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摘要：目前，我国国内城市的供水调度系统普遍为自来水实时数据采集与监控系统，在数据采集、数据应用、数据信息整理等方面存在着一定缺陷。在此背景之下，许多业内人士研发出城市智能化供水调度系统，这为满足城市智能化供水调度标准奠定了一定的基础。
关键词：城市；智能化供水调度系统；研究；应用
一、供水调度系统的基本特征
我国城市自来水的管网监测和调度系统的特征，即在城市区域内的供水网管中设置一定数量的监测点，然后利用现场的传感器与就地监控装置把监测点的相应信号进行收集整理，然后再经过有线或者是無线通讯途径将数据定时或实时输送到监控中心，这时候监控中心就会对所有监测点的数据进行分析，针对城市管网的具体运行状况科学合理的完成调度工作，从而确保城市供水管网系统稳定安全的运行。还有一部分调度系统可以发出指令，针对监测点相应的就地控制单元进行遥控，针对加压泵相应开启台数或者变频恒压供水相应频率进行控制，科学合理的调配水资源的应用量。为了能够全方面反应出管网中资源的具体分布以及变化情况，更为了及时准确的掌握城市供水的具体情况，在管网中建立合理的监测点是供水调度系统的关键。从自来水管网方面来说，一定要根据地形以及管网分布的现实需要，针对主干道和流量相对较大的位置，各个供应位置的代表点和加压泵站等，合理选取适宜数量的检测点。另外，在城市供水监控调度系统中，所要检测的信号为各个检测点压力，水位以及流量等，而监控的信号主要指各个加压泵站中的阀门开闭状态和泵开停状态以及变频机组频率。依据历史数据，选择预测与分析计算模型，然后形成优化调度方案，进而更为精确的发布调度指令，科学合理的调整水厂供应量。这样就可以在确保合理水压的基础上，实现水能源的最大程度节约，实现降低城市供水成本的目标。
二、城市智能化供水调度系统基本构架
1、系统的硬件结构
城市智能化供水调度系统本身能够采集到供水生产领域的所有数据，包括配水系统、源水管线疏水系统以及净水系统中的数据。其中，配水系统能够自动采集加压泵站信息、监测点信息、高位水池信息、用户用水信息、水流量信息、水质信息、液位信息以及压力信息等。源水管线疏水系统能够自动采集水质数据、水源数据和水量数据等。而净水系统则能够自动采集进水厂的实际进水参数、出水参数、沉淀参数以及过滤参数、水流量信息、水质信息、液位信息以及压力信息等。针对不能自动采集到的各项参数，则需要以人工的方式进行采集。系统的硬件结构当中，由于所需功能和存在位置存在着差异，因此件系统又可以细分成许多子系统，最底层的是大用户计量体系、水源信息采集体系、管网信息采集体系、加压泵站信息采集体系以及净水机构自控系统等，主要负责采集并管理远端系统各项数据。而第二层则为生产数据库，结合生产分析结果与报表需求，系统把数据采集的子系统当中的各项采集数据储存至数据库内。第三层生产信息的管理平台，该平台本身具备商业智能，其任务包括生产调度—生产分析—报表生成—业务智能管理等。
2、系统的软件结构
城市智能化供水调度系统在对自来水公司各项信息进行整合的基础上，实现对调度管理级当中数据库的应用层、自来水实时数据采集与监控层、商业智能级当中的报告层、生产分析层的全面覆盖。系统软件的底层以实时数据库系统、组态软件为主，信息管理应用与信息集成平台则可以提供指标计算、生产管理、绩效计算、质量分析以及计划调度等职能，借由面向服务的体系结构，确保自来水公司商业系统获取到集成支持。最上层则为信息门户的各个功能区，可以从IE 浏览器当中直接呈现出所有信息。城市智能化供水调度系统的软件结构以制造执行系统标准体系架构为基础，在合理利用面向服务的体系结构、计算机技术，拖动系统功能朝着先进性、平台化以及开放性的方向发展。
三、城市智能化供水调度系统基本模型与应用
