供水管网智能化管理平台

1、项目介绍

       供水管网智能化管理平台,实现对学校用水数据的采集、分析和控制管理。通过3D可视化平台软件,建立完整的管网数据模型,以更生动的形式展示数据。通过SCADA数采系统采集基础数据,并将采集到的数据上传到智慧水务管理平台从而全面掌握校区的用水规律和用水变化情况,为精细化用水管理提供各种数据和报表支撑,实现节能减排、低碳环保,把能源成本降到最小化。
2、系统架构



3、系统功能
3.1 数据采集及数据库的建立
  1)采用实时数据库(FC7.0)通过I/O接口在平台系统中搭建信息采集和数据存储功能模块。
  2)实现数据的实时采集,数据采集速率为100毫秒/次,达到实现“实时水平衡分析”的要求,并利用数据库对数据进行压缩和安全储存。
  3)数据库有多种安全保护机制,使用互联网数据库的数据加密技术,从硬盘转移到后端系统过程中的数据加密技术等,以保障数据库数据安全。
  4)实时对两校区内环境的PM2.5、温湿度、CO2浓度等空气环境参数进行实时监测,同时将相关数据传输到平台数据库并显示出来。
3.2 地理信息位置管理的建立
       在平台系统中嵌入地图的形式软件,通过建立供水管网“地理信息数据库”,把管网的图形信息、属性资料,以及管网日常维护数据、用水户信息等都整合到数据库中,并在平台上实现:对两校区及各个管理点在地图上进行地理信息标注显示,可显示和查看各个区域用水情况的基本信息(水量、水压、漏损、超额用水、预警报警等),可显示和查看整个供水管网的数据分析、统计情况及对各用水管理点的定位管理和用水情况管理情况。
3.3 供水管网和各用水单元的3D模型建立
       采用专业3D建模软件,在平台系统中对两校区的供水管网和各用水单元建立3D软件模型模块,绘制两校区完整的供水管网图、计量网络图,实现对供水管网和各用水单元的可视化管理;同时建立各种数据模型,实现对两校区各用水单元的用水数据的各项分析和数字化、精细化管理。其特点如下: 
  1)供水管网和各用水单元3D模型的完整性:所建模型真实反映客观管网系统和各用水单元状况,包括实际管线、附属设施都会在模型中得到真实反映。
  2)供水管网和各用水单元3D模型的准确性:管网和用水单元的附属设施(阀门、水泵)的物理特性在模型中都会得到正确表达,模型水力、管道流量、压力都会经过实际校准保证模型的准确性。
  3)供水管网和各用水单元3D模型的有效性:管网和用水单元模型的建立将直接反映供水管网系统和各用水单元的真实情况,实时监测模型数据变化,为用水管理提供最直接最有效的数据分析及管理支撑。



3.4 DMA分区管理的建立

        以GIS管网结构为基础,根据管网特定的水力学、规范和其水量计量条件以及相关法定要求和用水习惯,应用专业软件技术在平台系统中设制并建立两校区用水的DMA分区管理模块,通过实施DMA分区管理可随时掌握分区内的供水状况和设备运行状况,通过对分区内的各用水数据和水压数据分析和比较,及时发现漏水发生的区域,并及时检测维修,从而提升供水系统管理水平,提高供水效益,优化管网运行,降低管网漏损率,保障供水系统的安全运行。

        通过平台系统按照DMA运营管理的流程实施区域水损监测与控制,把对DMA压力流量数据的监测、评估分析、水平衡分析作为日常工作,发现异常及时通知相关部门进行处置;同时设立专职的抢修和维修人员,做到发现问题及时通知维修并保证维修质量,减少漏水持续时间。 






