供水管網(wǎng)DMA分區(qū)定量漏損監(jiān)控管理系統(tǒng)

楊 帆，陳佑民，毋 焱，鄧 勇

(北京埃德?tīng)柟荆本?00086)

一、引 言

根據(jù)埃德?tīng)柍袚?dān)的住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部水專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施管理辦公室公布的“十二五”水體污染監(jiān)控與治理科技重大專(zhuān)項(xiàng)中“供水管網(wǎng)漏損監(jiān)控設(shè)備研制及產(chǎn)業(yè)化”課題的立項(xiàng)精神，重點(diǎn)為建立中國(guó)特色的DMA管理系統(tǒng)，研發(fā)配套的軟硬件設(shè)施。其中，供水管網(wǎng)DMA分區(qū)定量漏損監(jiān)控管理系統(tǒng)(wDMA)是核心技術(shù)產(chǎn)品之一，現(xiàn)在已經(jīng)在某些城市投入應(yīng)用，并取得良好效果。本文從4個(gè)方面對(duì)wDMA作介紹。

二、研發(fā)供水管網(wǎng)DMA分區(qū)定量漏損監(jiān)控管理系統(tǒng)的目的及其理論基礎(chǔ)

1.研發(fā)目標(biāo)

供水管網(wǎng)分區(qū)定量漏損監(jiān)控管理系統(tǒng)(wDMA)是“十二五”水專(zhuān)項(xiàng)子課題中核心技術(shù)產(chǎn)品之一。該系統(tǒng)根據(jù)中國(guó)實(shí)際情況，參考國(guó)際水協(xié)DMA管理指導(dǎo)要點(diǎn)研發(fā)而成。wDMA應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能感知設(shè)備，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)信息采集、信息傳輸、信息分析、信息應(yīng)用;利用監(jiān)測(cè)、檢測(cè)、監(jiān)控等技術(shù)，對(duì)管網(wǎng)健康狀況進(jìn)行智能化識(shí)別、問(wèn)題定位、跟蹤和監(jiān)管定量監(jiān)控漏損，達(dá)到降低產(chǎn)銷(xiāo)差、提高經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保的目的。指導(dǎo)自來(lái)水公司節(jié)約水資源、漏損監(jiān)控、節(jié)能降耗、提高效益、作好安全運(yùn)營(yíng)等一系列實(shí)時(shí)處置綜合管理等供水工作。

2.研發(fā)wDMA的理論基礎(chǔ)

DMA管理的關(guān)鍵是通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)封閉區(qū)域內(nèi)的流量、壓力，應(yīng)用夜間最小流量與夜間允許最小流量的比較，判斷DMA區(qū)域內(nèi)是否存在漏損，以及漏水量、漏損情況等，并指導(dǎo)、組織相關(guān)部門(mén)進(jìn)行針對(duì)性的監(jiān)查、檢查，以確定是否有泄漏管段，做到快速識(shí)別漏點(diǎn);且對(duì)需要檢漏的DMA進(jìn)行漏失排序，進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的檢測(cè)和修復(fù)。其目的是通過(guò)監(jiān)測(cè)分析泄漏水平、漏失量、產(chǎn)銷(xiāo)差、壓力狀況等信息，實(shí)現(xiàn)減少漏損，提高經(jīng)濟(jì)效益;應(yīng)用獲得的數(shù)據(jù)評(píng)估管道的健康狀況，延長(zhǎng)管網(wǎng)使用壽命，提出管網(wǎng)改造建議，保障供水安全。

(1)降低漏失率的關(guān)鍵——快速感知、快速定位、快速修復(fù)

圖1

(2)供水產(chǎn)銷(xiāo)差的構(gòu)成及分析

表1

三、關(guān)于應(yīng)用wDMA系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理流程的必要性

研發(fā)wDMA的理論基礎(chǔ)——ALR簡(jiǎn)明而又清晰地說(shuō)明:降低漏失率的關(guān)鍵是“快速感知、快速定位、快速修復(fù)”，而供水產(chǎn)銷(xiāo)差的構(gòu)成及分析又為合理分析產(chǎn)銷(xiāo)差提供了科學(xué)計(jì)算依據(jù)。

3個(gè)“快速”深入淺出地刻畫(huà)了對(duì)新技術(shù)的要求，并充分說(shuō)明要快速、持續(xù)、穩(wěn)定地把供水企業(yè)的漏損監(jiān)控到一個(gè)合理的水平，就必然要應(yīng)用通信技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)和感知技術(shù);同時(shí)，也引入另一個(gè)必須研究的問(wèn)題:這些新技術(shù)在公用事業(yè)，市政服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用，必然引起對(duì)原有管理理念、管理思維、管理技術(shù)、管理方法的改變。wDMA系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理流程的應(yīng)運(yùn)而生，正是為了解決這一問(wèn)題。

四、wDMA系統(tǒng)主要功能及其特點(diǎn)

1.應(yīng)用wDMA可以解決哪些問(wèn)題

1)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各DMA區(qū)域的漏損情況、產(chǎn)銷(xiāo)差狀況及各分區(qū)內(nèi)的漏損監(jiān)控執(zhí)行效果等。

2)對(duì)管網(wǎng)發(fā)生的事故做到快速反應(yīng)、快速定位、快速檢修、快速監(jiān)控漏損，實(shí)現(xiàn)降低損失。

3)即時(shí)準(zhǔn)確地為企業(yè)提供有關(guān)信息，如哪些區(qū)域存在漏損;哪些區(qū)域需要修復(fù);哪些區(qū)域的監(jiān)控能帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。

4)提供短信與郵件互動(dòng)，使得相關(guān)負(fù)責(zé)人及時(shí)、準(zhǔn)確地得到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、設(shè)備異常情況等信息。

