信息系統(tǒng)(“GIS”)的數(shù)據(jù)，并且包括儀表類型、儀表位置、儀表年份、關(guān)于水管道的描述(例如直徑和制造材料)、進(jìn)入壓力帶和/或供應(yīng)帶的網(wǎng)絡(luò)的部分、城市或區(qū)域地圖和本領(lǐng)域技術(shù)人員可辨認(rèn)的其它相關(guān)數(shù)據(jù)。關(guān)于水分配系統(tǒng)的地理和工程的任何其它特征以及本領(lǐng)域技術(shù)人員所依據(jù)的任何其它數(shù)據(jù)都可以被采用。還應(yīng)注意該數(shù)據(jù)可以是包括與基礎(chǔ)資源系統(tǒng)本身的發(fā)展相一致的更新的演進(jìn)數(shù)據(jù)，例如當(dāng)系統(tǒng)中有新的水管道、連接、儀表等被安裝或者修改時。此外，該數(shù)據(jù)還可以包括基礎(chǔ)資源系統(tǒng)被采樣或測量時的更新，例如當(dāng)現(xiàn)有管道被檢查由于累積的固體沉積而導(dǎo)致的材料疲勞或內(nèi)部收縮時的更新。操作數(shù)據(jù)102包括資產(chǎn)管理信息，并且可以是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)操作者所執(zhí)行的操作的任何數(shù)字形式的信息，該信息可以與儀表讀數(shù)相關(guān)聯(lián)以確定或駁斥異常。例如，操作數(shù)據(jù)102可以包括關(guān)于水網(wǎng)絡(luò)操作的信息，例如例行或計劃的水網(wǎng)絡(luò)操作、影響水流的閥的開和關(guān)、泵操作、聲音調(diào)查、對水網(wǎng)絡(luò)的任意部分進(jìn)行的修補(bǔ)或改善、修補(bǔ)/改善的日期和時間、修補(bǔ)/改善的位置、對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的例行維護(hù)以及指示技術(shù)人員可以何時何處在網(wǎng)絡(luò)上活動的訪問控制信息。在一個實施例中，操作數(shù)據(jù)102由用于管理水網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)提供。被監(jiān)控的水分配系統(tǒng)產(chǎn)生大量的時間相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如但不限于諸如流量、壓力和儲存器水位之類的液壓指示符以及諸如氯含量、渾濁度、PH值和其它參數(shù)之類的質(zhì)量指示符。該數(shù)據(jù)可以由分布在網(wǎng)絡(luò)上的儀表產(chǎn)生，并且可以用水分配系統(tǒng)103來表示。此外，分布在網(wǎng)絡(luò)上的儀表可以在任意位置或者僅提供對整個網(wǎng)絡(luò)的部分表示的位置處。儀表數(shù)據(jù)I 103a和儀表數(shù)據(jù)N 103b表示水分配系統(tǒng)103中的各個傳感器和儀表所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。用于收集諸如由網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)103a和儀表數(shù)據(jù)103b所表示的數(shù)據(jù)之類的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的一個示例是SCADA系統(tǒng)。SCADA數(shù)據(jù)可以包括連續(xù)的時間相關(guān)的儀表數(shù)據(jù)，例如水壓、水流速、水的渾濁度、水中的氯含量、水的PH和儲存器水位。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉SCADA數(shù)據(jù)系統(tǒng)并可以理解該術(shù)語表示對來自工業(yè)過程的數(shù)據(jù)集合的抽象，在此稱為分布網(wǎng)絡(luò)。外部數(shù)據(jù)104包括與水消耗和網(wǎng)絡(luò)狀況相關(guān)的附加信息，但不是嚴(yán)格地限于以上類別中，例如天氣報告、影響網(wǎng)絡(luò)的給定部分內(nèi)的水消耗和網(wǎng)絡(luò)行為的節(jié)假日或其它日歷表事件，或者可能影響水網(wǎng)絡(luò)的功能的使用本身或使用客戶的任何其它事件。水網(wǎng)絡(luò)分析引擎100根據(jù)下面將進(jìn)一步詳細(xì)描述的處理操作分析各種輸入數(shù)據(jù)流并返回被分類和規(guī)范化為事件數(shù)據(jù)的輸出。水網(wǎng)絡(luò)分析引擎100將數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫106中，并且來自數(shù)據(jù)庫106的數(shù)據(jù)被一個或多個接口系統(tǒng)獲取，例如事件跟蹤接口 108、警報接口 109、報告接口 110、專用系統(tǒng)接口 111和其它接口 112。水分析引擎100還可以訪問數(shù)據(jù)庫106中的之前存儲的數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)事件報告的連續(xù)性，例如更新之前檢測到的事件仍在發(fā)生中，而不是將該事件檢測為另一個獨立的事件。不同類型的接口系統(tǒng)被用于 以不同的方式向用戶和外部系統(tǒng)提供關(guān)于事件的信息。例如，事件跟蹤接口 108使得用戶能夠瀏覽網(wǎng)絡(luò)上被檢測到的所有事件，而警報接口 109向根據(jù)規(guī)則或政策已被確定為需要更及時的關(guān)注的用戶(例如通過電子郵件、SMS或語音消息)或外部系統(tǒng)發(fā)出警報。接口108-112可以被各種計算機(jī)化的設(shè)備訪問，例如臺式計算機(jī)和筆記本計算機(jī)、蜂窩電話、黑莓設(shè)備、智能電話、尋呼機(jī)以及被編程為接收頁面、故障單和其它類型的警報的其它移動設(shè)備。接口 108-112可以被從通過任意適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)(例如但不限于互聯(lián)網(wǎng))連接的服務(wù)器請求接口的計算機(jī)化的設(shè)備訪問，或者可以被提供給這些設(shè)備以供用戶查看或者輸入到諸如故障票系統(tǒng)之類的其它系統(tǒng)中。來自水網(wǎng)絡(luò)分析引擎100的輸出可以被存儲在數(shù)據(jù)庫106中、電子日志文件中或者打印到紙上。雖然被圖示為單一系統(tǒng)，但是在不同的實施例中，所圖示的系統(tǒng)可以被集成和/或分布在多個硬件設(shè)備中并且可以是在邏輯上、物理上或地理上的分布。水網(wǎng)絡(luò)分析引擎100可以是響應(yīng)于可執(zhí)行指令執(zhí)行這里所描述的處理操作的任何適當(dāng)?shù)奈锢硖幚碓O(shè)備。水網(wǎng)絡(luò)分析引擎100還可以包括操作為電子存儲數(shù)據(jù)的任何適當(dāng)類型的存儲設(shè)備。圖2呈現(xiàn)了示出根據(jù)特定實施例的水網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的更多細(xì)節(jié)的框圖。在一個實施例中，單元203-207構(gòu)成了圖I的水網(wǎng)絡(luò)分析引擎I 00。圖2包括水網(wǎng)絡(luò)200、水網(wǎng)絡(luò)201、數(shù)據(jù)202、網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)庫203、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備引擎204、預(yù)測器205、異常檢測器206、事件確定和分類引擎207、數(shù)據(jù)庫208和輸出接口 209，包括事件根據(jù)接口 210、警報接口 211、報告接口 212、專用系統(tǒng)接口 213和其它接口 214。單元200和201所表示的水分配系統(tǒng)是一個或多個被連接的水分配系統(tǒng)，或者位于不同區(qū)域中的之間有少量連接或者沒有連接的水分配系統(tǒng)。在一個實施例中，單元200和201可以是任何適當(dāng)?shù)馁Y源分布網(wǎng)絡(luò)，例如市政、郊區(qū)或大型商家水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)、工廠或其它大型建筑物中的液體分布網(wǎng)絡(luò)、或者艦艇、或者諸如下水道系統(tǒng)之類的任何適當(dāng)?shù)馁Y源收集網(wǎng)絡(luò)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解單元200和201可以是任何水分配或收集系統(tǒng)。水網(wǎng)絡(luò)200和水網(wǎng)絡(luò)201發(fā)送代表網(wǎng)絡(luò)的時間相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如水流動、壓力、渾濁度、儲存器水位、氯含量和pH值。例如，該網(wǎng)絡(luò)可以通過使用SCADA系統(tǒng)包含所述信息。來自水網(wǎng)絡(luò)200和水網(wǎng)絡(luò)201的數(shù)據(jù)可以報告來自特定儀表或儀表的集合的數(shù)據(jù)，所述儀表中的一些可以是相關(guān)聯(lián)的。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解儀表可以根據(jù)地帶或根據(jù)分區(qū)計量區(qū)域(DMA)在地理上被分組。數(shù)據(jù)可以直接從網(wǎng)絡(luò)中的儀表或儀表的集合被發(fā)送，或者數(shù)據(jù)可以來自于網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)庫203;此外，數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)準(zhǔn)備引擎204被豐富，例如添加或計算新的數(shù)據(jù)類型，例如早上和晚上的消耗數(shù)據(jù)。為了方便，術(shù)語“儀表數(shù)據(jù)”在本說明書中將被用于指代來自單一儀表的實際數(shù)據(jù)、或者來自多個儀表的讀數(shù)或者在一段時間上接收到的一個或多個儀表的多個讀數(shù)的預(yù)定義的有意義的組合，例如到DMA的進(jìn)入水流的總和，或者生成描述網(wǎng)絡(luò)的某個方面的有意義的一組時間相關(guān)的數(shù)據(jù)的任何類似的預(yù)定義計算。本領(lǐng)域技術(shù)人員基于網(wǎng)絡(luò)布局和各個儀表的位置將很容易地認(rèn)定這些有意義的組合。數(shù)據(jù)202表示包括資產(chǎn)管理信息的其它數(shù)據(jù)，所述信息可以是可與儀表讀數(shù)相關(guān)聯(lián)以確定或駁斥異常的任何數(shù)字形式的信息。例如，這可以包括關(guān)于水網(wǎng)絡(luò)操作的信息，例如例行或計劃的水網(wǎng)絡(luò)操作、影響水流的閥的開和關(guān)、聲音調(diào)查、對水網(wǎng)絡(luò)的任意部分進(jìn)行的修補(bǔ)或改善、修補(bǔ)/改善的日期和時間、修補(bǔ)/改善的位置、對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的例行維護(hù)以及指示技術(shù)人員可以何時何處在網(wǎng)絡(luò)上活動的訪問控制信息。此外，數(shù)據(jù)202包括與水消耗和網(wǎng)絡(luò)狀況相關(guān)的附加信息，例如天氣報告、影響網(wǎng)絡(luò)的給定部分內(nèi)的水消耗和網(wǎng)絡(luò)行為的節(jié)假日或其它日歷表事件，或者可能影響水網(wǎng)絡(luò)的功能的使用本身或使用客戶的任何其它事件。 