第一部分概述

1、中国供水管网管理现状

随着近年来我国城市发展建设速度的加快，供水管网越来越庞大、分散。供水管网是城市极为重要的基础设施和经济与社会发展的源泉，自来水的生产过程通常是由地表水或者水源井取水送到水厂，在水厂经过消毒、沉淀、过滤等过程后送入城市供水管网，提供给城市居民或者工业用户使用。

目前，许多城市的供水系统是以地下水为主要水源，多水厂处理的环状管网的供水系统，并且存在多个独立供水板块，系统分布区域范围大，供水公司的全局性管理和实时监控相对困难，大部分城市已建立的供水监控系统主要存在以下几个问题：

       ---一般采取人工抄表、电话报数、现场手动操作的原始调度方法。收集信息数量少、处理慢、传递迟，调度处于低级阶段，以保证不缺水和维持正常运行为主，谈不上优化调度。遇上爆漏及其他事故，反映迟钝损失扩大。
       --- 缺少全面的参数测量手段，无法对运行工况进行系统的分析判断；系统运行工况失调难以消除，造成用户供水不均；供水参数未能在最佳工况下运行，供水量与需水量不匹配；运行数据不全，难以实现量化管理。

      ---供水管网压力不稳定，通讯方式落后，系统相对封闭，没有建立有效的企业信息共享系统，大多数水厂的供水系统采用传统的相对独立的c/s模式，远程站点采用电台穿的供水管网的相关数据和指令不利于供水公司的集中管理和优化调度以及水厂质检的信息共享。

      ---部分水厂的供水监控系统的冗余性不高，操作模式过于单一，经常由于一套设备的故障，而导致整个水厂供水监控系统瘫痪没造成严重的经济损失

      ---系统依靠调度人员人工发出的指令来实现优化调度，浪费了大量人力物力财力。调度人员则完全依靠个人经验进行调度，因此当系统出现故障时，调度人员很难及时发现并处理。

供水管网调度与辅助决策问题，成为保障供水管网经济、可靠运行关键所在。加强对供水管网调度的信息化建设具有相当重要意义。

城市供水管网调度需要对各个自来水厂进行管理，包括自来水公司控制中心、水厂分控中心、管网加压站和水源监控站等。城市供水调度系统一般包括：水司控制中心、多个水厂分控中心、多个水厂监控分站、多个水源井监控站、多个管网加压站和多个管网测压站。

     供水系统必须具备以下条件：

----基于WEB的B/S模式的供水远程监控系统，将供水总公司作为工程节点，各个二级水厂作为监控节点，实现供水公司对各个水厂的集中管理和远程监控。

----远程站点利用新的通讯方式，将供水管网的相关数据实时的传输到供水公司的一级监控中心。

-----计算机的远程监控系统融入各个水厂，建立高可靠性的水厂水处理监控系统，满足各个水厂的生产需求，并且可以将生产数据实时上传到供水公司。

-----应具有优化调度功能，根据管网监测系统反馈的运行数据，运用数学上的最优化技术，确定各个水厂的最佳供水量，进而确定供水泵站内最优工作水泵台数和组合，完成供水泵站的效率优化，从而解决供水不均，耗电大等问题。

供水管网监控中心以   组态软件为监控平台，采用无线方式实现数据通信，将实时数据上传到二级监控节点，各个水厂配备PLC作为硬件控制系统，对包括取水加药滤池送水等流程进行控制，采集液位压力流量温度水质水泵等相关实时数据，并通过光缆将数据上传到公司调度中心。供水总公司调度管理中心，汇总各个水厂上传的数据，供水总公司于水厂分控中心之间通过ADSL拨号方式实现数据交互，同时系统远程客户可以通过认证方式访问、调度管理中心的数据，调度中心在保证安全、可靠、保质、保量的满足用户用水要求的前提下，根据供水监测系统采集的管网运行数据，运用运用科学的预测手段确定用水量及分布情况，运用数学上的最优化技术，从所有的各种调度方案中，确定一个使系统总运行费用最省，可靠性最高的优化调度方案。

