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供水管网爆管事故是如今供水行业时常发生的现象，其特点是突发性强、危害严重、影响广泛，容易对城市生产、居民生活和环境卫生造成恶劣的影响。随着社会经济的发展和科学技术的进步，城市供水管网信息化技术有了重大的突破，通过科学的手段来进行实时的管网检漏检爆，对节省水资源、保障城市管网安全运行和社会经济发展都有着重要的意义。
针对爆管定位研究，本文提出了爆管事故水力模拟、爆管压力监测点优化布置和基于极限学习机的爆管定位技术方法，主要完成了以下工作：
首先，详细分析了大量爆管历史数据、爆管原因，将爆管事故按表现形式进行了分类并对事故发生的机理进行了探究，结合历年来各地的爆管记录，对爆管事故的发生规律进行了归纳总结。
其次，依据管网建模理论方法，建立并校核了研究管网水力模型；针对管网管理部门缺少爆管工况实时监测的基础数据这一情况，采用管网模型模拟爆管的方法，探究“爆管—监测点压力变化”规律，提出应用节点流量倍数法对爆管工况进行水力模拟，并验证了该方法的可靠性，为后续的压力监测点优化布置及爆管定位模型的建立提供了基础模型支持。
第三，分析了已有的压力监测点布置方法，针对其中布置不合理，且不能有效地对爆管进行定位的情况，整合了一种针对爆管事故的压力监测点优化布置方法，即依据聚类分析法先对管网进行分区，在小片区内，通过计算爆管工况节点间影响系数矩阵，并辅以Pearson相关性分析，实现了压力监测点的优化布置。
最后，在上述研究的基础上，将极限学习机算法与管网爆管水力模拟模型相结合，提出了管网爆管定位模型。该模型利用极限学习机的学习训练模式，以不同工况条件下管网爆管水力模拟模型中的水力参数(爆管位置与爆管流量)模拟各种可能的爆管事故，用各种工况下的爆管特征值对应爆管节点位置的数据组，构建和训练极限学习机模型，最终通过爆管特征值定位爆管点位置。
将基于极限学习机的爆管定位模型应用于整个研究管网区域时，爆管点平均预测精度偏低。故进一步提出，对整个管网进行分区，在小片区进行爆管定位预测，并设置不同的测压点数量以比较爆管定位模型精度。结果表明：爆管定位模型在小片区管网预测的精度有较大幅度提高，而且，随着片区压力监测点数量的增加，预测的精度也逐渐增加。但当测压点数量达到一定数量后，再增设压力监测点对预测精度提高的帮助有限。
分析爆管距离测压点远近和爆管管径与预测精度的关系发现，爆管位置距离测压点较近时，其平均预测精度更高，说明基于爆管监测的测压点布置点位的敏感度较好；进一步探究了爆管管段管径与预测精度间的关系，随着爆管管段管径的增大，爆管定位模型的预测精度也随之增大，验证了通过压力定义爆管特征值的极限学习机爆管定位模型的准确性与合理性。
总体而言，基于极限学习机的供水管网爆管定位模型在管网爆管日常管理中，可操作性强，能够帮助管理人员缩小爆管事故点检测范围，降低检测难度。
针对爆管定位研究，本文提出了爆管事故水力模拟、爆管压力监测点优化布置和基于极限学习机的爆管定位技术方法，主要完成了以下工作：
首先，详细分析了大量爆管历史数据、爆管原因，将爆管事故按表现形式进行了分类并对事故发生的机理进行了探究，结合历年来各地的爆管记录，对爆管事故的发生规律进行了归纳总结。
其次，依据管网建模理论方法，建立并校核了研究管网水力模型；针对管网管理部门缺少爆管工况实时监测的基础数据这一情况，采用管网模型模拟爆管的方法，探究“爆管—监测点压力变化”规律，提出应用节点流量倍数法对爆管工况进行水力模拟，并验证了该方法的可靠性，为后续的压力监测点优化布置及爆管定位模型的建立提供了基础模型支持。
第三，分析了已有的压力监测点布置方法，针对其中布置不合理，且不能有效地对爆管进行定位的情况，整合了一种针对爆管事故的压力监测点优化布置方法，即依据聚类分析法先对管网进行分区，在小片区内，通过计算爆管工况节点间影响系数矩阵，并辅以Pearson相关性分析，实现了压力监测点的优化布置。
最后，在上述研究的基础上，将极限学习机算法与管网爆管水力模拟模型相结合，提出了管网爆管定位模型。该模型利用极限学习机的学习训练模式，以不同工况条件下管网爆管水力模拟模型中的水力参数(爆管位置与爆管流量)模拟各种可能的爆管事故，用各种工况下的爆管特征值对应爆管节点位置的数据组，构建和训练极限学习机模型，最终通过爆管特征值定位爆管点位置。
将基于极限学习机的爆管定位模型应用于整个研究管网区域时，爆管点平均预测精度偏低。故进一步提出，对整个管网进行分区，在小片区进行爆管定位预测，并设置不同的测压点数量以比较爆管定位模型精度。结果表明：爆管定位模型在小片区管网预测的精度有较大幅度提高，而且，随着片区压力监测点数量的增加，预测的精度也逐渐增加。但当测压点数量达到一定数量后，再增设压力监测点对预测精度提高的帮助有限。
分析爆管距离测压点远近和爆管管径与预测精度的关系发现，爆管位置距离测压点较近时，其平均预测精度更高，说明基于爆管监测的测压点布置点位的敏感度较好；进一步探究了爆管管段管径与预测精度间的关系，随着爆管管段管径的增大，爆管定位模型的预测精度也随之增大，验证了通过压力定义爆管特征值的极限学习机爆管定位模型的准确性与合理性。
总体而言，基于极限学习机的供水管网爆管定位模型在管网爆管日常管理中，可操作性强，能够帮助管理人员缩小爆管事故点检测范围，降低检测难度。