網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)庫203將從水網(wǎng)絡(luò)200和201中的儀表收集的原始數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)202合并。來自網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)庫203的數(shù)據(jù)被發(fā)送給數(shù)據(jù)準(zhǔn)備引擎204。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備引擎204對所接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和格式化以便進(jìn)一步處理。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的，不同水分配系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)格式可以彼此不同。例如，倫敦市可能以完全不同于紐約市的格式收集和存儲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。此外，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備引擎204通過去除不反映網(wǎng)絡(luò)的實際性能或者反映系統(tǒng)設(shè)計者或網(wǎng)絡(luò)管理者已決定不進(jìn)行應(yīng)對的暫態(tài)現(xiàn)象的數(shù)據(jù)來準(zhǔn)備用于分析的數(shù)據(jù)；本領(lǐng)域中所公知的方法可以被用于“平滑”從網(wǎng)絡(luò)中收集的數(shù)據(jù)。這些方法中的一些如被應(yīng)用于從給定水網(wǎng)絡(luò)接收到的特定數(shù)據(jù)的LOWESS和啟發(fā)式清理。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備引擎204從網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中提取數(shù)據(jù)單元，并將它們格式化為一致的格式。被濾出的信息中可能有與來自資源的多個方面的數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)聯(lián)的噪聲(例如來自儀表的噪聲數(shù)據(jù)傳輸)，或者與數(shù)據(jù)測量、傳輸或收集相關(guān)聯(lián)的錯誤。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備引擎204還可以將從水網(wǎng)絡(luò)200和201接收到的全部數(shù)據(jù)在被格式化之后但是只進(jìn)行了少量或者沒有進(jìn)行濾波或平滑的情況下輸出，以運行系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，否則如果平滑技術(shù)中有一個平滑技術(shù)被首先應(yīng)用，所述數(shù)據(jù)可能被丟棄。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備引擎204將經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)據(jù)發(fā)送給預(yù)測器205和異常檢測器206。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解單元203-214可以被包含在同一設(shè)備中或者置于同一設(shè)備上，或者分布在多個設(shè)備上。在一個實施例中，預(yù)測器205包含利用不同技術(shù)的N個獨立預(yù)測器。如下面將進(jìn)一步描述的，預(yù)測器205分析數(shù)據(jù)集并提供對假設(shè)沒有異常事件發(fā)生的情況下所預(yù)期的實際儀表值的統(tǒng)計分布的預(yù)測。如本領(lǐng)域中所公知的，預(yù)測器可以利用機(jī)器學(xué)習(xí)框架來設(shè)計以對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。機(jī)器學(xué)習(xí)框架的示例在Ethem Alpaydin, Introduction toMachine Learning(Adaptive Computation and Machine Learning), MIT Press (2004),ISBN0262012111 ；Ryszard S. Michalski, Jaime G. CarbonelI, Tom M. Mitchell, MachineLearning An Artificial Intelligence Approach，Tioga PublishingCompany(1983)，ISBN 0-935382-05-4中被進(jìn)行了討論，這兩篇文章全部通過引用被合并于此。關(guān)于一些特定預(yù)測器的操作的更詳細(xì)的描述出現(xiàn)在圖5-6及其相關(guān)描述中。異常檢測器206 (可以包括M個獨立檢測器)接收來自預(yù)測器205的統(tǒng)計預(yù)測數(shù)據(jù)和來自數(shù)據(jù)準(zhǔn)備引擎204的經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)據(jù)。如圖5中所示，從預(yù)測器205接收的數(shù)據(jù)集包括具有可能值、方差和關(guān)于值的任何其它統(tǒng)計描述符的分布。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到數(shù)據(jù)集可以包含針對正在被分析的儀表的多個可能的和實際的值。異常檢測器206包括用于測試針對儀表無異常的可能性和用于測試諸如特定事件類型之類的替代假設(shè)的可能性的異常檢測器。異常檢測器206將異常發(fā)送給事件確定和分類引擎207。那些異常中的一些表示異常本身中相關(guān)的事件，而一些異常表示事件的一些部分，例如事件的開始、事件的結(jié)束、事件中的重大變化、事件的頂峰等等。異常檢測器206操作為分析從預(yù)測器發(fā)送的預(yù)期值與從網(wǎng)絡(luò)獲取的實際值的任何偏離的顯著性。對于每個數(shù)據(jù)集，每個異常檢測器通過分析偏離的顯著性確定在給定時間段中對于給定的儀表讀數(shù)，沒有相關(guān)異常發(fā)生的統(tǒng)計可能性。異常檢測器206分析經(jīng)過一段時間(例如經(jīng)過若干分鐘、若干小時、若干天或者更長時間)的偏離的顯著性，因為例如偏離連續(xù)或經(jīng)常發(fā)生會提高所述偏離的顯著性。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到系統(tǒng)設(shè)計者將 設(shè)計或調(diào)整異常檢測器206以基于所要求的敏感性等在一段時間內(nèi)對偏離進(jìn)行分析，對于較小時間尺度的事件、最近開始的事件，通常當(dāng)它們具有較大幅度時是可檢測到的，而相反對于小幅度事件，則要求在一段更長的時間內(nèi)的連續(xù)偏離以檢測到該事件。因而，例如僅發(fā)生一次或者只在例如一分鐘內(nèi)的很短時間內(nèi)發(fā)生的較小的偏離將不被檢測為異常，而在延長的時段內(nèi)或者在該時段內(nèi)頻繁發(fā)生的同樣較小的偏離將被異常檢測器206識別為統(tǒng)計上顯著的并且被檢測為異常。關(guān)于分析偏離的顯著性，例如當(dāng)與歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行比較時，儀表讀數(shù)可能在考慮歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)的情況下是顯著的。例如，具有三倍標(biāo)準(zhǔn)偏離或者最高百分位中的值的差異可能是顯著的偏離。在其它實施例中，統(tǒng)計偏離通過作為參數(shù)的函數(shù)的偏離分布來測得。一個這種參數(shù)可以是一天中的時間，意思是偏離的顯著性可能取決于可根據(jù)一天中的時間變化的偏離的分布。其它這種參數(shù)可以包括可能改變當(dāng)天或當(dāng)天中的時間的網(wǎng)絡(luò)特征的諸如溫度或濕度之類的天氣測量值、天氣警報、節(jié)假日或者體育事件。此外，各個值的偏離顯著性閾值可能因系統(tǒng)設(shè)計者、用戶或水設(shè)施管理者所希望的統(tǒng)計可信度的級別而改變。在各個實施例中，該閾值是(I)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)中的相關(guān)性(例如標(biāo)準(zhǔn)偏離的指定倍數(shù))基于偏離的分布計算出的統(tǒng)計可信度級別；或者(2)常數(shù)，高于該常數(shù)則系統(tǒng)檢測到異常。在一些實施例中，實際值與預(yù)測值的比值被分析，而不分析兩者之間的差值；應(yīng)當(dāng)理解術(shù)語“差異”在這些實施例中被用于同樣指代所述比值。在一個實施例中，當(dāng)在給定的時段內(nèi)存在相對于預(yù)期值的連續(xù)的統(tǒng)計上較大的偏差時，異常檢測器發(fā)現(xiàn)異常。統(tǒng)計上較大是指統(tǒng)計上顯著的相對誤差界(例如N個標(biāo)準(zhǔn)偏差或者K倍的四分位差或者取決于具體實現(xiàn)方式的考慮數(shù)據(jù)的實際分配的其它標(biāo)準(zhǔn)化方式)。此外，當(dāng)將“瞬時”讀數(shù)與預(yù)期值進(jìn)行比較時，利用與預(yù)期值的差異的總標(biāo)準(zhǔn)偏差(或其它統(tǒng)計描述符)可能產(chǎn)生大量的錯誤判定，因為這種比較可能例如將一天中的高變動時間與一天中的低變動時間混在一起。因此，為了減少這種錯誤，系統(tǒng)通過將X(t)-P(t)劃分到例如一周的那天的近似時間處的這種差異的標(biāo)準(zhǔn)偏差中來將讀數(shù)x(t)與預(yù)測值P(t)進(jìn)行比較。相對誤差界的大小和時段的長度是該方法的參數(shù)，這使得特定實例集中在較短或較小的事件上。在另一實施例中，異常檢測器計算在特定的固定時段內(nèi)在實際和預(yù)測值之間的差異(或者該差異的絕對值-這關(guān)系到低值是否可以與后面的高值抵消)的曲線(AUC)下面的面積。該計算可以例如在一天中的每四分之一時間處以這種方式被執(zhí)行。AUC本身不是統(tǒng)計量，但是由于是固定時段，所以分布可以被按經(jīng)驗被測量如果在工作日的午夜到6am之間儀表X的AUC值只有5%是大于XO的，則找到這樣的AUC值大概是“5%的概率”。固定時段的長度(以及它們與之相比較的時段)是該方法的參數(shù)，這使得特定實例集中在較短或較小的事件上。事件確定和分類引擎207操作為對比來自M個異常檢測器206的統(tǒng)計分析以確定給定最近的儀表讀數(shù)的情況下無異常假設(shè)的總體統(tǒng)計可能性。引擎207將基于對來自相同或不同儀表以及在同一時間或在給定時段上的多個異常的檢測提高事件的統(tǒng)計可能性，所述多個異常都一致指示事件的發(fā)生。例如，一個異常可表示事件的開始，另一異?？杀硎臼录淖兓蛘呤录慕Y(jié)束，并且分類引擎207將那些異常認(rèn)定為與單一事件相關(guān)。作為另一示例，在相似時間處以及源于相關(guān)位置的與流量增加相關(guān)的來自不同儀表的兩個異常將·都指示同一事件。在一個實施例中，試探法被用于基于根據(jù)時間統(tǒng)計數(shù)據(jù)的讀數(shù)的統(tǒng)計可能性與根據(jù)空間統(tǒng)計數(shù)據(jù)的讀數(shù)的統(tǒng)計可能性的組合確定儀表讀數(shù)的總體統(tǒng)計可能性。