供水管網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的創(chuàng)新與應(yīng)用探析

摘要：目前供水公司對(duì)供水管網(wǎng)調(diào)度的主要依據(jù)是水壓的大小和流水量的高低，供水管網(wǎng)檢測(cè)壓力和流量可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)爆管，停水等情況的產(chǎn)生，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)區(qū)域的用水情況。為滿足供水管網(wǎng)對(duì)于自動(dòng)檢測(cè)水壓大小和流水量高低的需求，來進(jìn)一步提高閥門控制技術(shù)的穩(wěn)定性和先進(jìn)性，需要供水管網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化進(jìn)行創(chuàng)新和應(yīng)用上的創(chuàng)新。供水管網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的作用有可以保存供水管網(wǎng)的流量和壓力等數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，還可以自動(dòng)處理和報(bào)警。建立調(diào)流閥統(tǒng)一控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)供水管道調(diào)度的自動(dòng)化，在實(shí)現(xiàn)單個(gè)閥門自控的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合自動(dòng)化。

關(guān)鍵詞：供水管網(wǎng);調(diào)度自動(dòng)化;創(chuàng)新與應(yīng)用

前言

目前國(guó)內(nèi)大部分的供水管網(wǎng)的發(fā)展和維護(hù)還比較落后，仍然停留在使用人工來進(jìn)行調(diào)度的階段，人工的經(jīng)驗(yàn)畢竟有限，在日常的操作中也會(huì)出現(xiàn)失誤，一旦出現(xiàn)失誤，就會(huì)出現(xiàn)爆管或者停水等問題，導(dǎo)致出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)損失和工程癱瘓。在過去的時(shí)代里，人工調(diào)度為人類的發(fā)展和工業(yè)的發(fā)展提供了保障。但是隨著城市建設(shè)的加快，傳統(tǒng)的人工調(diào)度供水管道已經(jīng)跟不上時(shí)代的發(fā)展。隨著信息化時(shí)代的深入，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的大量普及，實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化成為可能。供水管道隨著工業(yè)的發(fā)展和城市的建設(shè)不斷地進(jìn)行改道和擴(kuò)建，越來越復(fù)雜，僅靠人工調(diào)度來滿足越來越龐大的供水需求已經(jīng)不現(xiàn)實(shí)，不能滿足現(xiàn)代化需求。人工經(jīng)驗(yàn)調(diào)度無法滿足目前多變的供水情況，常常會(huì)出現(xiàn)爆管停水的現(xiàn)象，主要是因?yàn)闊o法掌握快速變化的供水管道水壓和流速的變化，所以快速引入一個(gè)可以自主的檢測(cè)水壓和流速的人工智能裝置就尤為重要，隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，實(shí)現(xiàn)人工智能在供水管道中的應(yīng)用成為可能，為供水系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1.供水調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求

根據(jù)目前的研究和人工經(jīng)驗(yàn)得出，供水調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求主要分為三種，分別是數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和展示，歷史數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和分析，數(shù)據(jù)共享。

在供水調(diào)度系統(tǒng)中，需要具備以上三種功能才能夠?qū)崿F(xiàn)供水管道的自動(dòng)化調(diào)度，人工智能系統(tǒng)在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中采集水壓和流速等數(shù)據(jù)，并且將其展示給工作人員。并且要儲(chǔ)存歷史的數(shù)據(jù)，并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析，最后將數(shù)據(jù)共享給其他的系統(tǒng)，讓其他的系統(tǒng)可以提前預(yù)判這一階段供水情況，及時(shí)做出調(diào)整。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和展示主要是采集管網(wǎng)中需要采集的管網(wǎng)壓力和水流流速等影響管道安全的物理量[1] 。歷史數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和分析就是將每天的歷史數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在一個(gè)表格里，每天每月每年分類，最后根據(jù)表格來分析各個(gè)時(shí)間段的變化趨勢(shì)和預(yù)測(cè)可能發(fā)生的情況，及時(shí)進(jìn)行處理。對(duì)歷史數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存一定要準(zhǔn)確清晰，方便以后查閱。數(shù)據(jù)共享指的是將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)發(fā)送到內(nèi)網(wǎng)中，方便其他工作人員查閱。

