城市供水調(diào)度系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

王曉艷

摘 要：隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，城市的供水規(guī)模也在逐步增大，城市供水調(diào)度的復(fù)雜性及重要性也在增加，人們對城市供水系統(tǒng)要求也越來越高，目前國內(nèi)大多數(shù)城市供水管網(wǎng)主要依賴人工經(jīng)驗調(diào)度，信息化手段比較薄弱，大部分供水企業(yè)正面臨著前所未有的供水壓力。所以，傳統(tǒng)的經(jīng)驗調(diào)度方式能耗浪費巨大，已不適合現(xiàn)代社會的發(fā)展需要。近幾年我公司加強對供水調(diào)度系統(tǒng)的的建設(shè)，已經(jīng)建立起計算機實時監(jiān)測系統(tǒng)，在公司的日常供水調(diào)度及生產(chǎn)運行管理中發(fā)揮著重要的作用。

關(guān)鍵詞：供水調(diào)度；廣域網(wǎng)絡(luò)；數(shù)據(jù)中心

1 供水調(diào)度模式

城市供水調(diào)度系統(tǒng)一般由公司主調(diào)度中心站（一級調(diào)度）、各廠區(qū)調(diào)度中心（二級調(diào)度）、若干個遠程站（工業(yè)各廠）組成。主調(diào)度中心站與各廠區(qū)調(diào)度中心及若干個遠程站之間，通過通信鏈路（有線或無線）進行信息交換。

通過對公司供水業(yè)務(wù)進行深入的調(diào)研，公司為典型的二級調(diào)度供水模式。該模式是指調(diào)度系統(tǒng)中設(shè)置一個主調(diào)度中心站和若干個二級（各廠站）調(diào)度中心。主調(diào)度中心全面負(fù)責(zé)對整個城市給水系統(tǒng)各環(huán)節(jié)中主要設(shè)備的運行狀況進行監(jiān)測，控制其直屬管理的有關(guān)設(shè)備，對二級監(jiān)控調(diào)度中心僅實施指令管理。二級調(diào)度中心負(fù)責(zé)貫徹主調(diào)度中心下達的有關(guān)指令，上報所屬設(shè)備的運行情況或?qū)ζ鋵嵤┛刂撇僮鳌?/p>

2 供調(diào)度系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

濮陽市自來水公司調(diào)度系統(tǒng)主要包括：主調(diào)度中心（設(shè)置于公司調(diào)度中心）、各廠區(qū)調(diào)度中心（2個制水廠、2個源水廠）、供水管網(wǎng)監(jiān)測點和工業(yè)各廠區(qū)監(jiān)測點。主調(diào)度中心與各區(qū)域的互聯(lián)，主要以GPRS無線方式或ADSL有線VPN的方式。

系統(tǒng)分為三個網(wǎng)絡(luò)層次：

（1）最底層為設(shè)備層：對主調(diào)度中心而言，各個管網(wǎng)監(jiān)測點，向主調(diào)度中心傳達監(jiān)測數(shù)據(jù)（流量、末梢壓力等）；對各廠區(qū)調(diào)度中心而言，是各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)監(jiān)測點，其主要任務(wù)是接受各取、制水環(huán)節(jié)實時工況數(shù)據(jù)，向主調(diào)度中心轉(zhuǎn)發(fā)供水工況，同時執(zhí)行公司主調(diào)度中心下達的調(diào)泵指令。

（2）中間層為監(jiān)控層：以數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為中心的局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)，接收主調(diào)度中心的實時數(shù)據(jù)流。

（3）最上一層是調(diào)度管理層：主要是承擔(dān)日常調(diào)度管理任務(wù)，包括調(diào)度報表自動生成、供水情況的查詢統(tǒng)計、供水量預(yù)測和調(diào)度指令生成下發(fā)、爆管分析、機泵效能分析等等。

3 供水調(diào)度系統(tǒng)功能

供水調(diào)度系統(tǒng)是為保證城市供水調(diào)度業(yè)務(wù)快速、準(zhǔn)確、合理開展調(diào)度業(yè)務(wù)而建立的技術(shù)保障系統(tǒng)。其功能與內(nèi)容均是圍繞保證城市給水調(diào)度業(yè)務(wù)需求而考慮設(shè)置的。該系統(tǒng)是應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)（包括自動檢測、現(xiàn)代通信、計算機和自動控制等高新技術(shù)），對影響供水全過程各環(huán)節(jié)的主要設(shè)備、運行參數(shù)進行實時監(jiān)測、分析，提出調(diào)度控制依據(jù)或?qū)嵤﹨⒖挤桨福o助調(diào)度人員及時掌握供水系統(tǒng)實際運行工況，并實施科學(xué)調(diào)度控制的自動化信息管理系統(tǒng)。