例如，如果歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)比較指示儀表的當(dāng)前讀數(shù)只有15%的可能性是這么高的，但是空間統(tǒng)計數(shù)據(jù)比較指示儀表的當(dāng)前讀數(shù)有95%的可能性是這么高，則總體的讀數(shù)可能性可能是有 75% 的可能性是這么高。例如參見 Koziol, James and TuckwelI, Henry, “A BayesianMethod for Combining Statistical Tests.，，Journal of Statistical Planning andInference 1999 :78 (1-2)，317-323，該文章通過引用被合并于此。分析引擎所檢測到的事件例如泄漏、爆裂、故障儀表、水盜用、通信故障、水質(zhì)量問題、無預(yù)期的消耗增加、消耗模式的改變、諸如異常儲存器水位或壓力之類的網(wǎng)絡(luò)故障等等。關(guān)于事件的更多細(xì)節(jié)可以被包括，例如事件的開始時間、事件的結(jié)束時間、事件的大小、與事件相關(guān)聯(lián)的總的水損失。事件確定和分類引擎207還生成關(guān)于每個事件的附加數(shù)據(jù)，例如開始時間、結(jié)束時間、事件的大小、事件的累計大小(例如從泄漏開始損失的總水量)、事件的類型、狀態(tài)和物理單位，例如壓力單位、pH或氯濃度。在一些實施例中，事件的大小是表示事件的大小或比重的值，例如關(guān)于超過正常狀況的額外流量、儀表誤算或氯含量變化的計算。該信息被存儲在數(shù)據(jù)庫208中以進(jìn)而被發(fā)送給接口 209。特定的異常輸出被映射到存儲在數(shù)據(jù)庫208中的特定事件字段。與事件相關(guān)聯(lián)的字段例如事件的類型(由事件確定和分類引擎207確定)、開始時間、結(jié)束時間、大小和事件類型的物理單位。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解通過使用多個預(yù)測器和異常檢測器，比較來自M個異常檢測器206的統(tǒng)計可能性可能導(dǎo)致檢測到的事件為異常的可信度增大，或者可能導(dǎo)致檢測到的事件為異常的可信度降低。在一個實施例中，事件確定和分類引擎207可以對從M個異常檢測器中的每個檢測器發(fā)送的事件或事件部分進(jìn)行等值加權(quán)。在另一實施例中，事件確定和分類引擎207可以基于預(yù)定義的配置為從M個異常檢測器中的每個檢測器發(fā)送的事件或事件部分分配權(quán)值。數(shù)據(jù)庫208接收來自事件確定和分類引擎207的信息以存儲在數(shù)據(jù)庫208中并且由輸出接口 209從數(shù)據(jù)庫208中獲取。事件跟蹤接口 210向系統(tǒng)的用戶提供事件列表。用戶可以通過選擇被列出的事件來查看各個事件和它們的相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。被發(fā)送給事件跟蹤接口 210的事件可以由系統(tǒng)的用戶過濾。例如，任務(wù)只是修補(bǔ)泄漏的用戶可以只查看泄漏事件，而系統(tǒng)的管理員可以查看每種類型的事件以及事件數(shù)據(jù)或事件的總體視圖。不同的用戶查看不同類型的事件，并且用戶的需求或責(zé)任可以決定用戶查看哪些事件。例如，泄漏管理者可以選擇只查看高可信度的泄漏事件或者那些大小高于某個固定閾值的泄漏。在另一實施例中，任務(wù)是監(jiān)控一個街區(qū)的用戶查看與位于該街區(qū)的儀表數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的事件。在另一示例中，水網(wǎng)絡(luò)201的管理者查看與水網(wǎng)絡(luò)201相關(guān)聯(lián)的全部事件，而水網(wǎng)絡(luò)200和201的管理者查看與兩個網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的全部事件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到可以由系統(tǒng)管理者管理的標(biāo)準(zhǔn)的基于角色的用戶接口、訪問控制和用戶管理方法可被用于提供這種對事件數(shù)據(jù)的訪問和報告的粒度。事件跟蹤接口 210中所表示的事件數(shù)據(jù)可包括事件開始時間、類型、位置、大小和狀態(tài)。此外，選擇事件的用戶還可以被呈現(xiàn)更詳細(xì)的信息，例如地圖、圖形、用戶所貼的關(guān)于所選擇事件的評論，以及引擎或用戶所做出的對所選擇事件、地圖、圖形等的注釋，這些下·面將進(jìn)行說明。作為更詳細(xì)的示例，事件跟蹤接口的用戶可以對事件進(jìn)行注釋，或者包括到其它事件或用戶接口對象的超鏈接。這些注釋例如作為HTML形式的字段從事件跟蹤接口被傳送，所述HTML形式的字段在web上被傳送并在數(shù)據(jù)庫208中被存儲在相關(guān)聯(lián)的事件記錄中以供系統(tǒng)的其它用戶查看。用戶還可以向系統(tǒng)的其它用戶分派事件或與事件相關(guān)的任務(wù)的所有權(quán)或責(zé)任。例如，泄漏分析師可以將某個被懷疑的泄漏分派給相鄰區(qū)帶的水工程師，詢問近期的維護(hù)是否可以解釋流量異常，或者分派給控制室管理者以推薦或請求調(diào)查和修補(bǔ)。提供給用戶的詳細(xì)事件信息包括將進(jìn)一步幫助用戶做出關(guān)于事件的明智決定并且相應(yīng)地采取措施的數(shù)據(jù)。例如，如果系統(tǒng)檢測到泄漏并將泄漏事件發(fā)送給210，則系統(tǒng)提供來自事件記錄的事件數(shù)據(jù)以及通過地圖、圖形等對數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)來顯示例如對當(dāng)前實際數(shù)值與預(yù)測的或過去的數(shù)值的比較。例如，一種對事件數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)可以采用圖形的形式，該圖形顯示隨事件變化的流動速率并且流動速率增大的部分被突出顯示以指示泄漏，以幫助用戶集中在事件的重要方面。事件跟蹤接口 210的樣本截圖在圖11到圖15中被示出。警報接口 211根據(jù)預(yù)定義的規(guī)則或策略進(jìn)行操作以識別特定事件，這些事件需要通過特定用戶所指定的計算機(jī)化的設(shè)備被指出給特定用戶。例如，用戶可以通過規(guī)則或策略指定具有指定大小的特定事件在被送給用戶的電子郵件消息中被發(fā)送，而更緊急的或者時間敏感的類型的事件或者具有更大的指定大小的事件通過文本、傳呼等被傳送到用戶的移動電話上。警報接口 211所生成的警報包含關(guān)于警報的某些指定數(shù)據(jù)以幫助用戶做出關(guān)于事件的明智決定。用戶可以就消息本身要包括多少細(xì)節(jié)以及有多少附加數(shù)據(jù)可供用戶獲取來對警報接口 211進(jìn)行配置，所述獲取例如通過到事件跟蹤接口 210中的條目的鏈接。報告接口 212是報告系統(tǒng)，該系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫208獲取事件數(shù)據(jù)并生成各種報告、表格、圖標(biāo)、圖形等來圖示事件或事件的集合。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，報告接口 212允許用戶根據(jù)諸如地理、時間、事件類型等之類的任何所需的字段或參數(shù)對事件和事件數(shù)據(jù)進(jìn)行合并。通過報告接口 212生成的報告允許諸如水網(wǎng)絡(luò)管理者之類的用戶更好地計劃未來對他們的網(wǎng)絡(luò)的修補(bǔ)或改善、儀表的放置或者與操作、設(shè)計、庫存及其它考慮因素相關(guān)的其它決定。專用系統(tǒng)接口 213是與水分配系統(tǒng)的操作者所使用的另一軟件程序接口的系統(tǒng)。例如，專用系統(tǒng)接口 213從數(shù)據(jù)庫208中獲取事件數(shù)據(jù)并將該事件數(shù)據(jù)的全部或指定部分輸入到故障單系統(tǒng)中以向維護(hù)人員通知泄漏或其它事件。故障報單軟件例如Numara 的Track-It! 。作為另一示例，事件數(shù)據(jù)可以被發(fā)送給工作流系統(tǒng)或者資產(chǎn)管理系統(tǒng)(例如IBM公司的Maximo 系統(tǒng))，以使得可以更方便地對事件采取措施。用于向用戶報告事件的事件數(shù)據(jù)被很好地進(jìn)行分類并且可以被適配以供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口使用。工作流系統(tǒng)接口的一個示例是 Handysoft 的Bizflow 。此外對于之前描述的任意實施例，單元203-209都可以位于諸如web服務(wù)器之類的服務(wù)器或服務(wù)器組上，并且可以利用應(yīng)用服務(wù)提供商(“ASP”)模型來為接口 209的用戶提供經(jīng)由web接口對警報和報告的訪問。圖3呈現(xiàn)了說明根據(jù)本發(fā)明實施例的用于監(jiān)控水網(wǎng)絡(luò)的方法的流程圖。在步驟301中，系統(tǒng)接收來自或關(guān)于水網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)(例如SCADA數(shù)據(jù))、GIS數(shù)據(jù)、操 作數(shù)據(jù)和來自水分配系統(tǒng)和其它源的外部事件數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可操作用于接收來自相同或其它源的其它類型的數(shù)據(jù)，并且可以被修改以用相同的分析方法處理這些數(shù)據(jù)。在一個實施例中，步驟301可以由圖I中的單元100來執(zhí)行，或者更具體地說是由圖2中的單元203來執(zhí)行。接下來，在步驟302中，系統(tǒng)利用這里所描述的統(tǒng)計模型及其它算法對所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在一個實施例中，步驟302可以由圖I中的單元100來執(zhí)行，或者更具體地說是由圖2中的單元204-208的任意組合來執(zhí)行。最后，在步驟303中，系統(tǒng)生成并顯示輸出，該輸出包括事件、警報、報告和圖形。在一個實施例中，步驟303可以由圖I中的單元106-112來執(zhí)行，或者更具體地說是由圖2中的單元210-214來執(zhí)行。圖4呈現(xiàn)了進(jìn)一步詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明實施例的用于監(jiān)控水網(wǎng)絡(luò)的方法的流程圖。在步驟401中，系統(tǒng)接收來自被分析的水網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)；該數(shù)據(jù)包括網(wǎng)絡(luò)中的儀表的標(biāo)識和地理位置。接下來，在步驟402中，系統(tǒng)選擇要被分析的至少一個儀表。接下來，在步驟403中，系統(tǒng)基于在步驟401中所接收的數(shù)據(jù)預(yù)測數(shù)值的可能分布。用于預(yù)測數(shù)值的可能分布的實施例參考圖5被討論。接下來，在步驟404中，系統(tǒng)在將預(yù)測值與實際值進(jìn)行比較之后確定是否存在統(tǒng)計上顯著的數(shù)值偏離。用于確定偏離的顯著性的實施例參考圖2被討論。如果沒有數(shù)值的偏離或者偏離不顯著，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟402并選擇要分析的下一個目標(biāo)。然而，如果系統(tǒng)確定數(shù)值的偏離是顯著的，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟405并檢測到異常。