现代化城市给水管网调度系统分析

罗贤达

【摘要】现代化城市给水管网调度系统的技术构架一共分为五个部分，分别是营业收费管理系统、供水管网地理信息系统、管网模型、SCADA系统和供水优化调度专家决策。本文从在这些方面对现代化城市给水管网系统进行系统分析。

【关键词】供水管网；管网模型；调度

引言

随着人类城市化进程的加快，人们的生活水平和质量越来越好，在城市建设中形成了复杂的城市管网系统。为了适应供水企业的发展，利用全自动化和控制方法，将城市给水管网建设向着更加现代化的方向发展。

1、现代化城市给水调度系统的构建目标

在城市给水调度系统向着现代化发展的过程中，对现代化信息技术以及控制技术要做好充分的利用，有几项主要的内容：管网水力模型、管网地理信息系统、营业收费管理系统。其主要目的是实现城市给水管网调度的自动化和智能化，调度与控制系统完成优化工作，进而在给水管网的建设中，实现供水企业管理系统的一体化进程。

2、现代化城市给水管网调度系统的技术构架

在现代化城市给水管网调度系统中，主要有五种系统，分别是：营业收费管理系统、供水管网地理信息系统、管网模型系统、SCADA系统和供水优化调度专家决策系统，在这五个系统共同的努力下，实现给水管网向着更加现代化、智能化的方向发展。

2.1营业收费管理系统

在管网模型中想要将节点流量的计算工作做好，需要利用好营业收费管理系统，对用户的用水量做好记录工作。该系统具备一定的功能，包括：自来水用户管理、收费与计费、维修和换表业务管理、水费统计分析等。在这个系统中具备一些特点：（1）采用了很多先进的技术，包括计算机系统、操作平台等，同时还应用一些自行开发的软件和模型，以实用性能为基本要求，向着更加高的起点和先进性作出研究工作，这样能够帮助城市供水管网方便适应未来的网络互联趋势，使得这个系统在未来时间里保持一定的开放性和可扩充性。（2）在营业收费的时候，综合考虑这项业务的特点，为了对系统数据有一个准确性的保证，需要在开发方法与开发技术的选取上选择更加成熟的类型。（3）在系统开发的过程中，要遵循一定的原则，包括：保密性、共享性、安全性等，将数据资源共享和数据安全的关系处理好。

2.2供水管网地理信息系统

这项系统是为了满足人们在实际工作中的需求而设计的，在整个工作过程中包括各种空间数据的采集、储存、管理、运算等内容，在计算机软、硬件的支持帮助下，将工作进行分析，得到想要的结果。在供水GIS系统中，能够将相关的供水管网静态的基础资料提供给供水管网模型。其数据在内容上可以分为两种，分别是属性数据和空间数据，在对供水管道的描述工作中，有关实体的内容是空间数据提供的，包括管道等空间位置信息和实体间的拓扑关系，并且能够将各种地理信息详细的探查出来，给出一个准确的数据。在一些与空间位置关系不大的属性信息的描述过程中，包括管长、管径等方面的内容则属于属性数据描述的范畴。

2.3供水管网模型系统

在供水管网的组成上，具有很复杂的特点，包括泵站、管道以及阀门等。想要将供水分析工作、流量分析工作以及爆管分析等工作做好，需要建立供水管网模型，对实际工作中的管网规划、管网改扩建、供水调度等提供一定的数据支持。在用户的用水量产生改变的情况下，管网状态也相应的发生随机变化，在这个过程中，很多状态变量以及参数变量的具体数值是无法知晓的，针对整个供水管网，属于一种非线性的系统，是一种动态的模型。数学模型在城市的供水系统的优化调度中发挥着重要的作用，在管网的数学模型中，一般分为宏观模型和微观模型，微观模型的目的主要是以管网水力计算为基础，将配水管网仿真模拟模型建立起来，需要管网拓扑结构、SCADA监测数据、水泵数据等。在管网的宏观模型中，主要使用数学统计方法，采用黑箱理论，通过大量实测数据的分析统计出各种供水条件下的管网运行情况。宏观模型的建立不需要具体的管网拓扑数据，但依赖于大量的实测数据。

2.4供水优化调度专家决策系统

在计算机数据采集和监控系统中，主要的功能包括调度自动化系统以及以计算机为基础的生产过程控制，在进行工作的时候，不管监测设备在多远，都可以被远程控制，这样可以使得远程控制采集工作更加的准确和高效，在各种信息报警的过程中能够更好的实现各种功能的应用。在一定的边界约束条件下，对调度专家优化系统进行优化处理，再结合SCADA系统传回的供水管网实时动态数据，来满足系统的运行费用最小化条件，寻求供水系统最经济的操作控制方案。调度方案经转换为操作指令后，又通过SCADA系统计算机网络或者通信系统传输至本地终端，在本地终端通过电动设备自动控制水泵的开关、阀门开度的大小等，实现供水系统的优化调度和自动控制功能。

3、现代化供水调度系统的综合效益

3.1社会效益

随着科学技术的发展，人工智能技术的普及。现代化信息处理技术也被应用到现代化供水调度系统之中，现代化信息技术可以准确的进行数据处理和分析，利用收集的大数据提前预估可能出现的事故，对于机械故障也可以尽早发现并自动检测。现代化信息处理技术可以保障供水系统安全，提高服务质量，满足客户需求，提高企业信誉度，树立良好企业形象。

3.2经济效益

现代化供水调度系统通过人工智能等前沿技术的应用，可以对收集的数据进行准确分析，为管网和泵站的安全性检测和规划提供了安全可靠的数据，同时也提供了切实可行的改进方案，企业资金利用率得到最大化，规避企业投资风险。現代化供水调度系统利用科学数据重新配备管网供水压力，结合自来水厂的实际情况和有利的地理位置提出改进方案，设置合理的出厂压力和流量，减少供水过程中的电能损耗，减少用电量，通过减少电量损耗来增加企业净利润，为企业带来更多的经济效益。

参考文献：

[1]刘建伟.现代化城市给水管网调度系统的探讨[J].绿色环保建材，2018（5）.