一种供水管网漏损管理系统及其建立方法和系统应用技术方案

本发明专利技术属于供水管网漏损管理系统领域，具体涉及一种供水管网漏损管理系统及其建立方法和系统应用。现有技术通过DMA分区计量来实现较复杂管网的独立计量和管理，而普通DMA分区计量，存在硬件投资大、硬件布设合理性不足、漏损管理粗放、缺少漏损经济评价体系、数据发布共享机制不完善等问题。本发明专利技术的供水管网漏损管理系统包括管网水力模型子系统，SCADA子系统，DMA管理子系统，漏损管理子系统，水务GIS管理子系统五部分。本发明专利技术能够通过基础数据的指导建立优化的水力模型并通过水利模型指导独立计量区域划分，指导管网硬件布设，准确评估布设方案经济收益，合理进行漏损管理，并能够共享多个系统数据。

A leakage management system for water supply network and its establishment method and system application

The invention belongs to the field of leakage management system of water supply network, and specifically involves a leakage management system of water supply network and its establishment method and system application. Independent measurement and management of existing technology through DMA partition measurement to realize more complex network, while the ordinary DMA partition measurement, hardware investment, hardware layout rationality insufficiency, extensive management, lack of data leakage, leakage economic evaluation system released sharing mechanism is not perfect wait for a problem. The leakage management system of the water supply pipe network of the invention includes five parts: the hydraulic model subsystem of the pipe network, the SCADA subsystem, the DMA management subsystem, the leakage management subsystem and the water GIS management subsystem. The invention can establish the hydraulic model optimization based data and guidance by hydraulic model to guide the independent measurement region, guiding the network hardware layout, accurate assessment of economic benefits of the layout reasonable leakage management, and be able to share multiple data system.

【技术实现步骤摘要】
一种供水管网漏损管理系统及其建立方法和系统应用
本专利技术属于供水管网漏损管理系统领域，具体涉及一种供水管网漏损管理系统及其建立方法和系统应用。
技术介绍