3.5 用水量定额管理的建立    
     
  
在平台系统中对两校区的用水情况进行功能和单元分区,通过平台系统设置各功能区和各单元的用水量计划和指标,实施用水定额管理。依据历史用水数据和各功能区、各用水单元用水量的分类统计情况,分析区域内的人员和特性以及季节等因素与用水量之间的关系,通过数据模型和神经网络,建立目标区域的用水量预测模型,找出水量平衡关系和合理用水程度,同时根据各用水区域和单元的实际用水需求情况制定各区域和各单元的用水计划,并通过平台系统下达用水指标;当用水量超标时,系统通过报警的形式提醒相关管理人员,从而实现用水的精细化管理,杜绝无效的用水,并逐渐促使学生养成节约用水的良好习惯,达到适度节水的目的;此外,依据实时的用水情况报表,为校区水务管理和整改以及进一步实施节水措施等提供决策和效果验证依据。



3.6  实时水平衡分析的建立
       
在平台系统中建立水量平衡分析模型,通过平台系统迅速采集各级水表的数据,然后通过水量平衡分析模型进行快速的模拟计算和分析,以实现实时对水量进行平衡测试和分析,确保均衡供水和避免跑冒滴漏及爆管等事故发生,同时生成基本用水单元的水量测试平衡表、水量平衡测试分级汇总表、水平衡分析表和漏损分析表等。
        
通过供水系统水量平衡分析软件系统对监测的各用水区域的流量数据(包括最小夜间流量)和实际用水量数据进行区域漏损组分对比分析,进而定量分析各组分在漏损中占的比例,形成各时间段(日、月、季、年)的漏损分析表,从而确定漏损形成的主要原因和发生漏损的基本位置,并对症采取合适的措施降低漏损,保证水平衡分析结果准确可靠,从而实现供水管网的实时水量平衡。
3.7  供水水压调控管理的建立
     
平台系统水压控制模块,在各用水区域选取关键位置安装电动压力调节阀,对各区域及恒压供水系统进行供水压力的数据采集,然后依据各区域供水的实时压力值,对供水压力进行时段优化策略调控,以实现合理分配各区域供水压力和安全稳定供水。此外,对原变频供水系统进行远程控制接入并进行相关的控制升级改造,通过平台控制系统实现对供水系统的供水水压分三个时段(早晨6点至晚上11点;晚上11点至凌晨2点;凌晨2点至早晨6点)进行智能调控,以降低水压因素造成的用水浪费。通过以上对供水压力的优化调控管理,可实现降低和维持较低的泄漏水平,减少背景泄漏水平,降低各个跑水点的流速,达到一定的节水目的,并极大减少供水管网的爆管事故。
3.8  供水管网报警及管理的建立       
       
平台系统中建设供水管网故障报警模块和装置,对各供水管控点进行实时监控,当出现供水异常,压力异常,水位异常,用水量异常以及用水量超限额等情况时,系统将即时进行预警和报警,以提醒各级管理人员做出快速响应进行相关异常和故障的处理,并在平台系统中实现对供水管网的检修、检测、维护、报警处理等的记录和备案管理。报警类型包括上下限报警、百分比偏差报警和突变报警;报警提醒方式有弹出窗口、声音、地图高亮显示、发送短信等。



3.9  用水情况信息统计及分析报表的建立
     
平台系统中建立用水信息的统计和分析软件模块,实现但不限于总用水量情况统计报表、各用水单元用水量情况统计报表、供水流量与压力统计报表、漏损统计报表、预警情况统计报表、漏损与经济效益统计报表、超限额用水情况统计报表、以及客户所需其他统计报表;并对各区域和各计量点的用水量进行同环比分析,对分类用水进行同环比分析等;从而全面掌握二校区的用水规律和用水变化情况,为精细化用水管理提供各种数据和报表支撑。






4、项目总结
     
本项目通过组态软件对学校用水数据集中采集,实时监控设备的运行状态和运行数据,把基础数据上传到管网智能化平台,实现对各用水数据的用水量、供水流量与压力等进行统计分析、节能诊断、优化控制和综合管理,减少能耗,提高能源利用率,从根本上实现精细化管理、节能减排、低碳环保、降低能源成本等


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