接下來，在步驟406中，系統(tǒng)對事件或事件部分進(jìn)行分類。接下來，在步驟406a中，系統(tǒng)確定事件或者相關(guān)的事件是否存在于數(shù)據(jù)庫中。如果事件或相關(guān)事件不存在于數(shù)據(jù)庫中，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟406b并在數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建事件。然而，如果事件或相關(guān)事件存在于數(shù)據(jù)庫中，則系統(tǒng)在步驟406c中更新數(shù)據(jù)庫中之前所存儲的事件。為了確定所檢測到的事件是否存在于數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)將所檢測到的事件與之前存儲在數(shù)據(jù)庫中的活動事件進(jìn)行比較。活動事件可以是仍在發(fā)生的事件，例如之前檢測到的尚未被修補(bǔ)的泄漏。在一個實施例中，為了確定仍在活動的事件，系統(tǒng)確定諸如泄漏之類的事件是否已結(jié)束。系統(tǒng)通過以下方式確定所檢測到的事件是否與之前所存儲的事件相關(guān)，所述方式即查看事件類型的相似度、所檢測到的事件和之前所存儲的事件(該之前所存儲的事件尚未結(jié)束)的開始時間、所檢測到的事件和之前所存儲的事件的位置或者可能作為相同物理真實世界的事件的替代或部分檢測將兩個或多個事件關(guān)聯(lián)起米的任何其它數(shù)據(jù)字段。在一個實施例中，當(dāng)系統(tǒng)在步驟406c中更新事件時，事件記錄仍作為同一事件保留在數(shù)據(jù)庫中，使得監(jiān)控之前存儲的事件的用戶將觀察被檢測到的事件及其對之前存儲的事件的狀態(tài)的影響。接下來，在步驟407中，系統(tǒng)將事件和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)提供給能夠報告或存儲數(shù)據(jù)的接口或其它系統(tǒng)。在一個實施例中，與事件一起被提供的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)是與檢測事件相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。例如，如果系統(tǒng)檢測到并分類為泄漏事件，則提供給用戶接口的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)可以是顯示泄漏的位置的地圖，以及顯示在一段時間內(nèi)流動速率的差異(該差異促使系統(tǒng)發(fā)布事件)的圖形。在步驟408中，系統(tǒng)選擇下一個監(jiān)控目標(biāo)，并且系統(tǒng)繼續(xù)檢測網(wǎng)絡(luò)中的其它儀表的異常。圖5呈現(xiàn)了說明在圖4的步驟403中的用于數(shù)值預(yù)測的方法的流程圖。在圖5中，系統(tǒng)在步驟501中通過首先選擇屬性來進(jìn)行預(yù)測。一般來說，屬性是數(shù)據(jù)的集合，例如來自給定儀表的歷史數(shù)據(jù)。歷史儀表數(shù)據(jù)可以包括儀表讀數(shù)和針對該儀表讀數(shù)的相應(yīng)的日期和時間。在一個實施例中，基于來自要分析的儀表的歷史數(shù)據(jù)與來自被選擇的相對應(yīng)的一個或多個儀表的歷史數(shù)據(jù)的緊密相關(guān)性，所選擇的屬性是針對所述相對應(yīng)的一個或多個儀表 的歷史儀表數(shù)據(jù)。圖6描述了基于與來自要分析的儀表的歷史數(shù)據(jù)的緊密相關(guān)性確定相應(yīng)的儀表的一個實施例。接下來，在步驟502中，系統(tǒng)可以根據(jù)誤差測量(例如利用線性回歸和均方根誤差(RMSE)測量)來確定所選擇屬性的最合適的組合。最合適的組合產(chǎn)生關(guān)于所選擇屬性的函數(shù)，該函數(shù)估計要被預(yù)測的數(shù)據(jù)集。接下來，在步驟503中，系統(tǒng)通過應(yīng)用步驟502中所得到的函數(shù)與來自所選擇屬性的數(shù)據(jù)來預(yù)測所選擇屬性的可能值分布。所得到的數(shù)據(jù)集包括針對儀表的可能值分布。接下來，所得到的數(shù)據(jù)集從單元205中的預(yù)測器到圖2的單元206中相應(yīng)的異常檢測器。一般來說，可以通過選擇諸如儀表數(shù)據(jù)集之類的若干屬性并將它們組合以產(chǎn)生對為其生成預(yù)測的數(shù)據(jù)集的近似來生成預(yù)測。在一個實施例中，“獨立的屬性選擇”，屬性選擇通過選擇每個具有與被分析的數(shù)據(jù)集的最佳匹配的N個數(shù)據(jù)集來進(jìn)行。例如，如果所使用的誤差計量是均方根誤差(RMSE)并且屬性要被進(jìn)行仿射組合，則被選擇的數(shù)據(jù)集將是每個在最佳匹配仿射變換下就RMSE而言最好地近似了被分析的數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)集。為此，系統(tǒng)為每個數(shù)據(jù)集找到最合適的參數(shù)(就近似被分析的數(shù)據(jù)集而言)，并且記錄利用最佳參數(shù)的每個數(shù)據(jù)集所得到的近似誤差；系統(tǒng)選擇具有最低誤差的數(shù)據(jù)集(最佳匹配)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，找到最合適的參數(shù)可以通過公知的方法來實現(xiàn)，例如線性回歸。在另一實施例中，“窮盡屬性選擇”，屬性選擇通過探查可用于預(yù)測的所有可能的N元組數(shù)據(jù)集選擇使預(yù)測誤差最小的N個數(shù)據(jù)集。對于每個N元組，系統(tǒng)找到最合適的參數(shù)(來近似被分析的數(shù)據(jù)集，就諸如RMSE之類的特定誤差計量而言)，記錄所得到的近似誤差，并選擇具有最低誤差(最佳匹配)的N元組。在一個實施例中，“遞增屬性選擇”，屬性選擇通過一次一個地選擇N個數(shù)據(jù)集，以使得每個增加的數(shù)據(jù)集在生成已選擇的數(shù)據(jù)集與新的數(shù)據(jù)集的最合適的組合時實現(xiàn)對近似誤差的最大程度的減小。在步驟K+1中，當(dāng)K個數(shù)據(jù)集已經(jīng)被選擇時(K<N)，系統(tǒng)通過找到最合適的參數(shù)并記錄針對由K個已選擇的數(shù)據(jù)集與可用于預(yù)測的其它數(shù)據(jù)集中的一個數(shù)據(jù)集構(gòu)成的所有K+1個數(shù)據(jù)集的集合的近似誤差，來確定要加入K個數(shù)據(jù)集的第K+1個數(shù)據(jù)集；系統(tǒng)選擇得到最低誤差(最佳匹配)的附加數(shù)據(jù)集。圖7提供了“遞增屬性選擇”的一個實施例的流程圖。在步驟701中，系統(tǒng)選擇第一數(shù)據(jù)集或儀表數(shù)據(jù)以添加到所選擇的屬性。第一數(shù)據(jù)集可以基于具有與被分析的儀表數(shù)據(jù)的高相關(guān)性而被選擇。接下來在步驟702中，系統(tǒng)通過確定N(組合中的數(shù)據(jù)集的數(shù)目)是否小于K (設(shè)計者允許組合的數(shù)據(jù)集的預(yù)定數(shù)目)來確定另一數(shù)據(jù)集合是否應(yīng)當(dāng)被添加到數(shù)據(jù)集中。如果不是，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟708并進(jìn)行分析。如果另一數(shù)據(jù)集合要被添加到數(shù)據(jù)集中，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟703并選擇第二個數(shù)據(jù)集合以添加到數(shù)據(jù)集中。接下來在步驟704中，系統(tǒng)找到針對數(shù)據(jù)集中的所有數(shù)據(jù)集合的最合適的參數(shù)，然后在步驟705中記錄針對數(shù)據(jù)集中的所有數(shù)據(jù)集合的近似誤差。接下來，在步驟706中，系統(tǒng)確定所添加的數(shù)據(jù)集是否通過確定最佳匹配參數(shù)而實現(xiàn)了最低誤差。如果所添加的數(shù)據(jù)集沒有實現(xiàn)最低誤差，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟702。但是，如果第二個數(shù)據(jù)集合實現(xiàn)了最低誤差，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟707并將第二個數(shù)據(jù)集合添加到數(shù)據(jù)集中。然后系統(tǒng)進(jìn)行到步驟702。
在這些屬性選擇的實施例中的每一個實施例之后，利用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的任意方法(例如線性回歸)來進(jìn)行參數(shù)選擇，以生成就所使用的誤差計量(例如RMSE)而言對所有被選擇數(shù)據(jù)集的最合適的仿射組合。在一個實施例中，幾種不同的回歸或回歸方法被并行使用，并且結(jié)果是各個回歸結(jié)果的中值或平均值或類似的組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，“獨立屬性選擇”是這些實施例中計算速度最快但是最不準(zhǔn)確的，“窮盡屬性選擇”是計算速度最慢但是最準(zhǔn)確的，而“遞增屬性選擇”可以提供中等計算速度和中等的準(zhǔn)確度。一般來說，可用于生成預(yù)測的數(shù)據(jù)集包括系統(tǒng)所接收到的儀表數(shù)據(jù)集中的全部或一些，例如所有儀表讀數(shù)的時間序列和那些數(shù)據(jù)集的變換(例如儀表讀數(shù)的時間序列的時間偏移)。在一個實施例中，可用于預(yù)測的數(shù)據(jù)集(屬性選擇必須從中選出N個數(shù)據(jù)集的屬性)是針對除被分析儀表以外的儀表的數(shù)據(jù)集，以及針對被分析的儀表及其它儀表的數(shù)據(jù)集的特定時間偏移。時間偏移對應(yīng)于數(shù)據(jù)中所預(yù)期的時間周期(例如一天、一周和一年)的倍數(shù)。例如，其數(shù)據(jù)集被考慮的其它儀表可以是整個可用儀表的集合或者測量同一量的儀表的集合(例如流量儀表，如果被分析的儀表是流量儀表)，或者只是相距被分析儀表很遠(yuǎn)的儀表，以使得被分析儀表所登記的本地事件不可能通過網(wǎng)絡(luò)靠水力傳播到這些遠(yuǎn)端儀表中的任一個上。在一個實施例中，所使用的儀表數(shù)據(jù)可以是所接收到的原始儀表數(shù)據(jù)的處理后的版本，并且可以進(jìn)一步根據(jù)整個歷史數(shù)據(jù)在時間上進(jìn)行限制。例如，用于以上分析的數(shù)據(jù)集可以是開始于當(dāng)前時間之前70天且結(jié)束于當(dāng)前時間之前7天、在連續(xù)的6小時時間段上計算的平均儀表值(每6個小時每個儀表有一個平均值)。例如，這可以去除由于要被檢測的正在發(fā)生的效應(yīng)而造成的任何關(guān)于儀表之間的近期差異的不想要的影響；可能存在于很長時間之前(例如在另一季節(jié)期間)的任何不相關(guān)的差異；以及短暫的一天內(nèi)的差異。圖6呈現(xiàn)了說明用于為相應(yīng)的儀表預(yù)測選擇相應(yīng)數(shù)據(jù)的方法的流程圖。圖6示出了以上所提到的選擇算法的簡單的子情況，其中來自單獨儀表的單一數(shù)據(jù)集被選擇作為相應(yīng)的數(shù)據(jù)集。這利用了這樣的觀察信息，即距離較遠(yuǎn)的儀表通常不會受到相同的局部事件的影響，例如儀表中的一個的泄漏下流，但是可能會類似地受到全局消耗或網(wǎng)絡(luò)事件的影響(例如溫暖的天氣或者體育事件)，從而防止很多可能的錯誤警報。在步驟601中，系統(tǒng)選擇包括來自儀表的歷史數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)集。