供水管網(wǎng)調(diào)度自動化的創(chuàng)新與應用探析獲獎科研報告

供水管網(wǎng)調(diào)度自動化的創(chuàng)新與應用探析獲獎科研報告關鍵詞：供水管網(wǎng);調(diào)度自動化;創(chuàng)新與應用

前言

目前國內(nèi)大部分的供水管網(wǎng)的發(fā)展和維護還比較落后，仍然停留在使用人工來進行調(diào)度的階段，人工的經(jīng)驗畢竟有限，在日常的操作中也會出現(xiàn)失誤，一旦出現(xiàn)失誤，就會出現(xiàn)爆管或者停水等問題，導致出現(xiàn)經(jīng)濟損失和工程癱瘓。在過去的時代里，人工調(diào)度為人類的發(fā)展和工業(yè)的發(fā)展提供了保障。但是隨著城市建設的加快，傳統(tǒng)的人工調(diào)度供水管道已經(jīng)跟不上時代的發(fā)展。隨著信息化時代的深入，計算機網(wǎng)絡的大量普及，實現(xiàn)供水管網(wǎng)調(diào)度自動化成為可能。供水管道隨著工業(yè)的發(fā)展和城市的建設不斷地進行改道和擴建，越來越復雜，僅靠人工調(diào)度來滿足越來越龐大的供水需求已經(jīng)不現(xiàn)實，不能滿足現(xiàn)代化需求。人工經(jīng)驗調(diào)度無法滿足目前多變的供水情況，常常會出現(xiàn)爆管停水的現(xiàn)象，主要是因為無法掌握快速變化的供水管道水壓和流速的變化，所以快速引入一個可以自主的檢測水壓和流速的人工智能裝置就尤為重要，隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，實現(xiàn)人工智能在供水管道中的應用成為可能，為供水系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展奠定了基礎。

1.供水調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求

根據(jù)目前的研究和人工經(jīng)驗得出，供水調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求主要分為三種，分別是數(shù)據(jù)實時采集和展示，歷史數(shù)據(jù)儲存和分析，數(shù)據(jù)共享。

在供水調(diào)度系統(tǒng)中，需要具備以上三種功能才能夠?qū)崿F(xiàn)供水管道的自動化調(diào)度，人工智能系統(tǒng)在實時監(jiān)測中采集水壓和流速等數(shù)據(jù)，并且將其展示給工作人員。并且要儲存歷史的數(shù)據(jù)，并將實時數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進行比較和分析，最后將數(shù)據(jù)共享給其他的系統(tǒng)，讓其他的系統(tǒng)可以提前預判這一階段供水情況，及時做出調(diào)整。數(shù)據(jù)實時采集和展示主要是采集管網(wǎng)中需要采集的管網(wǎng)壓力和水流流速等影響管道安全的物理量[1]。歷史數(shù)據(jù)儲存和分析就是將每天的歷史數(shù)據(jù)儲存在一個表格里，每天每月每年分類，最后根據(jù)表格來分析各個時間段的變化趨勢和預測可能發(fā)生的情況，及時進行處理。對歷史數(shù)據(jù)的儲存一定要準確清晰，方便以后查閱。數(shù)據(jù)共享指的是將檢測到的數(shù)據(jù)發(fā)送到內(nèi)網(wǎng)中，方便其他工作人員查閱。

2.供水管網(wǎng)自動化的優(yōu)點

2.1隨時實現(xiàn)通信功能

自動化供水調(diào)度系統(tǒng)可以實現(xiàn)隨時檢測的功能，遙控補測，在發(fā)現(xiàn)問題或?qū)⒁霈F(xiàn)問題的管道附近可以隨時實現(xiàn)檢測的功能，這比傳統(tǒng)的人工更加的方便，可以實現(xiàn)實時檢測，相比于傳統(tǒng)的人工死板僵硬的檢測手段來說，自動化供水調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)了隨時檢測，隨機巡測，數(shù)據(jù)補調(diào)，遙控控制，中止通信，查看各端站GPRS通信狀態(tài)等功能。傳統(tǒng)的人工供水管網(wǎng)檢測只能夠單次的檢測和檢查，并不能夠?qū)崿F(xiàn)隨時檢測和隨機檢測，自動化供水調(diào)度系統(tǒng)實際上是人工智能在操控，隨著信息化時代的深入和發(fā)展，計算機科學在社會各個領域之中的普及，自動化供水調(diào)度系統(tǒng)可以實現(xiàn)隨時監(jiān)測和隨機檢測的功能，這是傳統(tǒng)的人工無法做到的，也是科技的進步，依靠系統(tǒng)對整個供水管道的全覆蓋來實現(xiàn)隨時隨地進行監(jiān)測，自動化供水調(diào)度系統(tǒng)可以滿足目前飛速發(fā)展的居民生活用水和工業(yè)用水的復雜多變的要求，隨時隨地檢測水壓和流速，在出現(xiàn)問題的前一刻就預知問題，給工作人員以反應時間。

