第一部分概述

1、中國(guó)供水管網(wǎng)管理現(xiàn)狀

隨著近年來(lái)我國(guó)城市發(fā)展建設(shè)速度的加快，供水管網(wǎng)越來(lái)越龐大、分散。供水管網(wǎng)是城市極為重要的基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的源泉，自來(lái)水的生產(chǎn)過(guò)程通常是由地表水或者水源井取水送到水廠，在水廠經(jīng)過(guò)消毒、沉淀、過(guò)濾等過(guò)程后送入城市供水管網(wǎng)，提供給城市居民或者工業(yè)用戶使用。

目前，許多城市的供水系統(tǒng)是以地下水為主要水源，多水廠處理的環(huán)狀管網(wǎng)的供水系統(tǒng)，并且存在多個(gè)獨(dú)立供水板塊，系統(tǒng)分布區(qū)域范圍大，供水公司的全局性管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控相對(duì)困難，大部分城市已建立的供水監(jiān)控系統(tǒng)主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

       ---一般采取人工抄表、電話報(bào)數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作的原始調(diào)度方法。收集信息數(shù)量少、處理慢、傳遞遲，調(diào)度處于低級(jí)階段，以保證不缺水和維持正常運(yùn)行為主，談不上優(yōu)化調(diào)度。遇上爆漏及其他事故，反映遲鈍損失擴(kuò)大。
       --- 缺少全面的參數(shù)測(cè)量手段，無(wú)法對(duì)運(yùn)行工況進(jìn)行系統(tǒng)的分析判斷；系統(tǒng)運(yùn)行工況失調(diào)難以消除，造成用戶供水不均；供水參數(shù)未能在最佳工況下運(yùn)行，供水量與需水量不匹配；運(yùn)行數(shù)據(jù)不全，難以實(shí)現(xiàn)量化管理。

      ---供水管網(wǎng)壓力不穩(wěn)定，通訊方式落后，系統(tǒng)相對(duì)封閉，沒(méi)有建立有效的企業(yè)信息共享系統(tǒng)，大多數(shù)水廠的供水系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立的c/s模式，遠(yuǎn)程站點(diǎn)采用電臺(tái)穿的供水管網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)和指令不利于供水公司的集中管理和優(yōu)化調(diào)度以及水廠質(zhì)檢的信息共享。

      ---部分水廠的供水監(jiān)控系統(tǒng)的冗余性不高，操作模式過(guò)于單一，經(jīng)常由于一套設(shè)備的故障，而導(dǎo)致整個(gè)水廠供水監(jiān)控系統(tǒng)癱瘓沒(méi)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失

      ---系統(tǒng)依靠調(diào)度人員人工發(fā)出的指令來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度，浪費(fèi)了大量人力物力財(cái)力。調(diào)度人員則完全依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)度，因此當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，調(diào)度人員很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。

2、供水管網(wǎng)集中監(jiān)控管理系統(tǒng)應(yīng)用背景：

供水管網(wǎng)調(diào)度與輔助決策問(wèn)題，成為保障供水管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行關(guān)鍵所在。加強(qiáng)對(duì)供水管網(wǎng)調(diào)度的信息化建設(shè)具有相當(dāng)重要意義。

城市供水管網(wǎng)調(diào)度需要對(duì)各個(gè)自來(lái)水廠進(jìn)行管理，包括自來(lái)水公司控制中心、水廠分控中心、管網(wǎng)加壓站和水源監(jiān)控站等。城市供水調(diào)度系統(tǒng)一般包括：水司控制中心、多個(gè)水廠分控中心、多個(gè)水廠監(jiān)控分站、多個(gè)水源井監(jiān)控站、多個(gè)管網(wǎng)加壓站和多個(gè)管網(wǎng)測(cè)壓站。

    供水系統(tǒng)必須具備以下條件：

----基于WEB的B/S模式的供水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，將供水總公司作為工程節(jié)點(diǎn)，各個(gè)二級(jí)水廠作為監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)供水公司對(duì)各個(gè)水廠的集中管理和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

----遠(yuǎn)程站點(diǎn)利用新的通訊方式，將供水管網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳輸?shù)焦┧镜囊患?jí)監(jiān)控中心。

-----計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)融入各個(gè)水廠，建立高可靠性的水廠水處理監(jiān)控系統(tǒng)，滿足各個(gè)水廠的生產(chǎn)需求，并且可以將生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到供水公司。

