羅賢達

【摘要】現(xiàn)代化城市給水管網(wǎng)調度系統(tǒng)的技術構架一共分為五個部分，分別是營業(yè)收費管理系統(tǒng)、供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)、管網(wǎng)模型、SCADA系統(tǒng)和供水優(yōu)化調度專家決策。本文從在這些方面對現(xiàn)代化城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析。

【關鍵詞】供水管網(wǎng)；管網(wǎng)模型；調度

引言

隨著人類城市化進程的加快，人們的生活水平和質量越來越好，在城市建設中形成了復雜的城市管網(wǎng)系統(tǒng)。為了適應供水企業(yè)的發(fā)展，利用全自動化和控制方法，將城市給水管網(wǎng)建設向著更加現(xiàn)代化的方向發(fā)展。

1、現(xiàn)代化城市給水調度系統(tǒng)的構建目標

在城市給水調度系統(tǒng)向著現(xiàn)代化發(fā)展的過程中，對現(xiàn)代化信息技術以及控制技術要做好充分的利用，有幾項主要的內容：管網(wǎng)水力模型、管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)、營業(yè)收費管理系統(tǒng)。其主要目的是實現(xiàn)城市給水管網(wǎng)調度的自動化和智能化，調度與控制系統(tǒng)完成優(yōu)化工作，進而在給水管網(wǎng)的建設中，實現(xiàn)供水企業(yè)管理系統(tǒng)的一體化進程。

2、現(xiàn)代化城市給水管網(wǎng)調度系統(tǒng)的技術構架

在現(xiàn)代化城市給水管網(wǎng)調度系統(tǒng)中，主要有五種系統(tǒng)，分別是：營業(yè)收費管理系統(tǒng)、供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)、管網(wǎng)模型系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)和供水優(yōu)化調度專家決策系統(tǒng)，在這五個系統(tǒng)共同的努力下，實現(xiàn)給水管網(wǎng)向著更加現(xiàn)代化、智能化的方向發(fā)展。

2.1營業(yè)收費管理系統(tǒng)

在管網(wǎng)模型中想要將節(jié)點流量的計算工作做好，需要利用好營業(yè)收費管理系統(tǒng)，對用戶的用水量做好記錄工作。該系統(tǒng)具備一定的功能，包括：自來水用戶管理、收費與計費、維修和換表業(yè)務管理、水費統(tǒng)計分析等。在這個系統(tǒng)中具備一些特點：（1）采用了很多先進的技術，包括計算機系統(tǒng)、操作平臺等，同時還應用一些自行開發(fā)的軟件和模型，以實用性能為基本要求，向著更加高的起點和先進性作出研究工作，這樣能夠幫助城市供水管網(wǎng)方便適應未來的網(wǎng)絡互聯(lián)趨勢，使得這個系統(tǒng)在未來時間里保持一定的開放性和可擴充性。（2）在營業(yè)收費的時候，綜合考慮這項業(yè)務的特點，為了對系統(tǒng)數(shù)據(jù)有一個準確性的保證，需要在開發(fā)方法與開發(fā)技術的選取上選擇更加成熟的類型。（3）在系統(tǒng)開發(fā)的過程中，要遵循一定的原則，包括：保密性、共享性、安全性等，將數(shù)據(jù)資源共享和數(shù)據(jù)安全的關系處理好。

2.2供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)

這項系統(tǒng)是為了滿足人們在實際工作中的需求而設計的，在整個工作過程中包括各種空間數(shù)據(jù)的采集、儲存、管理、運算等內容，在計算機軟、硬件的支持幫助下，將工作進行分析，得到想要的結果。在供水GIS系統(tǒng)中，能夠將相關的供水管網(wǎng)靜態(tài)的基礎資料提供給供水管網(wǎng)模型。其數(shù)據(jù)在內容上可以分為兩種，分別是屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，在對供水管道的描述工作中，有關實體的內容是空間數(shù)據(jù)提供的，包括管道等空間位置信息和實體間的拓撲關系，并且能夠將各種地理信息詳細的探查出來，給出一個準確的數(shù)據(jù)。在一些與空間位置關系不大的屬性信息的描述過程中，包括管長、管徑等方面的內容則屬于屬性數(shù)據(jù)描述的范疇。

2.3供水管網(wǎng)模型系統(tǒng)