5)wDMA能充分利用企業(yè)現(xiàn)有的各種設(shè)備資源，為企業(yè)節(jié)約大量成本。

6)通過(guò)移動(dòng)辦公的形式，及時(shí)把現(xiàn)場(chǎng)情況反饋到信息中心，提高現(xiàn)場(chǎng)施工人員的工作效率和質(zhì)量，為GIS的維護(hù)提供最新的數(shù)據(jù)依據(jù)。

7)為實(shí)施數(shù)字城市、智慧城市奠定了技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.wDMA系統(tǒng)特點(diǎn)

1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)界面友好、功能完善，操作簡(jiǎn)便，為供水企業(yè)進(jìn)行多級(jí)分區(qū)管理提供軟件系統(tǒng)平臺(tái)。

2)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、高端感知設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在線(xiàn)采集，兼容多家廠(chǎng)商設(shè)備。

3)提供多種監(jiān)測(cè)手段，除了對(duì)流量、壓力、噪聲進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，還對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行狀況在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。

4)兼顧爆管預(yù)警、水質(zhì)預(yù)警等系統(tǒng)運(yùn)行，為應(yīng)急預(yù)案提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)依據(jù)。

5)實(shí)現(xiàn)漏損監(jiān)控管理數(shù)字化，提供多角度、多維度的管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，為供水企業(yè)提供輔助決策支持，使企業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、有效地降低漏損。

3.wDMA系統(tǒng)主要功能

系統(tǒng)功能如圖2所示主要體現(xiàn)在:

1)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中各個(gè)DMA分區(qū)(可以指定具體DMA分區(qū)或全部DMA分區(qū))中設(shè)備的運(yùn)行情況(流量、壓力、噪聲等)。可以清楚地監(jiān)控各個(gè)DMA是否存在漏損，并根據(jù)漏損量從大到小排出檢漏工作順序。

2)在該系統(tǒng)應(yīng)用中，自來(lái)水相關(guān)人員可以根據(jù)需要靈活設(shè)置監(jiān)測(cè)時(shí)間，隨時(shí)掌握相應(yīng)DMA范圍內(nèi)是否存在漏損及具體的漏損情況分析;當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到DMA分區(qū)存在漏損后，在水平衡簡(jiǎn)析的基礎(chǔ)上，向各有關(guān)部門(mén)(營(yíng)銷(xiāo)、稽查、維修、檢漏及信息中心)發(fā)放派工單及維修單，包括提供方便檢查維修人員工作的異常路段圖紙;現(xiàn)場(chǎng)排查或施工人員，運(yùn)用移動(dòng)辦公手段，把現(xiàn)場(chǎng)處置情況直接反饋到信息中心;同時(shí)，在相關(guān)的存在漏失的管線(xiàn)圖上標(biāo)記實(shí)際處理情況，為管網(wǎng)GIS維護(hù)提供最新管網(wǎng)狀況及相關(guān)數(shù)據(jù)。

3)wDMA系統(tǒng)主要是依據(jù)感知設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，設(shè)備本身的運(yùn)行情況直接影響漏損控制，因此系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)設(shè)立臺(tái)賬，記錄存儲(chǔ)所有設(shè)備供應(yīng)商及其設(shè)備的信息，并在GIS地圖上動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)所有的設(shè)備(流量、壓力、噪聲等感知設(shè)備)在線(xiàn)工作情況，同時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中設(shè)備自身的運(yùn)行情況，實(shí)時(shí)警示異常設(shè)備。

4)對(duì)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，為決策者提供輔助決策依據(jù)，如水平衡分析、漏損評(píng)估對(duì)比分析、DMA分區(qū)產(chǎn)銷(xiāo)差分析、流量與壓力統(tǒng)計(jì)分析等。提供全方位的各種類(lèi)型統(tǒng)計(jì)報(bào)表(流量壓力、滲漏預(yù)警、產(chǎn)銷(xiāo)差、派工與維修等);提供直觀(guān)的、可視化的分析結(jié)果，且具有統(tǒng)一性、全面性、周期性、可靠性等特點(diǎn)，為決策者提供各種不同要求的數(shù)據(jù)結(jié)果及分析結(jié)果，包括管網(wǎng)健康狀況分析、管網(wǎng)改造及必要的數(shù)據(jù)依據(jù)。

圖2

五、wDMA系統(tǒng)主要硬件配置及其相關(guān)硬件

wDMA系統(tǒng)本身是軟件系統(tǒng)，控制漏損應(yīng)用平臺(tái)，但發(fā)揮其功效的基礎(chǔ)是和硬件設(shè)備的共振。該系統(tǒng)可以和通用的、功能相同的其他廠(chǎng)商的設(shè)備兼容，在本研究課題中主要應(yīng)用的設(shè)備如下。

1.主要智能感知器

主要智能感知器如圖3所示。

圖3

2.相關(guān)硬件

相關(guān)硬件如圖4所示。

圖4

六、結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)“供水管網(wǎng)DMA分區(qū)定量漏損監(jiān)控管理系統(tǒng)”作了淺析。需要強(qiáng)調(diào)的是，wDMA不僅把供水系統(tǒng)的管理技術(shù)推到一個(gè)嶄新的、先進(jìn)的、更高的層面，而且wDMA的應(yīng)用能為供水企業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，從而使我國(guó)供水系統(tǒng)和國(guó)際同行舉步共進(jìn)。此外，wDMA是數(shù)字供水重要的系統(tǒng)之一，它為建立智慧城市奠定了技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)依據(jù)。埃德?tīng)栂Ｍ凸┧髽I(yè)一起，把漏損監(jiān)控到一個(gè)合理的、良好的水平，為“十二五”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)共同努力。

略)