城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

孫啟明

【摘??要】城市化的快速發(fā)展使我國的城市對(duì)各方面的資源都有了更大的需求，各個(gè)行業(yè)在城市化進(jìn)程的推進(jìn)下也迅速的向前發(fā)展。在城市化發(fā)展的過程中，對(duì)水資源的需求也不斷增加。供水調(diào)度系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)水資源的生產(chǎn)數(shù)據(jù)公開化的重要監(jiān)控模式。通過供水調(diào)度系統(tǒng)能對(duì)城市的供水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，使采集的數(shù)據(jù)集中化便于管理。城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)既能適應(yīng)信息時(shí)代的發(fā)展，又能改進(jìn)傳統(tǒng)的供水調(diào)度系統(tǒng)中存在的不足，對(duì)城市進(jìn)行科學(xué)供水。

【關(guān)鍵詞】城市;智能化供水調(diào)度系統(tǒng);研究;應(yīng)用

城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)能對(duì)供水的流程進(jìn)行監(jiān)測(cè)并通過數(shù)據(jù)接口將供水的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中的管理和控制，使供水的生產(chǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為有效的供水決策數(shù)據(jù)。將城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用能為城市供水提供科學(xué)化的措施，從而達(dá)到科學(xué)供水、節(jié)約供水的目標(biāo)。城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用在一定程度上減輕了工作人員的負(fù)擔(dān)，使供水?dāng)?shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，提高了供水的安全性，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，有利于推進(jìn)城市化的發(fā)展。

一、傳統(tǒng)的城市供水調(diào)度系統(tǒng)存在的問題

1.1數(shù)據(jù)不具有實(shí)時(shí)性

進(jìn)幾年來，隨著企業(yè)信息化建設(shè)發(fā)展較快，目前基本完成了供水企業(yè)信息處理的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。水源SCADA無線遙控系統(tǒng)、水廠DCS系統(tǒng)、局域網(wǎng)辦公系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)揮了巨大的效能，各種專用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也已經(jīng)建成或正在建設(shè)之中。但是供水調(diào)度系統(tǒng)開發(fā)利用卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，所使用的數(shù)據(jù)采集方式功能比較單一。傳統(tǒng)的城市供水調(diào)度系統(tǒng)只能對(duì)供水生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的記錄和統(tǒng)計(jì)并對(duì)一些供水生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行簡單的調(diào)度功能，對(duì)城市的供水量需求的預(yù)測(cè)不是十分的準(zhǔn)確，不能對(duì)供水調(diào)度進(jìn)行預(yù)警分析。供水調(diào)度系統(tǒng)需要對(duì)供水生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控做好完整的記錄，便于對(duì)供水調(diào)度信息的分析，促進(jìn)城市供水的合理分配。不能滿足供水調(diào)度信息統(tǒng)計(jì)與分析的需求，加大了城市供水調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的困難程度。

1.2具有封閉性

由于傳統(tǒng)的城市供水調(diào)度系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的系統(tǒng)設(shè)備都來自于不同的廠家。這些廠家制作設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)都是各自的，彼此之間并沒有互通，這會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備之間存在差異，造成供水調(diào)度系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息銜接不當(dāng)或是所使用的設(shè)備達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的不良問題，這些都會(huì)為供水調(diào)度系統(tǒng)的建立造成困難降低供水調(diào)度系統(tǒng)的工作性能。具有封閉性的供水調(diào)度系統(tǒng)無法滿足供水調(diào)度數(shù)據(jù)的整合和分析的要求，不能對(duì)供水調(diào)度系統(tǒng)的工作情況和供水能源的消耗進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，對(duì)城市居民的生活質(zhì)量也會(huì)有所影響。

1.3配水系統(tǒng)安全性差

我國城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)存在著較為嚴(yán)重的管材低劣、管網(wǎng)老化、施工技術(shù)落后及非正常工況運(yùn)行等問題，其中以大中城市中的老城區(qū)尤為突出。目前，多數(shù)城市普遍存在的輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)安全性能差問題，導(dǎo)致了較為突出的供水服務(wù)壓力不足、管網(wǎng)漏損率高、爆管事故頻發(fā)、管網(wǎng)余氯消耗速率加快、二次污染嚴(yán)重等供水安全問題。

二、城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)架構(gòu)

2.1系統(tǒng)硬件架構(gòu)探究

城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)供水生產(chǎn)、管網(wǎng)調(diào)配進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。這些數(shù)據(jù)信息在信息技術(shù)的支撐下具有實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。智能化供水調(diào)度系統(tǒng)能對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、制水系統(tǒng)和配水管網(wǎng)系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的收集和整理。采集輸水系統(tǒng)的數(shù)據(jù)能對(duì)水源的水量和水質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和檢驗(yàn)，在制水系統(tǒng)中能夠?qū)θ∷?、凈水等水處理工藝各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的采集，在配水系統(tǒng)中能夠?qū)τ脩舻挠盟俊⑺畨旱葦?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的統(tǒng)計(jì)。城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)中還分為許多的個(gè)分系統(tǒng)。每一個(gè)分系統(tǒng)都會(huì)對(duì)不同的供水環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和整理。在底層的數(shù)據(jù)采集中需要對(duì)各個(gè)凈水廠的控制系統(tǒng)和凈水環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和管理。在第二層系統(tǒng)中是對(duì)供水生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化的收集和管理并且把這些信息整合成數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)有效性，對(duì)城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)的工作有十分大的幫助，有利于對(duì)供水調(diào)度進(jìn)行分析并形成最終的業(yè)務(wù)報(bào)表。城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)需要許多的服務(wù)器進(jìn)行工作來負(fù)責(zé)信息數(shù)據(jù)的處理并對(duì)這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算。

