城市市政供水管网信息化系统方案厦门飞华水务环保科技工程有限公司Xiamen feihua Water&Environmental Technology Engineering Co., Ltd..|Automation Engineeringadd:xiamen qi'xin west road 170#|Tel:86-592-5335774|Fax:86-592-5073555http:\\|email:************************目录一．引言 (1)二．建设背景 (2)三．建设目标 (2)3.1系统远期目标 (2)3.2本方案建设目标 (6)四．管网信息化系统总体结构图 (6)五．管网信息化系统建设方案 (6)5.1管网SCADA系统 (7)5.1.1管网DataLog简述 (8)5.1.2管网DataLog主要参数和性能 (9)5.1.3管网DataLog特点和功能 (10)5.1.4管网DataLog安装方式 (11)5.1.5一体化智能水表简介 (13)5.1.6一体化智能水表主要性能和参数 (14)5.1.7一体化智能水表基表技术指标 (15)5.1.8一体化智能水表外形和规格 (15)5.1.9一体化智能水表特点和功能 (17)5.1.10服务器 (18)5.1.12卫星授时服务器（GPS TIMER） (19)5.1.13 短信服务器 (19)5.1.14 管网测压点WEB展现软件 (19)5.1.14.1简述 (19)5.1.14.2主要功能 (19)5.1.14.3展示界面参考 (20)5.2大客户管理系统 (36)5.3.1简介 (36)5.7.2 展示界面参考 (36)5.3管网水力模型系统 (50)5.3.1概述： (50)5.3.2建立： (50)5.3.2.1供水管网微观动态水力模型的建立 (51)5.3.2.2供水管网在线实时水力模拟系统的建立 (53)5.4管网优化调度系统 (53)5.5供水调度系统信息化建设方案 (54)5.5.1系统功能结构设计 (54)5.5.2软件模块设计 (56)一．引言城市供水是城市的命脉，它为城市的生产、生活提供着必需的条件，是制约城市发展的决定性因素，甚至也构成了关系社会安定的重要因素。
由于水的不可代替性、不可选择性，牵动着城市的千家万户每一个居民，所以城市供水是城市首要的基础设施。
作为供水管理的载体和实施者，供水企业担负人民生活生命线管理重任，其管理水平直接影响着经济和社会的发展，所以各国供水企业都在不遗余力提高管理效率，改进管理水平，发展壮大自己的基础工业。
信息技术、计算机技术、通讯技术、自动控制技术等先进技术的应用，的确为供水企业的现代化管理解决了很多的实际问题。
但是，企业管理的各个环节是密切关联，仅在某一环节采用新技术并不能解决所有问题，分离的系统无法实现整个运营的系统性，不能发现系统管理诸因素中的统计规律和相关性，无法辅助决策。
本文在分析了供水系统(组成、变化、成因)、供水企业现状管理模式、现代化管理模式的基础上，借鉴CIMS(Computer Integrated Manufacturing Systems)(注1)理论，集成现有成熟技术，构建基于供水企业管理调度的信息集成框架模型，进一步整合现有的包括GIS(Geographical Information System) (注2)资源在内的各项资源，为供水企业的信息建设和发展提供了模型基础。
SCADA (注3)系统为管网调度决策提供最有效的依据，是监视管网运行过程的眼睛，也可以用来考核管网调度方案的可行性和合理性。
一个完美的管网远程数据采集系统，再拟出合理的节能降耗调度方案，是水行业每个人的共同愿望；第一时间发现事故，及时通知处理，将损失减小到最低、节能降耗是调度人员奋斗的目标。
对绝大多数供水企业来说，占总用户数20％的大客户贡献了80％的水费，以往供水企业只能通过每月一到两次的抄表来了解他们的用水量，对于其每天的用水规律无法掌握。
随着信息化技术的发展，对大口径水表的实时监控已日益成为供水企业提高管理水平的发展趋势，通过对大客户的用水信息进行系统的分析和数据挖掘，对于供水规划的制定、合理的调度、运行的经济高效有着极其重要的战略意义。
二．建设背景随着城市的发展，市政供水的需求也在日益提高。
对于供水公司的供水管理也提出了很高的要求。
急需建立起一套高效的现代化、信息化的生产监控、调度系统。
三．建设目标3.1系统远期目标着眼于为供水企业构建一套满足生产过程的调度和指挥以及一体化信息管控的城市供水过程管理系统。
建成后所具有的功能包括：统一的生产与质量信息库；完整汇集生产质量数据信息；全面实时地反映全公司的生产质量状况；建立实时数据和历史数据分析系统；建立公司统一的生产管理指挥机构；统一协调制水、输水的有效运行。
系统的建立不但包含自动采集的生产数据，同时包含了管网数据；不但包含了实时数据，也包含了历史数据，除了强调数据的实时性而且强调历史数据的分析。
新系统应整合完整的生产数据，经过科学的加工使之成为可以分析指导生产运行的信息。
系统功能简明示意图如下：计算机中心结构图如下：中心计算机数据服务器授权访问前置设备数据分析及储存报表输出互联网接入生产过程管理系统系统的构成图如下：生产数据库过程管理系统净水控制系统管网监测、调度系统数据填报系统过程管理系统主要由管网监测、调度子系统、净水（水厂、泵站）控制子系统、自动化报表/人工数据填报子系统三大子系统组成。