-----應(yīng)具有優(yōu)化調(diào)度功能，根據(jù)管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)反饋的運(yùn)行數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)學(xué)上的最優(yōu)化技術(shù)，確定各個(gè)水廠的最佳供水量，進(jìn)而確定供水泵站內(nèi)最優(yōu)工作水泵臺(tái)數(shù)和組合，完成供水泵站的效率優(yōu)化，從而解決供水不均，耗電大等問(wèn)題。

3、供水管網(wǎng)集中監(jiān)控管理系統(tǒng)

供水管網(wǎng)監(jiān)控中心以   組態(tài)軟件為監(jiān)控平臺(tái)，采用無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳到二級(jí)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，各個(gè)水廠配備PLC作為硬件控制系統(tǒng)，對(duì)包括取水加藥濾池送水等流程進(jìn)行控制，采集液位壓力流量溫度水質(zhì)水泵等相關(guān)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并通過(guò)光纜將數(shù)據(jù)上傳到公司調(diào)度中心。供水總公司調(diào)度管理中心，匯總各個(gè)水廠上傳的數(shù)據(jù)，供水總公司于水廠分控中心之間通過(guò)ADSL撥號(hào)方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，同時(shí)系統(tǒng)遠(yuǎn)程客戶可以通過(guò)認(rèn)證方式訪問(wèn)、調(diào)度管理中心的數(shù)據(jù)，調(diào)度中心在保證安全、可靠、保質(zhì)、保量的滿足用戶用水要求的前提下，根據(jù)供水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的管網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，運(yùn)用運(yùn)用科學(xué)的預(yù)測(cè)手段確定用水量及分布情況，運(yùn)用數(shù)學(xué)上的最優(yōu)化技術(shù)，從所有的各種調(diào)度方案中，確定一個(gè)使系統(tǒng)總運(yùn)行費(fèi)用最省，可靠性最高的優(yōu)化調(diào)度方案。

第二部分系統(tǒng)組成

     城市供水一般包括供水總公司，水廠監(jiān)控站，水源井監(jiān)控站，水網(wǎng)加壓站。供水管網(wǎng)集中監(jiān)控管理系統(tǒng)由水司調(diào)度監(jiān)控中心和各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成。

1、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)為城市供水綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)。

由監(jiān)測(cè)中心、通訊平臺(tái)采集終端組成。各個(gè)水源監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集終端（RTU或PLC）可監(jiān)視和采集水位、壓力、流量、濁度、余氯、泵頻等各種數(shù)據(jù)。

2、水司調(diào)度管理中心

以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)采集的大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，是一套全集成的，開(kāi)放的，全廠綜合自動(dòng)化的信息平臺(tái)。由兩套配有上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的PC及GPRS光纖專線和GPRS模塊撥號(hào)組成雙機(jī)備份系統(tǒng)，平時(shí)由主系統(tǒng)工作，主系統(tǒng)故障時(shí)，起用備用系統(tǒng)，主備系統(tǒng)設(shè)置于公司調(diào)度中心，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與公司內(nèi)部網(wǎng)連接，調(diào)度中心PC驅(qū)動(dòng)GPRS通信模塊向RTU下發(fā)配置信息、控制信息，及接收下位機(jī)上報(bào)的數(shù)據(jù)及告警信息，定時(shí)巡測(cè)、手動(dòng)巡測(cè)、隨機(jī)抽測(cè)、分組巡測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，具有查詢、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表等功能。

水司調(diào)度中心、各職能部門之間數(shù)據(jù)通信在局域網(wǎng)內(nèi)完成；管網(wǎng)測(cè)點(diǎn)與水司調(diào)度中心之間采用GPRS無(wú)線通信。

第三部分系統(tǒng)功能特點(diǎn)  

1、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)控中心  

1、1、可在線實(shí)時(shí)24小時(shí)連續(xù)的采集和記錄監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的壓力、流量、水表讀數(shù)等各項(xiàng)參數(shù)情況，以數(shù)字、圖形和圖像等多種方式進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和記錄存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)信息，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位可擴(kuò)充多達(dá)上千個(gè)點(diǎn)。

1、2、可設(shè)定各監(jiān)控點(diǎn)位的壓力、流量、水表讀數(shù)等報(bào)警限值，當(dāng)出現(xiàn)被監(jiān)控點(diǎn)位數(shù)據(jù)異常時(shí)可自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警方式包括：現(xiàn)場(chǎng)多媒體聲光報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)客戶端報(bào)警、電話語(yǔ)音報(bào)警、手機(jī)短信息報(bào)警等。上傳報(bào)警信息并進(jìn)行本地及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)可在不同的時(shí)刻通知不同的值班人員。