随着城市供水管理信息化工作的不断扩展和深入，以往各独立的供水调度信息系统越来越不能满足综合的、复杂的城市供水管理需求。因此，各个系统必须尽快打破“信息孤岛”的限制，实现面向应用的信息互联，才能最大程度地发挥各系统的应用价值。与此同时，系统才可实现与其他业务系统的综合与集成。在自来水实时数据采集与监控技术的基础之上，系统集成数据管理、管网水力计算、供水负荷预测与优化调度等多方面功能。系统实现了与地理信息系统、水力模型等系统的数据和应用的协作，提高了信息利用的价值，扩展了各系统的应用功能。系统的供水生产数据分析平台采用对象 - 关系数据库作为系统数据仓库，利用多维度数据分析和数据挖掘管理城市供水生产信息。来自城市水源、净水厂、管网的实时数据不断积累，丰富的生产数据从各个侧面体现了城市供水调度的现状，可以快速找出城市供水调度工作中存在的问题，优化调度过程，从而为城市提供更加安全稳定的供水。系统能够根据城市供水的特点，对海量城市供水数据进行快速分析，以提供供水调度决策支持。实际应用中，用户可充分利用自来水实时数据采集与监控系统、地理信息系统系统、水力模型系统、营业收费系统、客户服务系统来掌握大量实时数据，并通过在线的数据挖掘方法抽取、转换、清洗、集成数据，从而为调度决策提供全面的现场环境。同时，通过对各项信息进行合理加工，还能使之上升到知识的层次，确保宏观模型构建程序能够朝着便捷化、智能化以及科学化的方向发展。另一方面，通过对人工智能化方案进行合理利用，当管网的工况系统中出现数据异常变化等情况时，能够实现智能化的分析及处理，还能对系统参数、系统状态等进行自动调整，有助于提升宏观模型在自我适应方面的能力。
四、结束语
综上所述，城市智能化供水调度系统可以有效弥补传统供水调度系统的不足，因此应当逐渐普及城市智能化供水调度系统的应用。其通过完全自动的管理，实现了数据采集、过滤、加工、整理、报送和展现，整个过程的自动化、智能化，确保了整个数据收集、处理过程的及时性、准确性。同时利用数据库保存大量长期历史数据，为供水调度长期数据分析提供了丰富的数据源。最后集成了智能化的水力模型系统，使得大量的供水调度历史信息能够有效地转化为企业知识资产，同时也为企业创造了更多的经济效益。
参考文献：
[1] 方波，张帆，左斌，等 .SCADA 系统在城市供水管网中的应用 [J]. 机电产品开发与创新，2012，25（6）：123-125.
[2] 曹永强，王本德 . 模糊随机可靠性理论及其在供水调度中的应用 [J]. 辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2013，22（1）：119-121.
[3] 戚明杰，赖华 . 城市智能化供水调度系统的研究与应用[J]. 自动化仪表，2014，5（5）：34-37.
（作者单位：丹阳水务集团有限公司）
关键词：城市；智能化供水调度系统；研究；应用
一、供水调度系统的基本特征
我国城市自来水的管网监测和调度系统的特征，即在城市区域内的供水网管中设置一定数量的监测点，然后利用现场的传感器与就地监控装置把监测点的相应信号进行收集整理，然后再经过有线或者是無线通讯途径将数据定时或实时输送到监控中心，这时候监控中心就会对所有监测点的数据进行分析，针对城市管网的具体运行状况科学合理的完成调度工作，从而确保城市供水管网系统稳定安全的运行。还有一部分调度系统可以发出指令，针对监测点相应的就地控制单元进行遥控，针对加压泵相应开启台数或者变频恒压供水相应频率进行控制，科学合理的调配水资源的应用量。为了能够全方面反应出管网中资源的具体分布以及变化情况，更为了及时准确的掌握城市供水的具体情况，在管网中建立合理的监测点是供水调度系统的关键。从自来水管网方面来说，一定要根据地形以及管网分布的现实需要，针对主干道和流量相对较大的位置，各个供应位置的代表点和加压泵站等，合理选取适宜数量的检测点。另外，在城市供水监控调度系统中，所要检测的信号为各个检测点压力，水位以及流量等，而监控的信号主要指各个加压泵站中的阀门开闭状态和泵开停状态以及变频机组频率。依据历史数据，选择预测与分析计算模型，然后形成优化调度方案，进而更为精确的发布调度指令，科学合理的调整水厂供应量。这样就可以在确保合理水压的基础上，实现水能源的最大程度节约，实现降低城市供水成本的目标。
二、城市智能化供水调度系统基本构架
1、系统的硬件结构