歷史數(shù)據(jù)包括壓力和流量值以及與壓力和流量讀數(shù)相關(guān)聯(lián)的時間。接下來，在步驟602中，系統(tǒng)選擇第二數(shù)據(jù)集，該第二數(shù)據(jù)集包括來自儀表的歷史數(shù)據(jù)。在一個實施例中，第二數(shù)據(jù)集是來自與第一數(shù)據(jù)集所表示的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備物理上不同且在水力上沒有很強(qiáng)的連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)。例如，第一數(shù)據(jù)集與位于曼哈頓的儀表相關(guān)聯(lián)，而第二數(shù)據(jù)集與位于皇后區(qū)的儀表相關(guān)聯(lián)。所選擇的位置可以是足夠遠(yuǎn)的或者是充分遠(yuǎn)離被分析的儀表的，以使得數(shù)據(jù)集不是在水力上有連接關(guān)系的，因此不會受相同異?；蚴录挠绊懀缢鼈兊乃鲃硬粫艿较嗤孤┑挠绊?，一個地方水質(zhì)量的變化不會影響另一地方等等。但是，雖然第二數(shù)據(jù)集將不受同一本地水事件的影響，但是兩個數(shù)據(jù)集仍然可能受到同一區(qū)域或全局事件的影響，例如溫暖的一天或者城市范圍的體育事件。在另一實施例中，第二數(shù)據(jù)集是來自第一數(shù)據(jù)集所表示的同一儀表的不同時間段的數(shù)據(jù)集。例如，第一數(shù)據(jù)集來自儀表1，而第二數(shù)據(jù)集也來自儀表I但是表示來自三天前的數(shù)據(jù)。接下來，在步驟603中，系統(tǒng)將第一數(shù)據(jù)集的歷史數(shù)據(jù)與第二數(shù)據(jù)集的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以確定兩個儀表之間是否存在很緊密的相關(guān)性。相關(guān)性可以根據(jù)本領(lǐng)域中已知的標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)來確定。一些本領(lǐng)域中已知的現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)在Miles, Jeremy and Shevlin, Mark，Applying Regression and Correlation A Guide for Students and Researchers,Sage Publications Ltd. (2000)，ISBN 0761962301 中進(jìn)行了描述。如果相關(guān)值超過預(yù)定閾值，則相關(guān)性可以被認(rèn)為是緊密的，在這種情況下系統(tǒng)進(jìn)行到步驟604。例如，如果所使用的相關(guān)性計量是范圍是從O到I的R-squared(也稱為決定系數(shù))，則如果所計算出的R-squared高于預(yù)定義的值(例如0. 9)，則系統(tǒng)可以將儀表認(rèn)定為相對應(yīng)的儀表。在步驟604中，系統(tǒng)確定是否需要另一個相對應(yīng)的數(shù)據(jù)集。在一個實施例中，另一相對應(yīng)的數(shù)據(jù)集可能被需要以實現(xiàn)更準(zhǔn)確的異常檢測，并且系統(tǒng)進(jìn)行到步驟602。如果不再需要相對應(yīng)的數(shù)據(jù)集，則系統(tǒng)在步驟605中如參考圖5所討論的那樣進(jìn)行分析。然而，返回到步驟603，在另一示例中，如果相關(guān)性值低于閾值，則系統(tǒng)可以認(rèn)定數(shù)據(jù)集不是緊密相關(guān)的，在這種情況下，系統(tǒng)進(jìn)行到步驟602并且另一數(shù)據(jù)集被選擇。在一些實施例中，預(yù)測器所用的數(shù)據(jù)可以包括可用于網(wǎng)絡(luò)分析引擎的其它數(shù)據(jù)形式，例如操作和外部數(shù)據(jù)，如上所述。這些數(shù)據(jù)可以被用于例如進(jìn)一步限制、增強(qiáng)或劃分儀表數(shù)據(jù)。作為說明，預(yù)測器可以利用這些數(shù)據(jù)以使得只有來自之前節(jié)假日(非正常工作日)的數(shù)據(jù)被用于預(yù)測當(dāng)前節(jié)假日的值，或者抵消非季節(jié)性天氣、已知的網(wǎng)絡(luò)事件或者臨時性網(wǎng)絡(luò)變化的影響。圖8呈現(xiàn)了說明用于檢測和登記水泄漏事件的方法的流程圖。在步驟801中，系統(tǒng)獲得來自水分配系統(tǒng)的經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)據(jù)。接下來，在步驟802中，系統(tǒng)根據(jù)N個統(tǒng)計預(yù)測模型執(zhí)行N個統(tǒng)計預(yù)測。接下來，在步驟803中，并且對于每個預(yù)測器，系統(tǒng)將預(yù)測數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以確定是否存在統(tǒng)計上顯著的偏離。如果對于特定預(yù)測器不存在統(tǒng)計上顯著的偏離，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟807并且沒有事件被生成。在步驟807處，系統(tǒng)進(jìn)行到步驟808以選擇來自水網(wǎng)絡(luò)的另一組儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。然而，在步驟803中，如果針對特定預(yù)測器存在統(tǒng)計上顯著的偏離，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟804并且檢測到異常。接下來，在步驟805中，異?？梢员环诸悶楦鶕?jù)參考圖4提供的示例討論的事件。例如，如果系統(tǒng)根據(jù)不同的預(yù)測器模型發(fā)布了關(guān)于統(tǒng)計上顯著的連續(xù)流量增加的異常和統(tǒng)計上顯著的短期壓力減小(后面跟著壓力修正)的異常，則這些異常在步驟805中被分類為泄漏事件的開始。在稍后的時間點處，如果系統(tǒng)檢測到類似大小的相應(yīng)的流量降低異常，則該異常被分類為該泄漏事件的結(jié)束。在步驟805中對偏離進(jìn)行分類的另一種方法是利用外部數(shù)據(jù)來確認(rèn)或駁斥步驟804中所檢測到的異常。例如，如果進(jìn)行分析的那一天是節(jié)假日，在這一天中例如住宅用水模式可能有顯著變化，則相對于預(yù)測數(shù)據(jù)的較大的統(tǒng)計偏離可以提高識別漏水事件所需要的統(tǒng)計閾值。在另一示例中，體育事件可能觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)中的一個區(qū)域中的水消耗的增加，并且系統(tǒng)可以被配置以利用該信息作為外部數(shù)據(jù)來確認(rèn)或駁斥事件的存在。在其它實施例中，系統(tǒng)可以通過對產(chǎn)生異常的數(shù)據(jù)應(yīng)用附加限制來駁斥所檢測到的異常。例如，系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)操作者可以決定僅對應(yīng)于這樣的泄漏提供警報，所述泄漏越過了特定的大小閾值、偏離預(yù)期值的持續(xù)時間超過了指定的時間段或者在一段時間內(nèi)以特定的頻率發(fā)生。系統(tǒng)檢測泄漏的敏感性可至少部分取決于用戶確定的大小閾值或者泄漏至少持續(xù)了指定的時間段。
接下來，在步驟806中，系統(tǒng)登記諸如泄漏之類的事件并且還提供所檢測到的泄漏的特征。所述特征可以包括泄漏的大小、泄漏增加的趨勢或速度和至今泄漏的總水量。泄漏警報和泄漏的特征可以被存儲在圖2中的類似數(shù)據(jù)庫的單元208中，并且還可以在圖2的輸出210-214中的任一個上被再現(xiàn)。在步驟806中登記事件之后，系統(tǒng)進(jìn)行到步驟808以選擇來自網(wǎng)絡(luò)的另一組儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。圖9呈現(xiàn)了說明用于檢測故障儀表異常的方法的流程圖。在步驟901中，系統(tǒng)選擇要分析的數(shù)據(jù)集。單元902和905-909表示各種預(yù)測器和異常檢測器，確定實際和預(yù)測值的任何偏離的統(tǒng)計顯著性。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解每個單元902和905-909或者這些單元的任意組合可以被用于確定可能值和發(fā)布異常。此外，系統(tǒng)可以通過同時或按任意順序相繼執(zhí)行這些單元的任意組合來進(jìn)行操作。繼續(xù)圖9中的流程圖所示的實施例，單元902所表示的預(yù)測器和異常檢測器確定是否存在被傳送值的統(tǒng)計上的顯著偏離，超過了可以用真實網(wǎng)絡(luò)事件可以解釋的，例如泄漏。單元903-905所表示的預(yù)測器和異常檢測器確定當(dāng)?shù)谝粩?shù)據(jù)集與第二數(shù)據(jù)集相關(guān)時，是否存在統(tǒng)計上顯著的時鐘飄移偏離。預(yù)測器和異常檢測器通過在步驟903中選擇參考數(shù)據(jù)集或多個數(shù)據(jù)集，然后在步驟904中將第一數(shù)據(jù)集與參考數(shù)據(jù)集相關(guān)來進(jìn)行操作。參考數(shù)據(jù)集可以包括通常具有與被分析儀表有緊密相關(guān)性的值的一個或多個儀表。接下來，系統(tǒng)進(jìn)行到步驟905以通過尋找產(chǎn)生最佳相關(guān)性的時間偏移來確定儀表是否表現(xiàn)出統(tǒng)計上顯著的時鐘飄移。如果儀表確實表現(xiàn)出時鐘飄移(即，如果最佳時間偏移與O有顯著差異)，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟910并發(fā)布故障儀表事件。單元906所表示的預(yù)測器和異常檢測器確定是否是固定值被發(fā)送。系統(tǒng)確定是否是固定值或者不隨時間變化的數(shù)據(jù)在步驟904中被發(fā)送。如果儀表在非常長的時間內(nèi)發(fā)送固定、基本固定或者經(jīng)常固定的值，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟910并且發(fā)布故障儀表事件。單元907所表示的預(yù)測器和異常檢測器確定短期波動是太高還是太低。如果短期波動太高或太低，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟909并且發(fā)布故障儀表警報。單元908所表示的預(yù)測器和異常檢測器確定是否存在相對于通常被發(fā)送數(shù)據(jù)量的統(tǒng)計上的顯著偏離。如果遠(yuǎn)少于或遠(yuǎn)多于通常數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)量被發(fā)送，則系統(tǒng)產(chǎn)生異常。例如，如果三天內(nèi)儀表都沒有發(fā)送數(shù)值，則系統(tǒng)產(chǎn)生異常。然而，如果預(yù)測發(fā)送的數(shù)據(jù)量與實際發(fā)送的數(shù)據(jù)量之間的偏離不是統(tǒng)計上顯著的，則不產(chǎn)生異常。單元909所表示的預(yù)測器和異常檢測器確定數(shù)值是否不被其它網(wǎng)絡(luò)儀表支持。例如，質(zhì)量守恒可能指示第一流量表處的讀數(shù)必須比在其下行的第二流量表的讀數(shù)或者若干其它儀表讀數(shù)的總和大。如果這種“不可能的”值被發(fā)現(xiàn)，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟910并發(fā)布故障儀表事件。