2.供水管網(wǎng)自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)

2.1隨時(shí)實(shí)現(xiàn)通信功能

自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)檢測(cè)的功能，遙控補(bǔ)測(cè)，在發(fā)現(xiàn)問題或?qū)⒁霈F(xiàn)問題的管道附近可以隨時(shí)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的功能，這比傳統(tǒng)的人工更加的方便，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)，相比于傳統(tǒng)的人工死板僵硬的檢測(cè)手段來說，自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)檢測(cè)，隨機(jī)巡測(cè)，數(shù)據(jù)補(bǔ)調(diào)，遙控控制，中止通信，查看各端站GPRS通信狀態(tài)等功能。傳統(tǒng)的人工供水管網(wǎng)檢測(cè)只能夠單次的檢測(cè)和檢查，并不能夠?qū)崿F(xiàn)隨時(shí)檢測(cè)和隨機(jī)檢測(cè)，自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)實(shí)際上是人工智能在操控，隨著信息化時(shí)代的深入和發(fā)展，計(jì)算機(jī)科學(xué)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域之中的普及，自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)監(jiān)測(cè)和隨機(jī)檢測(cè)的功能，這是傳統(tǒng)的人工無法做到的，也是科技的進(jìn)步，依靠系統(tǒng)對(duì)整個(gè)供水管道的全覆蓋來實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地進(jìn)行監(jiān)測(cè)，自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)可以滿足目前飛速發(fā)展的居民生活用水和工業(yè)用水的復(fù)雜多變的要求，隨時(shí)隨地檢測(cè)水壓和流速，在出現(xiàn)問題的前一刻就預(yù)知問題，給工作人員以反應(yīng)時(shí)間。

2.2可以使用數(shù)據(jù)表格等來記錄

自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)需要保存歷史數(shù)據(jù)，方便以后查閱。自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)可以保存歷史數(shù)據(jù)在表格中，展示需要展示的數(shù)據(jù)和畫面，而傳統(tǒng)的人工則無法得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和繪畫出準(zhǔn)確的表格。在進(jìn)行多年來供水調(diào)度系統(tǒng)的比較時(shí)，自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)可以將多年的數(shù)據(jù)制成折線圖的形式，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)以趨勢(shì)曲線的方式直觀的展現(xiàn)數(shù)據(jù)的年月日變化，方便了工作人員判斷未來供水管網(wǎng)的趨勢(shì)[2] 。自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)給歷史數(shù)據(jù)制成表格和曲線圖提供了可能。在以往的人工中，人工無法在短時(shí)間內(nèi)找到如此多的歷史數(shù)據(jù)，也無法在短時(shí)間內(nèi)將這些數(shù)據(jù)制成表格。而自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)將這一曲線圖變?yōu)榭赡?，自?dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)滿足了發(fā)展日漸迅速的城市建設(shè)和發(fā)展，供水管道日漸復(fù)雜，人工的檢測(cè)和記錄已經(jīng)不再現(xiàn)實(shí)，自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)的全面普及已經(jīng)成為國(guó)家發(fā)展的大趨勢(shì)，這也是社會(huì)發(fā)展的體現(xiàn)，同時(shí)也推動(dòng)著社會(huì)的發(fā)展。

2.3可以進(jìn)行組態(tài)和網(wǎng)頁(yè)發(fā)布

組態(tài)指的是定點(diǎn)添加和刪除PLC站點(diǎn)，并設(shè)置開關(guān)點(diǎn)，壓力點(diǎn)，流量點(diǎn)等變量?？梢栽O(shè)置連接數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)報(bào)表，開發(fā)和維護(hù)人員根據(jù)系統(tǒng)的需求來調(diào)整組態(tài)分布。工作人員根據(jù)系統(tǒng)組態(tài)把編輯的數(shù)據(jù)和報(bào)表發(fā)送到網(wǎng)站上，供內(nèi)部人員參考和管理人員決策。

