论“城市优化供配水系统”研究与开发—建设节水型城市的必备工具
。用户只需指定漏水处,系统将能够制定出合理的处理方案,以便及时排除故障。当需检修某个或某些阀门时,则需利用扩大关闸搜索寻找需关哪些阀门,以便进行抢修;火灾事故处理,是指在城市中突发火灾时,用户只需指定失火处,并给定搜索条件,系统将能够根据搜索条件找出可用的消防栓,提供给消防部门。
6.管网维护管理子系统
该子系统主要是对管道完工档案、闸门和管网运行状态进行管理日常业务管理。
2.2高度现代化的生产调度指挥系统功能
任何一个城市自来水企业,为了满足对生产过程的调度指挥,均需设置一个“中央生产调度指挥中心”,以及指挥生产的“生产过程实时监控系统(SCADA)”;该SCADA系统通常由企业生产调度指挥中心、分厂测控站(MCS;Measure&Control System)、管网RTU、有线/无线通信系统等构成;因此,SCADA就构成了“城市供配水综合自动化系统(Synthetic Automatic System,SAS)”的核心系统。
“城市供配水综合自动化系统”之中的SCADA功能,可以概要的描述如下:
1.数据采集功能:根据公司生产调度中心调度生产指挥的需求,要求系统对自来水管网
2.数据传输功能:将现场采集到的数据,或直接或通过各生产调度分系统,实时地传递到生产调度中心主系统。
3.数据显示及分析功能:生产调度中心主系统将获得的各类信息及数据,经过分析、加工直观地、动画地显示出来;供生产调度指挥人员使用。
4.报警功能:系统可对各水厂机泵运行异常,如电压、电流的不足或过载等,管网压力不足或超限进行及时报警。
5.历史数据的存储、检索、查询及分析功能:根据公司生产调度中心调度生产指挥,和检索、查询及分析历史数据的需求,系统应具备实现历史数据的存储、检索、查询及分析功能。
6、报表显示及打印功能:系统可自动生成各种生产情况的日月年报表,并可随时打印。
7.遥控功能:根据公司生产调度中心调度生产指挥的需求,系统操作人员可在生产调度中心实现对有关水泵实现开停遥控。
8.网络功能:将现场采集到的数据送到网络服务器上,供其他系统使用。
2.3完全信息化的在线优化供配水系统功能
以供水管网GIS为背景建立起来的城市优化供配水系统数学模型,在城市自来水公司生产调度中心投入使用的时候,通常都具备有“完全信息化的在线优化供配水系统功能”。
2.4 应急事故处理的社会服务功能
城市自来水管网系统在实际运行过程中,有可能发生各种各样的事故(诸如爆管、停水、水压不足等),城市居民、单位均可通过预先设置的电话通知自来水公司,以便急时得到维修,这就是应急事故处理的社会服务功能。
3、“城市优化供配水系统”的开发方法
3.1城市优化供配水系统数学模型的建立
1、建立“城市优化供配水系统数学模型”意义人类进入21世纪,由于全球性水资源的短缺(我国更为严重),极大地威胁着人类的生存;因此,科学合理的利用水资源、节约城市工业与生活用水已迫在眉睫,建立“城市优化供配水系统数学模型”,实施城市管网优化供配水,从而达到城市节约用水的目的。
建立了“城市优化供配水系统数学模型”以后,我们就具备了深刻理解城市供水系统地下管网运行的条件,该模型不仅提供城市供水系统中不同泵的供水范围,而且还可明显的反映出城市供水系统地下管网可能发生的瓶颈现象,模型同时还可提供各种供配水方案的直观模拟演示,这就为系统操作者进行实时在线优化供配水提供了有利条件。
在城市供配水管理方面,由于有了“城市优化供配水数学模型”,对城市因其发展而需要进行管网扩展,模型提供了有力的数据支持,从而保证了城市供配水系统的优化管理,用户也得了高质量的服务。
2.“城市优化供配水系统数学模型”建模前的准备
(1)“城市优化供配水系统数学模型”的结构如下:
“城市优化供配水系统数学模型”的建模过程,如图2所示;通常在建立数学模型前,必须进行前期的各种数据的准备工作,如管网数据的确定、需水量数据的确定、测试数据等;这里我们就不一一予以说明了;值得一提的是,用于建模的数据正确性是一定加以测定的。
3.建模与模型计算
城市优化供配水系统数学模型的建立,是以管网GIS系统基础数据,计算机网络收费系统数据处理和现场管网测试数据等为依据;根据城市管网分布结构,筛选出管网干道节点,以这些管网干道节点为核心,形成管网水流环路,然后再利用流体力学基本计算公式进行模拟计算,从而获得管网环路各节点上的压力分布和流量分布;根据系统优化目标,进一步对 《论“城市优化供配水系统”研究与开发—建设节水型城市的必备工具(第2页)》