1、3、計(jì)量裝置監(jiān)測(cè)：遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)流量計(jì)運(yùn)行信息，分析計(jì)量故障、竊水等信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶用水異常；負(fù)荷監(jiān)控：動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)用戶負(fù)荷，為用水政策執(zhí)行管理提供準(zhǔn)確、及時(shí)的負(fù)荷數(shù)據(jù)。

1、4、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與通訊能力，采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，局域網(wǎng)內(nèi)的任何一臺(tái)電腦都可以訪問(wèn)監(jiān)控電腦，在線查看監(jiān)控點(diǎn)位的溫濕度變化情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)不但能夠在值班室監(jiān)測(cè)，領(lǐng)導(dǎo)在自己辦公室和智能手機(jī)都可以非常方便地觀看和監(jiān)控。管理人員可以通過(guò)手機(jī)發(fā)送短信或GPRS上網(wǎng)查詢測(cè)量點(diǎn)的實(shí)時(shí)信息。

1、5、系統(tǒng)可擴(kuò)充多種記錄數(shù)據(jù)分析處理軟件，能進(jìn)行繪制棒圖、餅圖，進(jìn)行曲線擬合等處理，可按TEXT格式輸出，也能進(jìn)入EXCEL電子表格等office的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 現(xiàn)場(chǎng)可存儲(chǔ)、顯示、查詢壓力、流量等數(shù)據(jù)及工作參數(shù)。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)≥1萬(wàn)條。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)間隔、數(shù)據(jù)上報(bào)間隔可以設(shè)置。

1、6、系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留有接口，可隨時(shí)增加減硬軟件設(shè)備，系統(tǒng)只要做少量的改動(dòng)即可，可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成?？筛鶕?jù)政策和法規(guī)的改變隨時(shí)增加新的內(nèi)容。可以進(jìn)行系統(tǒng)或模塊的無(wú)限擴(kuò)展，便于長(zhǎng)期的升級(jí)和維護(hù)，延長(zhǎng)系統(tǒng)的壽命，通過(guò)更新部件，能讓系統(tǒng)一直存在下去，而不至于整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，造成大量的投資損失。

1、7、 支持多種供電方式：電池供電、太陽(yáng)能供電、市電供電。大容量可充電電池供電、太陽(yáng)能供電、市電供電條件下支持調(diào)度中心隨時(shí)問(wèn)詢。防止因供電中斷導(dǎo)致系統(tǒng)終止，導(dǎo)致供水故障，保障供水的穩(wěn)定運(yùn)行。

1、8 采用GPRS、短消息無(wú)線通信方式。無(wú)線GPRS網(wǎng)絡(luò)中的DTU模塊可以直接訪問(wèn)到水務(wù)集團(tuán)內(nèi)部的主機(jī)。使用APN專線通信穩(wěn)定，不會(huì)有撥號(hào)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的斷線及假在線情況；通信帶寬大，可以允許同時(shí)采集多個(gè)DTU數(shù)據(jù)；通信更快，節(jié)省采集時(shí)間。

1、9、支持遠(yuǎn)程升級(jí)設(shè)備程序、設(shè)定參數(shù)。

2、水司調(diào)度中心功能

工作人員可以在調(diào)度中心遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)整個(gè)供水管網(wǎng)的壓力及流量情況，為供水調(diào)度工作提供數(shù)據(jù)依據(jù)，保障供水壓力平衡、流量穩(wěn)定；監(jiān)測(cè)整個(gè)城市供水管網(wǎng)測(cè)點(diǎn)的壓力、流量、流向、水質(zhì)信息。
2、1、 監(jiān)測(cè)各水廠出廠流量、出廠壓力、清水池水位、加壓泵工作狀態(tài)。

2、2、 監(jiān)測(cè)加壓泵站的水池水位、進(jìn)口壓力、水泵工作狀態(tài)、出口壓力；遠(yuǎn)程控制加壓泵的啟停。監(jiān)測(cè)直供水泵工作狀態(tài)、出口流量、出口壓力；遠(yuǎn)程控制水泵的啟停。

2、3、監(jiān)測(cè)城市備用調(diào)節(jié)水池的水位。

2、4、生成每個(gè)測(cè)點(diǎn)的壓力、流量數(shù)據(jù)曲線；生成每條管線壓力分布曲線。