3.自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)流程

自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)在建設(shè)上主要分為前期準(zhǔn)備，中期建設(shè)和后期完善三個(gè)階段。前期主要準(zhǔn)備需要植入的芯片系統(tǒng)，選擇好鋪設(shè)的壓力點(diǎn)，保證供電情況的穩(wěn)定，搭建完整的自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)這些步驟，前期的準(zhǔn)備工作尤為重要，如果前期的準(zhǔn)備工作不充分，那么工程就無法進(jìn)行下去。壓力點(diǎn)即為檢測(cè)點(diǎn)，選取要具有代表性，可以通過一個(gè)壓力點(diǎn)檢測(cè)到整個(gè)區(qū)域。在偏遠(yuǎn)地區(qū)通過電線穩(wěn)定供電不現(xiàn)實(shí)，所以一般采用電池供電。中期建設(shè)主要是進(jìn)行PLC系統(tǒng)的調(diào)試和硬件軟件安裝，工程人員對(duì)系統(tǒng)調(diào)試安裝完畢后，要對(duì)使用人員進(jìn)行教學(xué)，中期建設(shè)就完成了。后期主要是進(jìn)行系統(tǒng)的跟蹤檢測(cè)，看看在一段時(shí)間的使用中，各項(xiàng)功能是否正常和完善，如果存在問題，則需要聯(lián)系專業(yè)人員進(jìn)行檢測(cè)和維修。

4.自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)帶來的效益

自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)的大面積使用也減少了對(duì)檢測(cè)供水調(diào)度系統(tǒng)的人工培訓(xùn)費(fèi)用，滿足了日漸發(fā)展迅速的城市化建設(shè)。另外系統(tǒng)所記錄的歷史數(shù)據(jù)也為公司日后進(jìn)行有關(guān)方面的研究和改進(jìn)提供了寶貴的資料。自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)不僅提高了供水的效率，也為國(guó)家的發(fā)展做出了寶貴的貢獻(xiàn)。該系統(tǒng)的使用確保工作人員可以即使發(fā)現(xiàn)供水事故的發(fā)生，保障了供水的連續(xù)有效性，各種高新技術(shù)在自動(dòng)化供水調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用也為各種軟件的開發(fā)使用提供了動(dòng)力，使得國(guó)家各個(gè)方面都趨于自動(dòng)化和完整化，各種新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)也促進(jìn)了人們生活水平的提高。

5.總結(jié)

供水管網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)生活中得到了很好的應(yīng)用，避免了因?yàn)槿斯そ?jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)度而產(chǎn)生的不科學(xué)性和不確定性。而供水管網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的創(chuàng)新和應(yīng)用探索可以使供水管網(wǎng)的穩(wěn)定性提升，保證供水的穩(wěn)定和安全，對(duì)于供水管網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的創(chuàng)新與應(yīng)用的創(chuàng)新與應(yīng)用探析可以給人民生活帶來很大的便捷，給國(guó)家的快速發(fā)展注入活力。該系統(tǒng)給人民的生活帶來了便利，解決了因供水調(diào)度管網(wǎng)越來越復(fù)雜而難以進(jìn)行水壓檢測(cè)和水流流速檢測(cè)帶來的問題，自動(dòng)化供水管網(wǎng)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，解決了企業(yè)用水和居民用水的后顧之憂，減少了爆管和停水現(xiàn)象的發(fā)生，滿足了新時(shí)代人們對(duì)物質(zhì)的要求，提升了居民的幸福感。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

孔博，男，1991年2月出生，開封市人，大學(xué)本科，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)，助理工程師，研究方向?yàn)殡姎庾詣?dòng)化。

（作者單位：開封市供水總公司）