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6.管网维护管理子系统
该子系统主要是对管道完工档案、闸门和管网运行状态进行管理日常业务管理。
2.2高度现代化的生产调度指挥系统功能
任何一个城市自来水企业,为了满足对生产过程的调度指挥,均需设置一个“中央生产调度指挥中心”,以及指挥生产的“生产过程实时监控系统(SCADA)”;该SCADA系统通常由企业生产调度指挥中心、分厂测控站(MCS;Measure&Control System)、管网RTU、有线/无线通信系统等构成;因此,SCADA就构成了“城市供配水综合自动化系统(Synthetic Automatic System,SAS)”的核心系统。
“城市供配水综合自动化系统”之中的SCADA功能,可以概要的描述如下:
1.数据采集功能:根据公司生产调度中心调度生产指挥的需求,要求系统对自来水管网
及各水厂能够数据采集以下信息:合理分布在自来水管网上的测压信号(管网压力),各水厂泵的运行参数、电源供电情况、耗电量、当前功率因素、水厂进/出水量、原水浊度、出厂水浊度、余氯、PH值等。
2.数据传输功能:将现场采集到的数据,或直接或通过各生产调度分系统,实时地传递到生产调度中心主系统。
3.数据显示及分析功能:生产调度中心主系统将获得的各类信息及数据,经过分析、加工直观地、动画地显示出来;供生产调度指挥人员使用。
4.报警功能:系统可对各水厂机泵运行异常,如电压、电流的不足或过载等,管网压力不足或超限进行及时报警。
5.历史数据的存储、检索、查询及分析功能:根据公司生产调度中心调度生产指挥,和检索、查询及分析历史数据的需求,系统应具备实现历史数据的存储、检索、查询及分析功能。
6、报表显示及打印功能:系统可自动生成各种生产情况的日月年报表,并可随时打印。
7.遥控功能:根据公司生产调度中心调度生产指挥的需求,系统操作人员可在生产调度中心实现对有关水泵实现开停遥控。
8.网络功能:将现场采集到的数据送到网络服务器上,供其他系统使用。
2.3完全信息化的在线优化供配水系统功能
以供水管网GIS为背景建立起来的城市优化供配水系统数学模型,在城市自来水公司生产调度中心投入使用的时候,通常都具备有“完全信息化的在线优化供配水系统功能”。
2.4 应急事故处理的社会服务功能
城市自来水管网系统在实际运行过程中,有可能发生各种各样的事故(诸如爆管、停水、水压不足等),城市居民、单位均可通过预先设置的电话通知自来水公司,以便急时得到维修,这就是应急事故处理的社会服务功能。
3、“城市优化供配水系统”的开发方法
3.1城市优化供配水系统数学模型的建立
1、建立“城市优化供配水系统数学模型”意义人类进入21世纪,由于全球性水资源的短缺(我国更为严重),极大地威胁着人类的生存;因此,科学合理的利用水资源、节约城市工业与生活用水已迫在眉睫,建立“城市优化供配水系统数学模型”,实施城市管网优化供配水,从而达到城市节约用水的目的。
建立了“城市优化供配水系统数学模型”以后,我们就具备了深刻理解城市供水系统地下管网运行的条件,该模型不仅提供城市供水系统中不同泵的供水范围,而且还可明显的反映出城市供水系统地下管网可能发生的瓶颈现象,模型同时还可提供各种供配水方案的直观模拟演示,这就为系统操作者进行实时在线优化供配水提供了有利条件。
在城市供配水管理方面,由于有了“城市优化供配水数学模型”,对城市因其发展而需要进行管网扩展,模型提供了有力的数据支持,从而保证了城市供配水系统的优化管理,用户也得了高质量的服务。
2.“城市优化供配水系统数学模型”建模前的准备
(1)“城市优化供配水系统数学模型”的结构如下:
“城市优化供配水系统数学模型”的建模过程,如图2所示;通常在建立数学模型前,必须进行前期的各种数据的准备工作,如管网数据的确定、需水量数据的确定、测试数据等;这里我们就不一一予以说明了;值得一提的是,用于建模的数据正确性是一定加以测定的。
3.建模与模型计算
城市优化供配水系统数学模型的建立,是以管网GIS系统基础数据,计算机网络收费系统数据处理和现场管网测试数据等为依据;根据城市管网分布结构,筛选出管网干道节点,以这些管网干道节点为核心,形成管网水流环路,然后再利用流体力学基本计算公式进行模拟计算,从而获得管网环路各节点上的压力分布和流量分布;根据系统优化目标,进一步对 《论“城市优化供配水系统”研究与开发—建设节水型城市的必备工具(第2页)》