系統(tǒng)由下而上分為幾大功能：數(shù)據(jù)采集功能、數(shù)據(jù)通訊功能、數(shù)據(jù)綜合顯示功能、信息綜合統(tǒng)計分析功能。

4 供水調(diào)度系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計

4.1 在系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計中，我們遵循以下原則：

①盡量考慮對現(xiàn)有投資設(shè)備的保護和再利用；②具有較強的實用性和可靠性、良好的開放性和可擴展性；③堅持信息采集高度集中、控制高度分散的原則；④數(shù)據(jù)庫間的數(shù)據(jù)共享功能。

4.2 遠程采集終端的設(shè)計

供水管網(wǎng)信息化系統(tǒng)的采集終端安裝在供水管網(wǎng)的關(guān)鍵點位，負(fù)責(zé)上傳的實時供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)，包括：壓力、流量等。遠程與主調(diào)度中心通訊主要以GPRS無線方式為主。

4.3 廠站調(diào)度中心的設(shè)計

我公司各廠站調(diào)度中心主要負(fù)責(zé)向公司中心調(diào)度上傳各廠站取水、送水泵的實時狀態(tài)、出廠出站的壓力、流量、水位等，并下達主調(diào)度中心的調(diào)泵指令。實現(xiàn)各廠站與主調(diào)度中心軟件的數(shù)據(jù)集成與共享。

我公司第二水廠供水管網(wǎng)信息化系統(tǒng)的采集終端安裝在供水管網(wǎng)的關(guān)鍵點位，負(fù)責(zé)上傳的實時供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)，包括：壓力、濁度、余氯、流量等。 系統(tǒng)采用西門子S7-400PLC作為控制器，主要完成數(shù)據(jù)的采集、濾波、計算、存儲轉(zhuǎn)發(fā)等功能。 通過串口方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)傳設(shè)備，由數(shù)傳設(shè)備實現(xiàn)與主調(diào)度中心的通訊。

另外，第二水廠已經(jīng)建立制水工藝自動化系統(tǒng)，調(diào)度中心安裝組態(tài)王軟件，系統(tǒng)集成中涉及到的多種數(shù)據(jù)源通過多種協(xié)議和設(shè)備，實現(xiàn)了該廠與公司調(diào)度中心軟件的數(shù)據(jù)集成與共享。

4.4 主調(diào)度中心的設(shè)計

主調(diào)度中心是公司整個調(diào)度網(wǎng)絡(luò)的核心部分，包括：一臺通訊服務(wù)前置機，一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、兩臺操作員站和其他一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。主調(diào)度中心應(yīng)用軟件分為：數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)、供水管理信息系統(tǒng)。

通訊服務(wù)前置機建立與各遠程采集終端和廠站調(diào)度中心的通訊，同時提供操作員站的數(shù)據(jù)服務(wù)接口。操作員站配置組態(tài)王軟件，以O(shè)PC方式與通訊前置機進行動態(tài)數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上安裝了SQL Server數(shù)據(jù)庫管理軟件，負(fù)責(zé)整個調(diào)度系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)的存儲，是供水調(diào)度信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心。供水調(diào)度管理信息系統(tǒng)的主要模塊，包括：調(diào)度員當(dāng)班管理模塊、調(diào)度信息發(fā)布模塊、統(tǒng)計查詢模塊、報表生成模塊、供水量預(yù)測模塊、調(diào)度指令生成發(fā)布模塊、配泵方案比較分析等模塊。

5 結(jié)束語

我公司城市供水調(diào)度系統(tǒng)在人工經(jīng)驗調(diào)度的基礎(chǔ)上，結(jié)合優(yōu)化調(diào)度的成熟理論，提出了供水調(diào)度信息化建設(shè)的方案。該方案已經(jīng)在我公司得到了很好的應(yīng)用，我們認(rèn)為該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)供水調(diào)度管理的事務(wù)操作；實現(xiàn)供水調(diào)度生產(chǎn)數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計和分析；通過供水量預(yù)測，幫助供水企業(yè)進行生產(chǎn)預(yù)案的制定；通過效能分析，幫助供水企業(yè)降低生產(chǎn)成本。

參考文獻：

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