城市供水管网是城市建设重要的基础设施，是赖以生存和发展的物质基础，在其维护管理过程中，供水管网存在漏损情况，严重的经常发生爆管等大面积漏损事故，导致供水漏损损失量大，不仅浪费水资源，而且对市民的日常生活、工厂企业的生产运转及供水企业的社会和经济效益造成较大影响。据统计，2009年我国供水量达352.28亿立方米，售水量达270.31亿立方米，由此，产销差率达23.3%。产生产销差率的主要原因在于：输配水管网陈旧老化，管网漏损严重。据2011年城市供水统计年鉴可知，全国600多个城市中，供水管道总长度（DN75mm以上）为57.38万千米，年供水总量达513.42亿立方米，管网漏损率平均为20.67%，漏损总量达106.11亿立方米。由此可看出，我国水务系统的漏损形势越来越严峻，对漏损管理的要求也越来越高。然而，在实际漏损管理工作中，被动漏损检测存在发现定位修复周期长、暗漏探测困难、二次漏失频发等问题，现有技术结合GIS系统SCADA系统及供水管网水利模型在线动态仿真系统等结合管理，发现供水管网漏损，及时检修以降低产销差。公开号为CN105467968A的一种基于SOA架构的供水管网损耗、降耗智能管理平台，包括供水管网GIS系统、供水管网SCADA系统和供水管网水利模型在线动态仿真系统SCADA采集的实时数据和仿真系统计算的仿真结果均动态展示在GIS系统的相对应的管段和节点上，并对两者进行对比，判断供水管网运行状态GIS系统将供水管网地理信息修正数据推送到仿真系统、SCADA系统采集的实时数据推送到仿真系统对供水管网水利模型进行实时校核，该平台能及时发现供水管网运行故障评估供水管网漏耗程度查找漏点从而降低产销差。该平台对于供水管网中存在的较为复杂的情况考虑尚不够全面，如实际应用中，供水管道布设较为复杂，区域漏损控制因供水压力、管道使用年限等条件，不适合统一进行漏损，需要根据实际情况进行分区控制管理。现有技术通过DMA分区计量来实现较复杂管网的独立计量和管理，而普通DMA分区计量，存在硬件投资大、硬件布设合理性不足、漏损管理粗放、缺少漏损经济评价体系、数据发布共享机制不完善等问题。因此，需要一种全面、完善的供水管网漏损管理系统，以增强对供水管网及供水系统的管理和控制，能够合理优化管网管理设备布设，精确漏损评估，多系统平台之间的数据共享，降低供水产销差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种能够通过基础数据的指导建立优化的水力模型并通过水利模型指导独立计量区域划分，指导管网硬件布设，准确评估布设方案经济收益，合理进行漏损管理，并能够共享多个系统数据的供水管网漏损管理系统及其建立方法和系统应用。具体技术方案包括以下内容。一种供水管网漏损管理系统，包括管网水力模型子系统，SCADA子系统，DMA管理子系统，漏损管理子系统，水务GIS管理子系统五部分。水务GIS管理子系统指导管网水力模型子系统的水力模型搭建，SCADA子系统指导水力模型参数校准和模型率定，管网水力模型子系统指导DMA管理子系统进行DMA分区，并计算分区产销差和漏损状况，漏损管理子系统根据DMA管理子系统的成果数据，进行水量平衡计算、开展漏损管理评估、评价漏损费用和经济漏损水平。SCADA子系统、管网水力模型子系统、DMA管理子系统和漏损管理子系统的数据通过标准化输入接口，导入水务GIS管理子系统中供存储、使用，水务GIS管理子系统中的数据也可以通过标准化输出接口导出共享。所述管网水力模型子系统，包括水利模型，管网运行的水力参数（管网压力、管网流量）模拟，水力模型调控模拟（增减设备、修改设备参数）。管网水力模型子系统根据现有水务GIS管理子系统数据、营收数据、测绘信息数据中的管网基础数据和SCADA子系统数和营收数据中的管网运行数据，按水力学理论对供水系统进行水力建模与模拟计算，在线跟踪供水系统水力运行状态，实时计算出所有管道的流量、压降、流速和水厂、用户节点的压力等水力信息；同时可以模拟运行，评价不同硬件条件下的管网运行稳定性。优选的，采用动态水力建模方法，能够动态更变输入水利条件，同时得到相应的模型结果，并能够根据不同的预设压力、流量运行数据，实时率定动态水力模型，使水力模型更精确，更贴合管网实际运行条件。优选的，对于管网复杂区域，采用管线的主次分析、管线的管理分析、管线的本身水力学特性方法进行管线的主干、支干区分，管线管理整合，简化管线分布及水力模型。优选的，所述管网水力模型子系统还包括水质模型模拟，能够避免出现当压力调低时，水龄变长、水质发生改变的情况，有利于水务管理、控制和运营。所述SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition，数据采集与监视控制系统）子系统，包括安装于待测点的监测仪表、GPRS数据远传单元、接收单元。用于进行供水系统中的取水泵站、水源井、自来水厂、加压泵站、供水管网重要单元的实时数据采集、分析、上传、存储，具体包括管网压力、流量、累计流量、流向、泵运行参数数据。优选的，所述SCADA子系统中实时数据采集中添加制水监测和二次供水监测，其中，监测范围添加水质监测。所述DMA（DistrictMeteringArea，独立计量区域）管理子系统，包括独立区域水力模型和水力模拟，独立的区域入流量与出流量的监测，独立区域漏损计算。