2.2系統(tǒng)軟件架構(gòu)探究

城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)在供水調(diào)度中西建立一套計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和組態(tài)軟件為中心的管理應(yīng)用平臺(tái)上，平臺(tái)具有自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)顯示、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)瀏覽等多種功能。實(shí)現(xiàn)供水?dāng)?shù)據(jù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)生成分析曲線、生產(chǎn)報(bào)表生成、報(bào)警信息處理、城市用水預(yù)測(cè)、調(diào)度方案生成，輔助優(yōu)化調(diào)度、系統(tǒng)維護(hù)等工作。調(diào)度平臺(tái)通過數(shù)據(jù)共享將生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)直接用于辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，為供水生產(chǎn)管理和供水計(jì)劃調(diào)度提供決策性的依據(jù)。

三、底層數(shù)據(jù)接口技術(shù)

在城市供水調(diào)度系統(tǒng)中對(duì)于不同設(shè)備的的底層數(shù)據(jù)采集早期采用的是設(shè)置相應(yīng)的接口卡，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息和網(wǎng)絡(luò)之間的相互連通。但采用通訊接口卡的方式由于接口卡成本較高而且在進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集分系統(tǒng)和底層的控制網(wǎng)絡(luò)連接過程中會(huì)使網(wǎng)絡(luò)在通信過程中產(chǎn)生較大的負(fù)荷。所以，在凈水系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù)信息采用OPC方式與凈水廠的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的設(shè)備進(jìn)行通信。這樣會(huì)減少成本，保證通信質(zhì)量，使通信的速度加快，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)有效性。采用OPC的數(shù)據(jù)連接方式也能夠使數(shù)據(jù)信息進(jìn)行合理性集中，處在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)承載的范圍之內(nèi)。這種方式也對(duì)供水調(diào)度系統(tǒng)的安全性提供了一定的技術(shù)保障，減少了在系統(tǒng)運(yùn)作中出現(xiàn)故障和不良問題的情況。

四、城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)的模型

隨著我國城市化的進(jìn)程加快，各個(gè)城市之間的供水調(diào)度信息也應(yīng)該是綜合系統(tǒng)化的，能夠相互連通。這樣會(huì)使各個(gè)城市之間的供水調(diào)度系統(tǒng)的工作有所交集，打破了城市供水調(diào)度信息的獨(dú)立化。城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)的模型能對(duì)與其相關(guān)的業(yè)務(wù)進(jìn)行綜合與集成，優(yōu)化了系統(tǒng)各個(gè)方面的功能，提高了系統(tǒng)的運(yùn)作效率，也使相關(guān)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)進(jìn)行共同協(xié)作。這種系統(tǒng)模型使供水生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行共享，在數(shù)據(jù)的管理和分析過程中可了解到城市的供水調(diào)度情況并且會(huì)對(duì)城市在供水調(diào)度方面存在的問題進(jìn)行及早發(fā)現(xiàn)、及早解決，這為城市的供水提供了安全支持，也能夠使城市居民的用水質(zhì)量和用水穩(wěn)定性得到有效的保障。供水系統(tǒng)的宏觀調(diào)度模型能夠使設(shè)備具有更多和更高級(jí)的功能，在信息技術(shù)的幫助下對(duì)信息進(jìn)行智能化的分析和處理，加強(qiáng)了供水系統(tǒng)的宏觀調(diào)度模型的適應(yīng)能力，為城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)的工作提供了便捷，滿足了城市居民的用水需求，提高了城市居民的用水安全和用水穩(wěn)定。城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)比傳統(tǒng)的供水調(diào)度系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)方法更加有效，對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)效率有所提高。智能化供水調(diào)度系統(tǒng)對(duì)供水生產(chǎn)數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行深度的分析和研究，為供水決策提供了有效性的信息服務(wù)。

結(jié)束語

在信息化的大背景下，城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)能為供水管理和供水?dāng)?shù)據(jù)分析提供更多的便利。對(duì)城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行研究和應(yīng)用能使城市供水更加合理化。城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)能對(duì)供水的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行整體的監(jiān)控，保證供水的流程透明化，保證供水生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全。在城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用下既能保證城市供水的正常運(yùn)行，使城市居民的日常生活和各個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營得到保障，也能夠?qū)⑺Y源進(jìn)行科學(xué)合理的供給和利用。

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[2]吳斌，湯凱濤.城市智能化供水調(diào)度系統(tǒng)的研究與應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（04）：109.

（作者單位：大慶油田水務(wù)公司）