城市智能化供水调度系统本身能够采集到供水生产领域的所有数据，包括配水系统、源水管线疏水系统以及净水系统中的数据。其中，配水系统能够自动采集加压泵站信息、监测点信息、高位水池信息、用户用水信息、水流量信息、水质信息、液位信息以及压力信息等。源水管线疏水系统能够自动采集水质数据、水源数据和水量数据等。而净水系统则能够自动采集进水厂的实际进水参数、出水参数、沉淀参数以及过滤参数、水流量信息、水质信息、液位信息以及压力信息等。针对不能自动采集到的各项参数，则需要以人工的方式进行采集。系统的硬件结构当中，由于所需功能和存在位置存在着差异，因此件系统又可以细分成许多子系统，最底层的是大用户计量体系、水源信息采集体系、管网信息采集体系、加压泵站信息采集体系以及净水机构自控系统等，主要负责采集并管理远端系统各项数据。而第二层则为生产数据库，结合生产分析结果与报表需求，系统把数据采集的子系统当中的各项采集数据储存至数据库内。第三层生产信息的管理平台，该平台本身具备商业智能，其任务包括生产调度—生产分析—报表生成—业务智能管理等。
2、系统的软件结构
城市智能化供水调度系统在对自来水公司各项信息进行整合的基础上，实现对调度管理级当中数据库的应用层、自来水实时数据采集与监控层、商业智能级当中的报告层、生产分析层的全面覆盖。系统软件的底层以实时数据库系统、组态软件为主，信息管理应用与信息集成平台则可以提供指标计算、生产管理、绩效计算、质量分析以及计划调度等职能，借由面向服务的体系结构，确保自来水公司商业系统获取到集成支持。最上层则为信息门户的各个功能区，可以从IE 浏览器当中直接呈现出所有信息。城市智能化供水调度系统的软件结构以制造执行系统标准体系架构为基础，在合理利用面向服务的体系结构、计算机技术，拖动系统功能朝着先进性、平台化以及开放性的方向发展。
三、城市智能化供水调度系统基本模型与应用
随着城市供水管理信息化工作的不断扩展和深入，以往各独立的供水调度信息系统越来越不能满足综合的、复杂的城市供水管理需求。因此，各个系统必须尽快打破“信息孤岛”的限制，实现面向应用的信息互联，才能最大程度地发挥各系统的应用价值。与此同时，系统才可实现与其他业务系统的综合与集成。在自来水实时数据采集与监控技术的基础之上，系统集成数据管理、管网水力计算、供水负荷预测与优化调度等多方面功能。系统实现了与地理信息系统、水力模型等系统的数据和应用的协作，提高了信息利用的价值，扩展了各系统的应用功能。系统的供水生产数据分析平台采用对象 - 关系数据库作为系统数据仓库，利用多维度数据分析和数据挖掘管理城市供水生产信息。来自城市水源、净水厂、管网的实时数据不断积累，丰富的生产数据从各个侧面体现了城市供水调度的现状，可以快速找出城市供水调度工作中存在的问题，优化调度过程，从而为城市提供更加安全稳定的供水。系统能够根据城市供水的特点，对海量城市供水数据进行快速分析，以提供供水调度决策支持。实际应用中，用户可充分利用自来水实时数据采集与监控系统、地理信息系统系统、水力模型系统、营业收费系统、客户服务系统来掌握大量实时数据，并通过在线的数据挖掘方法抽取、转换、清洗、集成数据，从而为调度决策提供全面的现场环境。同时，通过对各项信息进行合理加工，还能使之上升到知识的层次，确保宏观模型构建程序能够朝着便捷化、智能化以及科学化的方向发展。另一方面，通过对人工智能化方案进行合理利用，当管网的工况系统中出现数据异常变化等情况时，能够实现智能化的分析及处理，还能对系统参数、系统状态等进行自动调整，有助于提升宏观模型在自我适应方面的能力。
四、结束语
综上所述，城市智能化供水调度系统可以有效弥补传统供水调度系统的不足，因此应当逐渐普及城市智能化供水调度系统的应用。其通过完全自动的管理，实现了数据采集、过滤、加工、整理、报送和展现，整个过程的自动化、智能化，确保了整个数据收集、处理过程的及时性、准确性。同时利用数据库保存大量长期历史数据，为供水调度长期数据分析提供了丰富的数据源。最后集成了智能化的水力模型系统，使得大量的供水调度历史信息能够有效地转化为企业知识资产，同时也为企业创造了更多的经济效益。
参考文献：
[1] 方波，张帆，左斌，等 .SCADA 系统在城市供水管网中的应用 [J]. 机电产品开发与创新，2012，25（6）：123-125.
[2] 曹永强，王本德 . 模糊随机可靠性理论及其在供水调度中的应用 [J]. 辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2013，22（1）：119-121.
[3] 戚明杰，赖华 . 城市智能化供水调度系统的研究与应用[J]. 自动化仪表，2014，5（5）：34-37.
（作者单位：丹阳水务集团有限公司）