通过DMA管理子系统，利用水力模型指导DMA分区、分级和DMA区域内仪器、仪表布设，并通过远程传输计量和测量的数据，进行数据的采集与管理。优选的，DMA区域内仪表中的流量计选择精度小于或等于1%的能够精确计量累计流量的流量计。优选的，采用自动校核的动态水力模型率定方法，能够动态根据实际运行参数，自动校核运行中的水力模型，根据实时数据调整模型。所述漏损管理子系统，包括水量平衡计算、漏损控制、漏损管理评估，通过漏损管理子系统，持续评估DMA区域流进与流出监控区域的测量水量，评估内容包括瞬时流量和压力的分析，平衡水量评估，压力分析和最终的性能指数评估，在此基础上进行不同方案漏损费用评估和经济漏损水平评价。优选的，根据水量平衡表进行分项漏损评估，分项漏损评估可包括水厂、水池、管网、水表计量、收费和采集项目，能够系统、精确的评估统计水量平衡表数据。优选的，引入爆管分析和漏水事件分析，能够统计事故高发区，便于集中整改高发区硬件。所述水务GIS（GeographicInformationSystem，地理信息系统）管理子系统，包括GIS数据库、GIS数据管理、GIS服务管理、GIS应用，支持DMA和管线数据的图形编辑，导出管网基础数据、SCADA数据、水力模型数据、DMA数据和漏损管理数据，实现接口服务的聚合和发布。所述标准化输入接口用于接收各项数据，通过数据审查勘误、数据标准化转换、数据入库储存实现外源数据的系统应用；标准化输出接口通过数据逻辑管理、数据权限管理、数据服务发布、可视化输出管理实现数据的标准化共享和数据应用。标准化输入接口接入水务部门已建成的其他信息系统数据（包括营收管理信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供水管网漏损管理系统，其特征在于：包括管网水力模型子系统，SCADA子系统，DMA管理子系统，漏损管理子系统，以及水务GIS管理子系统；水务GIS管理子系统指导管网水力模型子系统的水力模型搭建，SCADA子系统指导水力模型参数校准和模型率定，管网水力模型子系统指导DMA管理子系统进行DMA分区，并计算分区产销差和漏损状况，漏损管理子系统根据DMA管理子系统的成果数据，进行水量平衡计算、开展漏损管理评估、评价漏损费用和经济漏损水平；SCADA子系统、管网水力模型子系统、DMA管理子系统和漏损管理子系统的数据通过标准化输入接口，导入水务GIS管理子系统中供存储、使用，水务GIS管理子系统中的数据通过标准化输出接口导出共享；所述管网水力模型子系统包括水利模型，管网运行的水力参数模拟，水力模型调控模拟；管网水力模型子系统根据现有水务GIS管理子系统数据、营收数据、测绘信息数据中的管网基础数据和SCADA子系统数据和营收数据中的管网运行数据，按水力学理论对供水系统进行水力建模与模拟计算，在线跟踪供水系统水力运行状态，实时计算出所有管道的流量、压降、流速和水厂、用户节点的压力；同时模拟运行，评价不同硬件条件下的管网运行稳定性。...

【技术特征摘要】
1.一种供水管网漏损管理系统，其特征在于：包括管网水力模型子系统，SCADA子系统，DMA管理子系统，漏损管理子系统，以及水务GIS管理子系统；水务GIS管理子系统指导管网水力模型子系统的水力模型搭建，SCADA子系统指导水力模型参数校准和模型率定，管网水力模型子系统指导DMA管理子系统进行DMA分区，并计算分区产销差和漏损状况，漏损管理子系统根据DMA管理子系统的成果数据，进行水量平衡计算、开展漏损管理评估、评价漏损费用和经济漏损水平；SCADA子系统、管网水力模型子系统、DMA管理子系统和漏损管理子系统的数据通过标准化输入接口，导入水务GIS管理子系统中供存储、使用，水务GIS管理子系统中的数据通过标准化输出接口导出共享；所述管网水力模型子系统包括水利模型，管网运行的水力参数模拟，水力模型调控模拟；管网水力模型子系统根据现有水务GIS管理子系统数据、营收数据、测绘信息数据中的管网基础数据和SCADA子系统数据和营收数据中的管网运行数据，按水力学理论对供水系统进行水力建模与模拟计算，在线跟踪供水系统水力运行状态，实时计算出所有管道的流量、压降、流速和水厂、用户节点的压力；同时模拟运行，评价不同硬件条件下的管网运行稳定性。2.根据权利要求1所述的供水管网漏损管理系统，其特征在于：采用动态水力建模方法，能够动态更变输入水利条件，同时得到相应的模型结果，并能够根据不同的预设压力、流量运行数据，实时率定动态水力模型，使水力模型更精确，更贴合管网实际运行条件；和/或，对于管网复杂区域，采用管线的主次分析、管线的管理分析、管线的本身水力学特性方法进行管线的主干、支干区分，管线管理整合，简化管线分布及水力模型；和/或，所述管网水力模型子系统还包括水质模型模拟，能够避免出现当压力调低时，水龄变长、水质发生改变的情况，有利于水务管理、控制和运营。