在供水管網(wǎng)的組成上，具有很復雜的特點，包括泵站、管道以及閥門等。想要將供水分析工作、流量分析工作以及爆管分析等工作做好，需要建立供水管網(wǎng)模型，對實際工作中的管網(wǎng)規(guī)劃、管網(wǎng)改擴建、供水調度等提供一定的數(shù)據(jù)支持。在用戶的用水量產(chǎn)生改變的情況下，管網(wǎng)狀態(tài)也相應的發(fā)生隨機變化，在這個過程中，很多狀態(tài)變量以及參數(shù)變量的具體數(shù)值是無法知曉的，針對整個供水管網(wǎng)，屬于一種非線性的系統(tǒng)，是一種動態(tài)的模型。數(shù)學模型在城市的供水系統(tǒng)的優(yōu)化調度中發(fā)揮著重要的作用，在管網(wǎng)的數(shù)學模型中，一般分為宏觀模型和微觀模型，微觀模型的目的主要是以管網(wǎng)水力計算為基礎，將配水管網(wǎng)仿真模擬模型建立起來，需要管網(wǎng)拓撲結構、SCADA監(jiān)測數(shù)據(jù)、水泵數(shù)據(jù)等。在管網(wǎng)的宏觀模型中，主要使用數(shù)學統(tǒng)計方法，采用黑箱理論，通過大量實測數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計出各種供水條件下的管網(wǎng)運行情況。宏觀模型的建立不需要具體的管網(wǎng)拓撲數(shù)據(jù)，但依賴于大量的實測數(shù)據(jù)。

2.4供水優(yōu)化調度專家決策系統(tǒng)

在計算機數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)中，主要的功能包括調度自動化系統(tǒng)以及以計算機為基礎的生產(chǎn)過程控制，在進行工作的時候，不管監(jiān)測設備在多遠，都可以被遠程控制，這樣可以使得遠程控制采集工作更加的準確和高效，在各種信息報警的過程中能夠更好的實現(xiàn)各種功能的應用。在一定的邊界約束條件下，對調度專家優(yōu)化系統(tǒng)進行優(yōu)化處理，再結合SCADA系統(tǒng)傳回的供水管網(wǎng)實時動態(tài)數(shù)據(jù)，來滿足系統(tǒng)的運行費用最小化條件，尋求供水系統(tǒng)最經(jīng)濟的操作控制方案。調度方案經(jīng)轉換為操作指令后，又通過SCADA系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡或者通信系統(tǒng)傳輸至本地終端，在本地終端通過電動設備自動控制水泵的開關、閥門開度的大小等，實現(xiàn)供水系統(tǒng)的優(yōu)化調度和自動控制功能。

3、現(xiàn)代化供水調度系統(tǒng)的綜合效益

3.1社會效益

隨著科學技術的發(fā)展，人工智能技術的普及?，F(xiàn)代化信息處理技術也被應用到現(xiàn)代化供水調度系統(tǒng)之中，現(xiàn)代化信息技術可以準確的進行數(shù)據(jù)處理和分析，利用收集的大數(shù)據(jù)提前預估可能出現(xiàn)的事故，對于機械故障也可以盡早發(fā)現(xiàn)并自動檢測?，F(xiàn)代化信息處理技術可以保障供水系統(tǒng)安全，提高服務質量，滿足客戶需求，提高企業(yè)信譽度，樹立良好企業(yè)形象。

3.2經(jīng)濟效益

現(xiàn)代化供水調度系統(tǒng)通過人工智能等前沿技術的應用，可以對收集的數(shù)據(jù)進行準確分析，為管網(wǎng)和泵站的安全性檢測和規(guī)劃提供了安全可靠的數(shù)據(jù)，同時也提供了切實可行的改進方案，企業(yè)資金利用率得到最大化，規(guī)避企業(yè)投資風險。現(xiàn)代化供水調度系統(tǒng)利用科學數(shù)據(jù)重新配備管網(wǎng)供水壓力，結合自來水廠的實際情況和有利的地理位置提出改進方案，設置合理的出廠壓力和流量，減少供水過程中的電能損耗，減少用電量，通過減少電量損耗來增加企業(yè)凈利潤，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]劉建偉.現(xiàn)代化城市給水管網(wǎng)調度系統(tǒng)的探討[J].綠色環(huán)保建材，2018（5）.