第二部分系统组成

城市供水一般包括供水总公司，水厂监控站，水源井监控站，水网加压站。供水管网集中监控管理系统由水司调度监控中心和各个监测点组成。

1、各监测点为城市供水综合自动化监控系统的子系统。

由监测中心、通讯平台采集终端组成。各个水源监测点的数据采集终端（RTU或PLC）可监视和采集水位、压力、流量、浊度、余氯、泵频等各种数据。

以实时数据库为数据平台对采集的大量实时数据进行分析和处理，是一套全集成的，开放的，全厂综合自动化的信息平台。由两套配有上位机监控系统的PC及GPRS光纤专线和GPRS模块拨号组成双机备份系统，平时由主系统工作，主系统故障时，起用备用系统，主备系统设置于公司调度中心，通过网络与公司内部网连接，调度中心PC驱动GPRS通信模块向RTU下发配置信息、控制信息，及接收下位机上报的数据及告警信息，定时巡测、手动巡测、随机抽测、分组巡测数据，同时对采集的数据进行管理，具有查询、统计、报表等功能。

水司调度中心、各职能部门之间数据通信在局域网内完成；管网测点与水司调度中心之间采用GPRS无线通信。

第三部分系统功能特点 

1、1、可在线实时24小时连续的采集和记录监测点位的压力、流量、水表读数等各项参数情况，以数字、图形和图像等多种方式进行实时显示和记录存储监测信息，监测点位可扩充多达上千个点。

1、2、可设定各监控点位的压力、流量、水表读数等报警限值，当出现被监控点位数据异常时可自动发出报警信号，报警方式包括：现场多媒体声光报警、网络客户端报警、电话语音报警、手机短信息报警等。上传报警信息并进行本地及远程监测，系统可在不同的时刻通知不同的值班人员。

1、3、计量装置监测：远程监测流量计运行信息，分析计量故障、窃水等信息，及时发现用户用水异常；负荷监控：动态监测用户负荷，为用水政策执行管理提供准确、及时的负荷数据。

1、4、强大的数据处理与通讯能力，采用计算机网络通讯技术，局域网内的任何一台电脑都可以访问监控电脑，在线查看监控点位的温湿度变化情况，实现远程监测。系统不但能够在值班室监测，领导在自己办公室和智能手机都可以非常方便地观看和监控。管理人员可以通过手机发送短信或GPRS上网查询测量点的实时信息。

1、5、系统可扩充多种记录数据分析处理软件，能进行绘制棒图、饼图，进行曲线拟合等处理，可按TEXT格式输出，也能进入EXCEL电子表格等office的软件进行数据处理。 现场可存储、显示、查询压力、流量等数据及工作参数。存储数据≥1万条。数据存储间隔、数据上报间隔可以设置。

1、6、系统设计时预留有接口，可随时增加减硬软件设备，系统只要做少量的改动即可，可以在很短的时间内完成。可根据政策和法规的改变随时增加新的内容。可以进行系统或模块的无限扩展，便于长期的升级和维护，延长系统的寿命，通过更新部件，能让系统一直存在下去，而不至于整个系统瘫痪，造成大量的投资损失。

1、7、 支持多种供电方式：电池供电、太阳能供电、市电供电。大容量可充电电池供电、太阳能供电、市电供电条件下支持调度中心随时问询。防止因供电中断导致系统终止，导致供水故障，保障供水的稳定运行。

1、8 采用GPRS、短消息无线通信方式。无线GPRS网络中的DTU模块可以直接访问到水务集团内部的主机。使用APN专线通信稳定，不会有拨号时经常出现的断线及假在线情况；通信带宽大，可以允许同时采集多个DTU数据；通信更快，节省采集时间。

1、9、支持远程升级设备程序、设定参数。

2、水司调度中心功能

工作人员可以在调度中心远程监测整个供水管网的压力及流量情况，为供水调度工作提供数据依据，保障供水压力平衡、流量稳定；监测整个城市供水管网测点的压力、流量、流向、水质信息。

2、1、 监测各水厂出厂流量、出厂压力、清水池水位、加压泵工作状态。

2、2、 监测加压泵站的水池水位、进口压力、水泵工作状态、出口压力；远程控制加压泵的启停。监测直供水泵工作状态、出口流量、出口压力；远程控制水泵的启停。

2、3、监测城市备用调节水池的水位。

2、4、生成每个测点的压力、流量数据曲线；生成每条管线压力分布曲线。

 
2、5、 生成各种工作报表。

2、6、辅助预测、发现爆管事故；提供辅助决策建议。
2、7、存储、查询、对比历史数据。
2、8、 远程维护监测设备。辅助管理管网管道、阀门、变送器、流量计等设备。

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