2.2可以使用數(shù)據(jù)表格等來記錄

自動化供水調(diào)度系統(tǒng)需要保存歷史數(shù)據(jù)，方便以后查閱。自動化供水調(diào)度系統(tǒng)可以保存歷史數(shù)據(jù)在表格中，展示需要展示的數(shù)據(jù)和畫面，而傳統(tǒng)的人工則無法得到準確的數(shù)據(jù)和繪畫出準確的表格。在進行多年來供水調(diào)度系統(tǒng)的比較時，自動化供水調(diào)度系統(tǒng)可以將多年的數(shù)據(jù)制成折線圖的形式，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)以趨勢曲線的方式直觀的展現(xiàn)數(shù)據(jù)的年月日變化，方便了工作人員判斷未來供水管網(wǎng)的趨勢[2]。自動化供水調(diào)度系統(tǒng)給歷史數(shù)據(jù)制成表格和曲線圖提供了可能。在以往的人工中，人工無法在短時間內(nèi)找到如此多的歷史數(shù)據(jù)，也無法在短時間內(nèi)將這些數(shù)據(jù)制成表格。而自動化供水調(diào)度系統(tǒng)將這一曲線圖變?yōu)榭赡埽詣踊┧{(diào)度系統(tǒng)滿足了發(fā)展日漸迅速的城市建設和發(fā)展，供水管道日漸復雜，人工的檢測和記錄已經(jīng)不再現(xiàn)實，自動化供水調(diào)度系統(tǒng)的全面普及已經(jīng)成為國家發(fā)展的大趨勢，這也是社會發(fā)展的體現(xiàn)，同時也推動著社會的發(fā)展。

2.3可以進行組態(tài)和網(wǎng)頁發(fā)布

組態(tài)指的是定點添加和刪除PLC站點，并設置開關點，壓力點，流量點等變量?？梢栽O置連接數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)報表，開發(fā)和維護人員根據(jù)系統(tǒng)的需求來調(diào)整組態(tài)分布。工作人員根據(jù)系統(tǒng)組態(tài)把編輯的數(shù)據(jù)和報表發(fā)送到網(wǎng)站上，供內(nèi)部人員參考和管理人員決策。

3.自動化供水調(diào)度系統(tǒng)的建設流程

自動化供水調(diào)度系統(tǒng)在建設上主要分為前期準備，中期建設和后期完善三個階段。前期主要準備需要植入的芯片系統(tǒng)，選擇好鋪設的壓力點，保證供電情況的穩(wěn)定，搭建完整的自動化供水調(diào)度系統(tǒng)這些步驟，前期的準備工作尤為重要，如果前期的準備工作不充分，那么工程就無法進行下去。壓力點即為檢測點，選取要具有代表性，可以通過一個壓力點檢測到整個區(qū)域。在偏遠地區(qū)通過電線穩(wěn)定供電不現(xiàn)實，所以一般采用電池供電。中期建設主要是進行PLC系統(tǒng)的調(diào)試和硬件軟件安裝，工程人員對系統(tǒng)調(diào)試安裝完畢后，要對使用人員進行教學，中期建設就完成了。后期主要是進行系統(tǒng)的跟蹤檢測，看看在一段時間的使用中，各項功能是否正常和完善，如果存在問題，則需要聯(lián)系專業(yè)人員進行檢測和維修。

4.自動化供水調(diào)度系統(tǒng)帶來的效益

自動化供水調(diào)度系統(tǒng)的大面積使用也減少了對檢測供水調(diào)度系統(tǒng)的人工培訓費用，滿足了日漸發(fā)展迅速的城市化建設。另外系統(tǒng)所記錄的歷史數(shù)據(jù)也為公司日后進行有關方面的研究和改進提供了寶貴的資料。自動化供水調(diào)度系統(tǒng)的建設不僅提高了供水的效率，也為國家的發(fā)展做出了寶貴的貢獻。該系統(tǒng)的使用確保工作人員可以即使發(fā)現(xiàn)供水事故的發(fā)生，保障了供水的連續(xù)有效性，各種高新技術在自動化供水調(diào)度系統(tǒng)中的應用也為各種軟件的開發(fā)使用提供了動力，使得國家各個方面都趨于自動化和完整化，各種新技術的不斷涌現(xiàn)也促進了人們生活水平的提高。

5.總結

供水管網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)在現(xiàn)實生活中得到了很好的應用，避免了因為人工經(jīng)驗進行調(diào)度而產(chǎn)生的不科學性和不確定性。而供水管網(wǎng)調(diào)度自動化的創(chuàng)新和應用探索可以使供水管網(wǎng)的穩(wěn)定性提升，保證供水的穩(wěn)定和安全，對于供水管網(wǎng)調(diào)度自動化的創(chuàng)新與應用的創(chuàng)新與應用探析可以給人民生活帶來很大的便捷，給國家的快速發(fā)