在步驟910中發(fā)布事件之后，系統(tǒng)在步驟911中選擇下一個目標(biāo)進(jìn)行分析并且繼續(xù)分析網(wǎng)絡(luò)中的其它故障儀表。圖10圖示了描述用于提供無預(yù)期消耗或盜用異常的實施例的流程圖。單元1003-1005表示各種預(yù)測器和異常檢測器，確定實際和預(yù)測值的任何偏離的統(tǒng)計顯著性。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解每個單元1003-1005或者這些單元的任意組合可以被用于確定可能值和發(fā)布異常。此外，系統(tǒng)可以通過同時或按任意順序相繼執(zhí)行這些單元的任意組合來進(jìn) 行操作。在步驟1001中，系統(tǒng)選擇水網(wǎng)絡(luò)中的儀表以分析無預(yù)期的水消耗或水盜用。在另一實施例中，系統(tǒng)選擇水網(wǎng)絡(luò)的一部分或者整個水網(wǎng)絡(luò)來分析無預(yù)期的水消耗或水盜用。接下來，在步驟1002中，如果系統(tǒng)檢測到所選擇儀表或網(wǎng)絡(luò)分區(qū)的流量增加，則系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)一步對異常進(jìn)行分類，如單元1003-1005所表示的。在一個實施例中，系統(tǒng)可檢測超過歷史儀表數(shù)據(jù)的流量增加并應(yīng)用參考圖2討論的統(tǒng)計分析。在另一實施例中，系統(tǒng)可以通過分析來自儀表的實時數(shù)據(jù)來檢測流量的增加。單元1003所表示的預(yù)測器和異常檢測器確定是否存在與消耗模式的統(tǒng)計上顯著的流量增加匹配。在步驟1003中，系統(tǒng)可以利用之前存儲的消耗模式分析當(dāng)前流量增加。之前存儲的消耗模式可以包括去年或任意其它時間幀的儀表或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以方便實現(xiàn)關(guān)于確定消耗模式的分析。如果流量增加與消耗模式匹配，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟1006以確定事件是否可以用另一因素解釋。單元1004所表示的預(yù)測器和異常檢測器確定是否存在類似時間中的統(tǒng)計上顯著的流量增加的再次發(fā)生。例如，系統(tǒng)分析儀表或系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)以確定消耗模式的周期性。如果存在再次發(fā)生的流量增加并且這在過去沒有進(jìn)一步發(fā)生，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟1006以確定事件是否可以用另一因素來解釋。單元1005所表示的預(yù)測器和異常檢測器確定是否存在統(tǒng)計上顯著的每次具有相似大小的再次發(fā)生的流量。在一個實施例中，系統(tǒng)將流量增加的時段與儀表或網(wǎng)絡(luò)的其它歷史流量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以確定在再次發(fā)生的時段中流量大小的增加是否幾乎是固定的。如果系統(tǒng)檢測到每次都有相似的大小，并且這在過去沒有再發(fā)生過，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟1006以確定事件是否可以用另一因素解釋。在步驟1006中，系統(tǒng)確定所檢測到的事件是否可以被外部或操作數(shù)據(jù)駁斥。在一個示例中，系統(tǒng)分析操作數(shù)據(jù)以確定是否存在到要分析的地址點的授權(quán)進(jìn)入。在另一示例中，如果在一個儀表處的流量增加和相同區(qū)域的另一儀表處有對應(yīng)的相似大小的流量降低指示有流量的變化但是該區(qū)域中的總消耗不變，則系統(tǒng)駁斥所檢測到的事件。如果在步驟1006中系統(tǒng)沒有駁斥所檢測到的事件，則在步驟1007中系統(tǒng)提供無預(yù)期或未授權(quán)的消耗或盜用事件。然而，如果系統(tǒng)駁斥了事件，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟1008.接下來，在步驟1008中，系統(tǒng)選擇下一個目標(biāo)進(jìn)行分析并且繼續(xù)分析網(wǎng)絡(luò)中的其它無預(yù)期或未授權(quán)的消耗或盜用事件。圖11圖示了描述用于提供水質(zhì)量異常警報的實施例的流程圖。在步驟1101中，系統(tǒng)選擇來自第一地址點的數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析。單元1103,1104和1106表示各種預(yù)測器和異常檢測器，確定實際和預(yù)測值的任何偏離的統(tǒng)計顯著性。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解每個單元1103，1104和1106或者這些單元的任意組合可以被用于確定可能值和發(fā)布異常。此外，系統(tǒng)可以通過同時或按任意順序相繼執(zhí)行這些單元的任意組合來進(jìn)行操作。單元1103所表示的預(yù)測器和異常檢測器確定在步驟1102中所選擇的至少兩個地址點中是否存在統(tǒng)計上顯著的氯含量、渾濁度或PH的變化，所述變化超過水網(wǎng)絡(luò)管理者所設(shè)定的預(yù)定閾值。系統(tǒng)可以在步驟1102中選擇至少兩個或多個相鄰地址點。所選擇的多個地址點還可以幫助系統(tǒng)更準(zhǔn)確地預(yù)測水質(zhì)量異常。如果系統(tǒng)在步驟1103中檢測到變化，·則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟1105以決定事件是否應(yīng)當(dāng)被報告。單元1104所表示的預(yù)測器和異常檢測器確定在來自所選擇地址點的所選擇儀表處是否存在統(tǒng)計上顯著的渾濁度增加，并且如果是，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟1105以決定事件是否應(yīng)當(dāng)被報告。單元1106所表示的預(yù)測器和異常檢測器確定在相同地址點處是否存在統(tǒng)計上顯著的氯含量降低。如果在該地址點處存在氯含量的降低，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟1105以決定事件是否應(yīng)當(dāng)被報告。在步驟1105中，系統(tǒng)接收來自單元1103，1104和1106的事件并確定事件應(yīng)當(dāng)被報告還是被取消。取消事件的一個原因是如果存在統(tǒng)計上顯著的壓力下降、流量增加或者到步驟1101中所選擇的地址點的授權(quán)進(jìn)入。在一個實施例中，到該地址點的授權(quán)進(jìn)入可以包括建筑人員對該地址點的修繕，這可能導(dǎo)致在所選擇儀表處暫時的渾濁度升高。顯著的短期壓力下降例如可能指示泄漏事件或網(wǎng)絡(luò)干擾，這應(yīng)當(dāng)被當(dāng)作是看上去是質(zhì)量異常的事件的根本原因。然而，因為修繕可能是相對簡單的，所以系統(tǒng)可能不希望由于臨時的修繕而發(fā)出異常警報，并且系統(tǒng)進(jìn)行到步驟1108以選擇另一數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析。如果系統(tǒng)沒有檢測到壓力下降、流量增加或者到該地址點的授權(quán)進(jìn)入，則系統(tǒng)進(jìn)行到步驟1107并且提出水質(zhì)量事件。在步驟1107中提出事件之后，系統(tǒng)在步驟1108中選擇下一個目標(biāo)進(jìn)行分析，并繼續(xù)分析網(wǎng)絡(luò)的其它水質(zhì)量事件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解其它實施例可以類似地在考慮可能暫時影響其它水質(zhì)量參數(shù)和指示符的網(wǎng)絡(luò)事件或活動的情況下處理其它水質(zhì)量參數(shù)和指示符。圖12圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的事件跟蹤接口所生成的用戶接口( “Π”)的屏幕截圖。圖12中的屏幕向用戶顯示檢測到的事件和它們的關(guān)聯(lián)信息。用戶可以例如是任務(wù)為監(jiān)控待分析水網(wǎng)絡(luò)的水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的工人。圖12包括Π屏幕截圖1201，該截圖包括用于更新狀態(tài)的區(qū)塊1202、事件列表板1203、圖形1204、事件信息1205、圖形1206和地圖1207。在一個實施例中，UI 1201是用戶通過網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)可瀏覽的web頁面。此外，更新狀態(tài)1202通知用戶系統(tǒng)監(jiān)控水網(wǎng)絡(luò)的異常的最后日期和時間。事件列表板1203向用戶提供之前檢測到的事件的列表、事件的日期、時間、位置和狀態(tài)。此外，事件列表板1203還允許個人查看用戶接口 1201以選擇事件列表板1203中的事件。與所選擇事件相關(guān)聯(lián)的詳細(xì)信息被再現(xiàn)為事件信息1205、圖形1204和1206以及地圖1207。事件信息1205包括例如異常的開始時間、異常的結(jié)束時間、異常的大小、與異常相關(guān)聯(lián)的總水損失量以及系統(tǒng)用戶所給出的任何評論。用戶或系統(tǒng)所給出的評論還可以提供到系統(tǒng)所存儲的其它事件的超鏈接。圖形1204和1206包括關(guān)于用戶所選擇的事件的詳細(xì)信息，例如在相關(guān)儀表處的實際和預(yù)測(日常)水流量的可視比較。此外，用戶接口 I 201利用與所選擇事件相關(guān)聯(lián)的GIS數(shù)據(jù)在地圖1207上顯示事件的位置。在一個實施例中，事件與特定儀表相關(guān)聯(lián)，并且儀表的位置在地圖1207上被示出。事件地圖1207還被使得限制受被刪除事件影響的網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域，或者其中統(tǒng)計上可能包含確切的事件位置的估計區(qū)域。圖2中的數(shù)據(jù)庫208或者甚至是事件確定和分類引擎207可以支持交互式軟件應(yīng)用，該應(yīng)用將儀表數(shù)據(jù)、警報、報告、統(tǒng)計分析和水網(wǎng)絡(luò)的地圖與用戶接口關(guān)聯(lián)起來以允許系統(tǒng)的用戶很容易地辨認(rèn)水泄漏或其它事件的位置。用戶接口可以置于數(shù)據(jù)庫208上，并且被呈現(xiàn)給單元209所表示的任意個接口。在另一實施例中，事件確定和分類引擎207可操作為將信息直接發(fā)送給單元210，21 1，212，213，214。圖13圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的事件跟蹤接口所生成的UI的屏幕截圖。 圖13中的屏幕向用戶顯示檢測到的事件和它們的關(guān)聯(lián)信息。用戶可以例如是任務(wù)為監(jiān)控待分析水網(wǎng)絡(luò)的水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的工人。圖13包括Π 1301，該Π包括事件列表板1302、圖形1303和1304、地圖1305和事件信息1306。在一個實施例中，UI 1301是用戶通過網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)可瀏覽的web頁面。此外，事件列表板1302向用戶提供之前檢測到的事件的列表、事件的日期、時間、儀表位置和狀態(tài)。