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浅谈城镇智慧供水建设路径与技术方法
更新时间:2018-05-08 来源:水工业市场杂志

  城镇化进程的不断加快,使得城镇供水覆盖面积进一步扩大,部分自来水公司原有的智慧供水系统已远远不能满足实际的用水所求,特别是在当前物联网技术快速发展的带动下,智慧供水系统的智能化和自动化发展趋势越来越明显。从整体角度来看,智慧供水系统的运行也趋向于向自动控制的模式转变,自动控制形式使得系统运行更为稳定可靠。本文以某县级自来水公司智慧供水系统为分析对象,阐述了城镇智慧供水系统建设路径与技术方法。 

  一、城镇智慧供水系统的整体结构分析

  城镇智慧供水系统由不同层级、不同服务对象的子系统相互融合而成,整体结构具有一定的复杂性和综合性,其构成主要包括:输水管线监测点、中心调度管理网络、高位蓄水池加压泵站管理等。管理层主要使用以太网来进行信息交互,管理层与监控层则是通过客户/服务器HMI组态监控软件来完成信息之间的互动,数据信息收集采用的是受到的传输距离影响很小的MDLC主从通讯协议。 

  二、城镇智慧供水建设路径与技术

  受供水规模限制,城镇智慧供水多采用层次化结构,基于面向服务的体系架构((SOA)进行建设。

  1.软硬件基础

  软硬件基础层主要包括建设智慧供水所需要的各种软硬件设备,如操作系统、数据库管理系统、GIS平台、供水信息监测设备、服务器、信息通信网络等,是实现智慧供水的基础。

  2.智慧供水数据中心

  智慧供水数据中心提供了GIS数据与供水管网专题数据及业务数据分布式管理和功能整合的解决方案。智慧供水数据中心包含数据仓库、功能仓库及搭建平台。

  智慧水务系统建立的异源异构数据库能够将数据格式整理成统一的数据格式,而且不会改变原本的数据基础。智慧水务系统中的异源异构数据库通过逻辑运算的方式将各种数据有机的整合到一起,这与传统的仅仅将数据进行物理的整合是有很大区别的。因此通过智慧水务供水系统可以有效的对其中的数据进行分享,使数据挖掘工作得以进一步有效开展。 

  功能仓库提供多个供水业务应用系统的集成和功能复用手段,实现对供水基础功能及专题业务功能的仓库式管理,用来直接支持系统的快速搭建和配置。功能仓库的构建可以更加便捷地与原有系统进行整合,并为整个系统的扩张提供更多的接口,尽最大努力避免资源和资金的浪费。 

  搭建平台提供先进的搭建式、配置式、插件式二次开发技术,力图从界面表现到数据管理各个层面上实现搭建。搭建平台主要支持供水业务流程的搭建和供水业务功能的搭建,提倡像积木一样生产面向具体供水业务的应用系统;提倡通过改变开发方式从根本上降低软件开发的难度;提倡零编码或少量编码快速构建供水业务应用系统,业务流程可灵活定制、灵活调整。 

  3.智慧供水服务平台

  智慧供水服务平台将会用到MIS ,OA以及GIS的集成,即把OA融合到GIS以及MIS中,最终构成一个完整的供水服务平台。该平台能够为城镇供水提供数据服务、位置服务以及管理服务等。

  4.智慧应用

  智慧服务平台为城镇自来水公司提供了优质的数据以及功能服务。在实际工作中工作人员和客户能够通过网站访问、标准服务调用以及服务注册三种方式来实现对平台的访问以及管理。该平台的构建以及应用能够更加便捷地实现城镇供水管网管理、巡检、抄表以及智能调度等工作。 

  三、城镇智慧供水建设实践

  1.智慧供水系统在自来水公司中的应用

  城镇供水系统作为非常重要的组成部分,在指挥供水系统建设中,要有效结合当前城镇发展现状,科学的引入目前最先进的各领域技术,不断提升智慧供水系统的科学化、信息化以及智能化水平,同时还要根据不同城区的用水情况建立结果对系统进行相应的调控。系统运行中的各种数据信息,可以通过GPRS第一时间实现和公司智慧供水系统的共享,总的供水调度站可以实现动态化的实时监测和控制,确定并执行能最大限度满足用户的需求的方案,自来水公司在运行过程中才能更有效的降低供水成本,持续提供优质安全的供水服务。 

  2.供水管线的测压点

  对于SCADA系统结构构成来说,不同部位所构成的功能具有很大的差异性,各个分系统之间的有效结合才能够共同促进整个智慧供水系统的健康运转。另外,系统中的信道不但要能够进行有线通信,同时还要具备无线通讯的能力,使其更加及时地获得运行的具体参数信息、管网信息等,以便为调度优化提供服务,大大缩减故障检修的时间,把停水次数控制在可控范围内,确保供水管网运行的可靠性和经济性。

  3.高位蓄水池加压泵站

  在智慧供水系统中,在调度SCADA系统作用下,调度中心可以实现和加压泵站的有机配合,促进实时数据信息的传达和接收。供水调度工作人员在工作中充分利用这些数据信息,就可以在最短的时间内解决问题,提高智慧供水系统的运行质量,确保供水服务的全面可靠。 

  4.中心监控站

  城镇智慧供水系统的核心就是中心站,中心站对整个系统的正常运转进行全天候的监测,如侧压点数、水质状况等,使自来水公司可以及时、全面地了解系统运行状况,并进行调整,降低系统故障的儿率,为用户提供更高质量的供水服务。除此之外,城镇供水系统还能够和公司内部网络架构的统一,使之形成一个整体化的调度平台,在这个平台下,它可以直观化的显不出各个管网的运行状况,对运行的参数信息有明确表达,并且在此基础上可以对信息资源进行相应的整理和融合,使之形成相应的归类。在该公司的调度中心站中会有一个较大的模型显不屏,这个显不屏是动态变化的,有利于调度信息的直观化和透明化程度提高。

  四、城镇智慧供水系统有关技术

  1.通讯技术

  由于城镇智慧供水系统结构的特殊性,它能够与输水管线测压点结构的协调配合形成一个主从性网络架构。该网络的各方面的优势非常显著,拥有着非常强大的无线通讯功能,可以非常迅速的将各方面信息进行传递和交换。在专业性较强的光纤以及1000/ 100M以太网可以显著提高系统运行的可靠性和稳定性。

  2.系统的实时性和维护性分析技术

  该系统采用的通信协议为MDLC,从近一段时间的实际使用状况来判断,该协议具有非常强大的兼容性,不但能够完美支撑普通的轮询方式,还能够良好地适应RTU向中心站的突发传输方式。在系统的正常运行下,它的中心站会按照预先设定的周期,对各个RTU进行逐一轮询,如果遇到了紧急突发状况,会把产生的信息及时发给中心站。MOSCAD RTU的插槽构成形式是模块式的,这种形式的好处是便于后期的更换,尤其是在通信协议MDLC的支持下,能够在中心站对其他的RTU进行下载、调试,达到远程维护的要求,缩短了系统的MTTR

  3.远程监控技术

  MOSCAD系统自身的结构是常见的计算机结构模式,城镇智慧供水中采用该结构可以使自来水公司从整体上把控好供水系统的运行状态,有效解放公司人力资源,降低调度工作人员的工作量。同时,远程监控技术还能够更加及时的将系统运行状况等信息及时传递给公司的决策管理层,为他们制定公司的发展决策提供参考依据和指导。

来源:水工业市场

编辑:王文静

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