3.根据权利要求1所述的供水管网漏损管理系统，其特征在于：所述SCADA子系统包括安装于待测点的监测仪表、GPRS数据远传单元、接收单元；用于进行供水系统中的取水泵站、水源井、自来水厂、加压泵站、供水管网重要单元的实时数据采集、分析、上传、存储，具体包括管网压力、流量、累计流量、流向、泵运行参数数据；和/或，所述SCADA子系统中实时数据采集中添加制水监测和二次供水监测，其中，监测范围添加水质监测。4.根据权利要求1所述的供水管网漏损管理系统，其特征在于：所述DMA管理子系统包括独立区域水力模型和水力模拟，独立的区域入流量与出流量的监测，独立区域漏损计算，通过DMA管理子系统，利用水力模型指导DMA分区、分级和DMA区域内仪器、仪表布设，并通过远程传输计量和测量的数据，进行数据的采集与管理；和/或，DMA区域内仪表中的流量计选择精度小于等于1%的能够精确计量累计流量的流量计；和/或，采用自动校核的动态水力模型率定方法，能够动态根据实际运行参数，自动校核运行中的水力模型，根据实时数据调整模型。5.根据权利要求1所述的供水管网漏损管理系统，其特征在于：所述漏损管理子系统包括水量平衡计算、漏损控制、漏损管理评估，通过漏损管理子系统，持续评估DMA区域流进与流出监控区域的测量水量，评估内容包括瞬时流量和压力的分析，平衡水量评估，压力分析和最终的性能指数评估，在此基础上进行不同方案漏损费用评估和经济漏损水平评价；和/或，根据水量平衡表进行分项漏损评估，分项漏损评估包括水厂、水池、管网、水表计量、收费和采集项目，能够系统、精确的评估统计水量平衡表数据；和/或，引入爆管分析和漏水事件分析，能够统计事故高发区，便于集中整改高发区硬件。6.根据权利要求1所述的供水管网漏损管理系统，其特征在于：所述水务GIS管理子系统包括GIS数据库、GIS数据管理、GIS服务管理、GIS应用，支持DMA和管线数据的图形编辑，导出管网基础数据、SCADA数据、水力模型数据、DMA数据和漏损管理数据，实现接口服务的聚合和发布；和/或，所述标准化输入接口用于接收各项数据，通过数据审查勘误、数据标准化转换、数据入库储存实现外源数据的系统应用，标准化输出接口通过数据逻辑管理、数据权限管理、数据服务发布、可视化输出管理实现数据的标准化共享和数据应用；和/或，标准化输入接口接入水务部门已建成的其他信息系统数据、测绘部门提供的在线信息数据；和/或，各项输入接口采用标准WebService、GISService通用服务方式；和/或，标准化输出接口用于输出漏损管理系统内部数据，实现跨系统多用户数据共享，共享管网GIS数据、管网运行数据、DMA数据、漏损数据；和/或，各项输入接口，采用标准WebService、GISService通用服务方式，在不影响系统稳定前提下，可允许直接访问数据库。7.一种供水管网漏损管理系统的建立方法，其特征在于：包括SCADA子系统建设、数据收集和复核、水力模型搭建、建立DMA、水平衡计算和漏损控制、结果发布和输出；SCADA子系统建设即SCADA设计方案选定、施工方案选定、数据传输调试和入库；先进行SCADA的设计目标、设计功能评估；然后根据数据精度、远传频率、当地环境综合考虑流量计、压力计、数据采集单元、远传模块、附属设备选型，设计传输方案，完成SCADA系统设计方案；再在此基础上，实地踏勘选择合适的安放地点和避雷、防水措施，制定现场施工方案，施工完成后，还要进行网络和接收端的调试，确保数据通讯的及时性、准确性、完备性；数据收集和复核即收集实施中所需GIS数据、生产运行数据、水量数据、未进入计费系统水表数据、独立计费区域水量数据、规划的DMA布局和SCADA子系统中流量仪的安装位置数据，并且对数据的拓扑关系、属性关系进行复核；水利模型搭建包括数据处理、现场勘察补测、模型搭建和模型率定；数据的处理主要包括数据的查错、补缺以及将获取到的不同格式的数据转化为模型所需要的格式；如果仍有数据不足，可进行现场勘察和补测，现场勘察补测包括管网压力、流量、高程、用...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘勇，程炜琦，魏波，郭衷磊，贾海东，郑佳，孙宇吉，
申请(专利权)人：浙江钛合仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33