此外，事件列表板1302還允許個人查看UI 1301以選擇事件列表板1302中的事件。與所選擇事件相關(guān)聯(lián)的詳細(xì)信息被再現(xiàn)為事件信息1306、圖形1303和1304以及地圖1305。用戶接口 1301利用與所選擇事件相關(guān)聯(lián)的GIS數(shù)據(jù)在地圖1305上顯示事件的位置或近似位置。在一個實施例中，地圖1305可操作為顯示登記事件的多個儀表的位置。圖14圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的事件跟蹤接口所生成的另一Π的屏幕截圖。圖14中的屏幕顯示與檢測到的事件或者被選擇的儀表或網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。用戶可以例如是任務(wù)為監(jiān)控待分析水網(wǎng)絡(luò)的水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的工人。更具體而言，圖14給出了圖形模塊，該模塊呈現(xiàn)出系統(tǒng)所收集的數(shù)據(jù)并允許用戶進(jìn)一步探查、定制和修改系統(tǒng)針對每個事件所提供的圖形或者通過各種可視方式且利用系統(tǒng)的一些預(yù)處理功能獨立地探查數(shù)據(jù)。圖14包括Π 1401、儀表列表和圖形控制面板1402、圖形1403和更新狀態(tài)1404。在一個實施例中，UI 1401是用戶通過網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)可以瀏覽的web頁面。Π 1401的用戶可以從儀表列表和圖形控制面板1402中選擇一個或多個儀表和各種圖形類型。與所選擇儀表相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)可以在圖形1403中被產(chǎn)生。圖形1403中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以是系統(tǒng)所獲得的任何信息。更新狀態(tài)1402通知用戶系統(tǒng)監(jiān)控水網(wǎng)絡(luò)的異常的最后日期和時間。圖15圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的報告接口所生成的Π的屏幕截圖。圖15中的屏幕向用戶顯示所檢測到的事件及其關(guān)聯(lián)信息的總體概覽。用戶例如可以是任務(wù)為監(jiān)控待分析的水網(wǎng)絡(luò)的水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的工人。圖15包括Π1501、概覽選擇面板1502、事件計數(shù)面板1503和1504、地圖1505和圖形1506。在一個實施例中，UI 1501是用戶通過網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)可瀏覽的web頁面。此外，概覽面板1502為用戶提供顯示在所選擇時間段內(nèi)的事件合集的選項。用戶可以基于儀表值、事件、日期和事件的狀態(tài)來選擇對事件的顯示。與概覽選擇面板1502中的用戶選擇相關(guān)聯(lián)的詳細(xì)信息被再現(xiàn)為事件計數(shù)面板1503和1504、地圖1505和圖形1506。概覽選擇面板1502允許用戶根據(jù)事件的各個字段和特征對事件進(jìn)行分類和過濾，例如只查看近期未解決的事件、根據(jù)類型分類的事件，并且更新事件狀態(tài)和其它工作流程的特征。這遵循本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的軟件工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。事件計數(shù)面板1504和1505根據(jù)時間段顯示事件的數(shù)目、事件類型和位置。在一個實施例中，事件計數(shù)面板1504和1505顯示與不同時間段相對應(yīng)的事件，允許用戶比較和對照隨時間變化的網(wǎng)絡(luò)行為。地圖1505顯示區(qū)域內(nèi)正在發(fā)生或之前已經(jīng)發(fā)生的事件的位置及其它信息。在一個實施例中，地圖顯示事件并突出顯示具有多個事件的區(qū)域具有較少事件的位置可以被顯示為綠色，而具有很多事件的位置可以被顯示為紅色。圖形1506操作為顯示在一段時間內(nèi)事件的數(shù)目和類型的變化。在一個實施例中，圖形1506顯示在兩個連續(xù)月份期間發(fā)生的事件的類型和數(shù)目，例如允許用戶比較和分析近期趨勢。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解系統(tǒng)所收集的任何信息可以在圖形1506上被再現(xiàn)以更好地幫助用戶監(jiān)控水分配網(wǎng)絡(luò)。
圖I到15是用于說明本發(fā)明的概念性圖示。應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的實施例的各個方面可以用硬件、固件、軟件或者它們的組合來實現(xiàn)。在這些實施例中，各個組件和/或步驟將用硬件、固件和/或軟件來實現(xiàn)以執(zhí)行本發(fā)明的功能。就是說，同一個硬件、固件或軟件模塊可以執(zhí)行所圖示的方框(例如組件或步驟)中的一個或多個。還應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不僅應(yīng)用于水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，還應(yīng)用于任何類型的分配系統(tǒng)。其它類型的分配系統(tǒng)可以是汽油、廢水或污水、天燃?xì)?、電、電報或者涉及從一個區(qū)域到消費者的液態(tài)或流動資源的其它能力傳送系統(tǒng)。實際上，本發(fā)明可以被應(yīng)用于具有在網(wǎng)絡(luò)中的任意位置處的測量諸如流量、壓力、質(zhì)量或數(shù)據(jù)流動本身之類的分配參數(shù)的儀表或傳感器的任何分配或收集系統(tǒng)。在軟件實現(xiàn)方式中，計算機(jī)軟件(例如程序或其它指令)和/或數(shù)據(jù)作為計算機(jī)程序產(chǎn)品的一部分被存儲在機(jī)器可讀介質(zhì)上，并經(jīng)由可移除存儲驅(qū)動、硬盤驅(qū)動或通信接口被裝載到計算機(jī)系統(tǒng)或其它設(shè)備或機(jī)器中。計算機(jī)程序(也被稱為計算機(jī)控制邏輯或計算機(jī)可讀程序代碼)被存儲在主和/或次存儲器中，并且由一個或多個處理器(控制器等)執(zhí)行以使得這一個或多個處理器執(zhí)行如這里所描述的本發(fā)明的功能。在該文檔中，術(shù)語“機(jī)器可讀介質(zhì)”、“計算機(jī)程序介質(zhì)”和“計算機(jī)可用介質(zhì)”被用于總地指代諸如隨機(jī)訪問存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可移除存儲單元(例如磁盤或光盤、閃存設(shè)備等等)、硬盤等之類的介質(zhì)。注意，以上的附圖和示例不是為了將本發(fā)明的范圍限制為單個實施例中，因為通過變換所描述或所圖示的單元中的一些或全部可以實現(xiàn)其它實施例。此外，本發(fā)明的某些單元可以用已知的組件部分或全部實現(xiàn)，這些已知組件中只有那些對于理解本發(fā)明所必要的部分被進(jìn)行了描述，而為了不混淆本發(fā)明，這些已知組件中的其它部分的詳細(xì)描述被省略了。在本說明書中，顯示單一組件的實施例不必被限制為不同于包括多個同一組件的其它實施例，反之亦然，除非這里另外明確說明。此外，申請人不希望說明書或權(quán)利要求中的任何術(shù)語被理解為不常見的或者特殊的意思，除非這里明確提出的。此外，本發(fā)明包括這里通過圖示所指出的已知組件的現(xiàn)有和未來的已知等同物。
關(guān)于具體實施例的以上描述充分揭示了本發(fā)明的總體本質(zhì)，其它人通過應(yīng)用相關(guān)領(lǐng)域中的知識可以在不脫離本發(fā)明的總體概念的情況下不需要過多的實驗就可以容易地修改和/或適配這些具體實施例以用于各種應(yīng)用。因此，基于這里所給出的教導(dǎo)和引導(dǎo)，這些適配和修改被認(rèn)為是在所公開實施例的等同物的意思和范圍內(nèi)的。雖然以上已對本發(fā)明的各種實施例進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解這些實施例都是作為示例進(jìn)行描述的，而 非限制性的。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白在不脫落本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以做出形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。因而，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)被上述任一示例性實施例所限制，而是應(yīng)當(dāng)僅根據(jù)權(quán)利要求及其等同物來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)控水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)化的方法，所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)至少包括用于將水傳送給消費者的管道的網(wǎng)絡(luò)和位于所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個儀表，所述方法包括 接收儀表數(shù)據(jù)，所述儀表數(shù)據(jù)表示由所述儀表測得的多個參數(shù)，所述參數(shù)至少包括流經(jīng)所述管道的水的流量或壓力； 接收來自所述儀表外部的一個或多個源的二級數(shù)據(jù)，所述二級數(shù)據(jù)表示影響所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)所服務(wù)的區(qū)域中的水流量或消耗的一個或多個條件； 通過基于來自所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的第二儀表數(shù)據(jù)和二級數(shù)據(jù)統(tǒng)計預(yù)測針對第一儀表的儀表數(shù)據(jù)來分析儀表數(shù)據(jù)，其中所述第二儀表數(shù)據(jù)包括不同于所接收到的第一儀表數(shù)據(jù)的儀表數(shù)據(jù)，并且將所接收到的第一儀表數(shù)據(jù)與針對所述第一儀表預(yù)測的儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以通過檢測異常識別一個或多個水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)事件，所述事件包括至少一個或多個泄漏事件，所述異常發(fā)生在所接收到的第一儀表數(shù)據(jù)相對于針對所述第一儀表的預(yù)測儀表數(shù)據(jù)偏離統(tǒng)計偏離量的情況下；并且 將所述一個或多個水網(wǎng)絡(luò)事件經(jīng)由用戶接口報告給用戶。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括將所述水網(wǎng)絡(luò)事件存儲在數(shù)據(jù)庫中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其中接收儀表數(shù)據(jù)包括接收監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)采集(SCADA)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括將所述異常歸類為泄漏事件。