水质数据的采集和管理根据对象不同分别体现在各个子系统中，如管网水质参数整合在管网调度子系统中，净水厂的水质参数整合在水厂（泵站）控制子系统中，为了使系统建设更为完整，本系统开放与当地水质监测站水质数据链接的接口，可以将水质监测站的数据增加到系统中来，为公司的管理层和决策层全面掌握全公司生产状况、科学地指挥决策提供强大的技术手段。
将大量的生产经验提炼为知识并结合专家的指导意见按概念（concepts），规则（rules），规律（regulations），模式（patterns）等分类进行提炼并存储于知识库中，再结合人工智能的技术建立起一套专家系统，为调度人员的决策提供强大的支持，是基于知识驱动的调度决策方法的理想模式。
调度决策专家系统可以通过模拟专家分析、判断和推理的思维模式和解决问题的方法求解复杂的决策问题。
建立一套切实有用的专家系统需要具备以下几个特性：a)启发性—系统能够运用规范的专业知识、经验知识和直觉的评判知识对具体问题进行快速求解；b)透明性—调度人员在无需了解系统结构的情况下可以与专家系统直接交互，了解知识内容和推理过程；c)灵活性—系统具备自学习能力，可以不断接受新知识、产生新知识，并自动调整有关的控制信息，使其与整个知识库协调。
d)建立起这样一套专家系统，势必对供水调度工作起到很好的推动作用。
但由于我国供水行业个性化的特征相当严重，因此一个企业的经验与知识往往不能简单地移植到另外一个企业，为此，供水调度专家系统的知识库分为公共知识与专用知识两部分，这样既有利于在其他的项目中共享公共知识的成果又有利于各个不通的项目建立适合本项目的专用知识库。
第5页/总61页Internet 管网监测 终端表计…… ……管网监测RTU 终端表计远端访问终端表计 城市供水过程管理系统总结构图3.2本方案建设目标建设管网压力、流量及水质数据采集点、实现管网信息化系统基本架构和布局,为管网建模科学调度打下扎实的基础。
四．管网信息化系统总体结构图调度中心局域网Web服务器中心计算机水司办公局域网科室计算机通讯服务器A路由器InternetGPRS语音调度指令卫星GPS对时通讯服务器B短信服务器移动终端远传水表远传水表远传压力计远传压力计管网终端RTU管网终端RTU远端访问五．管网信息化系统建设方案管网信息化系统建设主要包括管网SCADA、水力模型和优化调度三个子系统的建设。
5.1 管网SCADA 系统集成化的数据采集与监控系统（Supervisory Control and Data Acquistion），又称计算机四遥，指遥测、遥控、遥讯、遥调技术。
在移动技术完善之前，供水SCADA 系统的建设通常采用基于无线数传电台的方式，电台工作在一个专用的频率点，通过点对点（一对一或一对多）的方式进行数据传输。
管网监控点的数据依靠无线发射电台及定向天线发送后，然后由安装在调度中心铁塔上的全向天线接收，再通过调度中心的接收电台送入SCADA 数据服务器中。
本方案采用基于通用无线分组业务（GPRS）的方式，管网监控点的数据通过GSM/GPRS 模块接入GSM 网，然后通过电信部门的GPRS 服务器将数据传输到国际互联网，再通过调度中心内部的互联网接入SCADA 数据服务器。
作为备用方式，监控点数据也可通过GSM/GPRS 模块以短信息的方式发出，通过电信部门的SMS 服务器发送到调度中心的GSM/GPRS接收模块上，再转送到SCADA 数据服务器中。
GPRS 通信方式在通讯距离、速率、抗干扰、容错性、扩展维护性能等方面明显高于数传电台方式，但GPRS 方式在建设初期的成本和运行费用比数传电台方式高。
管网SCADA系统由管网测压点DataLog、一体化测流测压智能水表、在线水质仪表和远传终端、服务器（MTU(注4)、数据库、WEB服务）、一台卫星授时服务器、一台短信服务器、几台工作站、B/S管网测点展现软件、B/S大客户管理软件、分析软件等组成。
满足调度和管理人员日常工作基本要求。
管网 SCADA 系统具备的如下基本功能：1)仪表在线检测主要是实时采集监控站监测的流量、流量累积、耗电量累积、泵站总管出水压力、泵进出水管压力、水池水位、电机功率、水泵运行时间等信息。
这些数据均由SCADA 系统的采集，最终传输到控制中心。
2)数据实时传输主要指的是SCADA 系统的实时传输方式。
所有采集到的数据由现场发射设备发送后，将通过无线或有线网络及时传送到调度中心的接收设备上，接收设备再将采集到的检测数据传输到调度中心的SCADA 服务器，保存在SCADA 数据库中以备日后的查询和处理。
3)状态集中显示主要是将采集到的各项数据集中显示在大屏幕上，显示内容包括每个监测值的当前状态和历史变化。
系统可以方便地查询每个节点的实时和历史状态，以供调度决策参考。
4)远程控制执行：主要是指SCADA 系统能够接收调度系统下达的控制指令，及时向远程监控站发送命令来控制相关设备的运行，最终实现供水管网调度系统的自动化控制。
5)SCADA系统软件功能说明：软件功能详细说明数据采集包括仪表通讯接口、数据干扰处理、数据变换处理、数据缓存处理、数据累计。