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中檢測所述異常包括確定所述異常的持續(xù)時間是否超過預(yù)定義的閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中檢測所述異常包括確定在預(yù)定義的時間窗口內(nèi)的所述異常的頻率是否超過預(yù)定義的閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中基于來自所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的第二儀表數(shù)據(jù)統(tǒng)計預(yù)測針對第一儀表的儀表數(shù)據(jù)包括選擇一個或多個第二儀表作為一個或多個相應(yīng)的儀表并且將從所述第一儀表接收到的儀表數(shù)據(jù)與從所述一個或多個相應(yīng)的儀表接收到的儀表數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中選擇一個或多個第二儀表作為所述一個或多個相應(yīng)的儀表包括將針對所述一個或多個第二儀表的歷史儀表數(shù)據(jù)與針對所述第一儀表的歷史儀表數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)；并且選擇存在與所述第一儀表的關(guān)聯(lián)的所述一個或多個第二儀表。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中選擇所述一個或多個第二儀表作為所述一個或多個相應(yīng)的儀表包括標(biāo)識出所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所述一個或多個第二儀表，所述第二儀表位于所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)內(nèi)以不受影響所述第一儀表的異常的影響。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中基于來自所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的第二儀表數(shù)據(jù)統(tǒng)計預(yù)測針對所述第一儀表的儀表數(shù)據(jù)包括將從所述第一儀表接收到的儀表數(shù)據(jù)與至少所存儲的針對所述第一儀表的歷史儀表數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中統(tǒng)計預(yù)測針對所述第一儀表的儀表數(shù)據(jù)包括計算針對所述第一儀表的可能值的統(tǒng)計分布。
12.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中接收儀表數(shù)據(jù)包括在一段時間中接收表示在所述網(wǎng)絡(luò)上傳送的水的渾濁度、氯含量和pH的水質(zhì)量數(shù)據(jù)，并且其中識別一個或多個網(wǎng)絡(luò)事件包括檢測在一段時間內(nèi)所述水質(zhì)量數(shù)據(jù)的變化超過閾值。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中接收二級數(shù)據(jù)包括接收以下數(shù)據(jù)中的至少一個 表示在所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域內(nèi)的天氣條件的天氣數(shù)據(jù)； 表示影響給定日期的水消耗的一個或多個因素的日歷表數(shù)據(jù)； 表示在所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行的一個或多個修補(bǔ)的修補(bǔ)數(shù)據(jù)；以及 表示所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述一個或多個信息事件包括以下項中的至少一個消耗模式中的無預(yù)期的增加、消耗模式中的變化、水的盜用、地帶邊界突破、設(shè)施儀表故障和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括在分析所述儀表數(shù)據(jù)之前對所述儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括從所述儀表數(shù)據(jù)中濾出噪聲。
16.一種用于監(jiān)控水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)化的系統(tǒng)，所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)包括用于將水傳送給消費者的管道的網(wǎng)絡(luò)和位于所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)中的多個儀表，所述系統(tǒng)包括 網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)庫，用于存儲表示由所述儀表測得的多個參數(shù)的儀表數(shù)據(jù)和來自所述儀表外部的一個或多個源的二級數(shù)據(jù)，所述參數(shù)至少包括經(jīng)過所述管道的水的流量或壓力，所述二級數(shù)據(jù)表示影響所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)所服務(wù)的區(qū)域中的水流量或消耗的一個或多個條件； 分析引擎，被配置為通過基于來自所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的第二儀表數(shù)據(jù)和二級數(shù)據(jù)統(tǒng)計預(yù)測針對第一儀表的儀表數(shù)據(jù)來分析所述儀表數(shù)據(jù)，并將所接收到的第一儀表數(shù)據(jù)與針對所述第一儀表預(yù)測的儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以識別異常，其中所述第二儀表數(shù)據(jù)包括不同于所接收到的第一儀表數(shù)據(jù)的儀表數(shù)據(jù)； 事件分類引擎，被配置為基于所述異常識別水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)事件，所述水網(wǎng)絡(luò)事件包括泄漏事件；以及 事件數(shù)據(jù)庫，用于存儲表示由所述事件分類引擎識別的所述一個或多個水網(wǎng)絡(luò)事件的水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)事件數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述分析引擎包括用于生成針對給定儀表的儀表數(shù)據(jù)的可能值的統(tǒng)計分布的多個預(yù)測器模塊，以及用于將針對所述給定儀表的儀表數(shù)據(jù)與可能值的分布進(jìn)行比較以檢測儀表數(shù)據(jù)中的異常的多個異常檢測器模塊。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，包括多個接口模塊，用于從所述事件數(shù)據(jù)庫中獲取水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)事件數(shù)據(jù)并將其報告給用戶。
19.一種用于管理水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)化的方法，所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)包括用于將水傳送給消費者的管道的網(wǎng)絡(luò)和位于所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)中的多個儀表，所述方法包括 將儀表數(shù)據(jù)發(fā)送給分析引擎，所述儀表數(shù)據(jù)表示由所述儀表測得的多個參數(shù)，所述參數(shù)至少包括經(jīng)過所述管道的水的流量； 從所述分析引擎接收表示水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)事件的數(shù)據(jù)，所述水網(wǎng)絡(luò)事件包括泄漏事件，作為通過基于來自所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的第二儀表數(shù)據(jù)和二級數(shù)據(jù)統(tǒng)計預(yù)測針對第一儀表的儀表數(shù)據(jù)而對儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的結(jié)果，所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)事件數(shù)據(jù)已被識別，所述二級數(shù)據(jù)表示影響所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)所服務(wù)的區(qū)域中的水消耗或流量的一個或多個條件，其中所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)包括不同于所接收到的第一儀表數(shù)據(jù)的儀表數(shù)據(jù)，并且將所接收到的第一儀表數(shù)據(jù)與所預(yù)測的針對所述第一儀表的儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以識別異常；以及在計算機(jī)化的顯示設(shè)備上將所接收到的水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)事件顯示給用戶。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述水網(wǎng)絡(luò)事件還包括識別關(guān)于流經(jīng)所述管道的水的水量和質(zhì)量以及所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的運轉(zhuǎn)的一個或多個信息事件。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于監(jiān)控水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)化的方法，所述水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)包括用于將水傳送給消費者的管道的網(wǎng)絡(luò)和位于水分配網(wǎng)絡(luò)上的管道內(nèi)的多個儀表。該方法包括接收表示由儀表測得的參數(shù)的儀表數(shù)據(jù)，所述參數(shù)例如通過管道被分配的水的流量、壓力、氯含量、pH和渾濁度。該方法還包括接收來自儀表外部的源的二級數(shù)據(jù)，并且表示影響水設(shè)施網(wǎng)絡(luò)所服務(wù)的區(qū)域中的水消耗的狀況，例如天氣和節(jié)假日。儀表數(shù)據(jù)和二級數(shù)據(jù)利用統(tǒng)計技術(shù)被分析以識別水網(wǎng)絡(luò)事件，所述水網(wǎng)絡(luò)事件包括泄漏事件和關(guān)于流經(jīng)管道的水的水量和質(zhì)量以及水網(wǎng)絡(luò)的操作的其它事件。這些事件經(jīng)由用戶接口被報告給用戶。
文檔編號G01L7/00GK102884407SQ201180022619
公開日2013年1月16日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者埃米爾·佩萊格, 哈蓋·斯科爾尼克夫, 尤里·巴萊, 阿米塔·阿蒙, 夏伊·岡特 申請人:塔卡度有限公司