供水生产调度系统的建设及应用

朱雅思

武汉市自来水有限公司

摘要：目前城市供水调度系统依托于供水管网信息，以供水生产数据采集为主要方式，监测水厂、管网运行状况，实现数据采集、数据展示、数据存储和报警等功能，为供水管网的优化运行、调度管理、管网分区计量提供技术支持。本文就供水调度系统的建设及应用进行探讨，为提高生产调度智能分析决策能力提供思路。

关键词：城市供水；调度系统；数据监测；生产调度

城市供水调度系统依托于供水管网信息，将海量的供水生产数据转化为供水调度决策依据。目前，供水调度系统的建设方向在于加强资源整合与共享利用，以重点建设生产数据的直观展示为突破口，增强数据分析能力，推进生产调度指挥系统各应用业务之间的深度集成，以提高生产调度智能分析决策能力。

一、供水调度系统建设目标

供水调度系统建设目标分为三个阶段，分别为全程实时感知、智能辅助决策，最终实现智能化指挥调度。

1.1全程实时感知

以各类监测设备全方位的数据采集为手段，将各重要供水、污水收集处理单元（包括取水泵站、自来水厂、加压泵站、二次供水、供水管网、污水处理厂、提升泵站、污水收集管网等）纳入全方位管理，对与水厂、污水处理厂及泵站、管网相关的生产、维修、抢修、水质、水量、水压等数据进行实时立体监控，实现对水务生产经营全过程的实时感知。

1.2智能辅助决策

以水力与水质模型、设备异常分析模型、相关优化算法与统计算法为核心，通过大数据综合分析、交叉分析，实现对生产经营活动进行定时自动统计分析，根据分析结果对生产自动控制、生产调度、应急抢险等业务提供优化调度方案、方案模拟、安全性与经济性评估等功能，提升企业智能研判、主动预警、科学决策能力。

1.3智能化指挥调度

在综合集成制水管理、供水管理、排水管理、管网管理等功能的基础上，以管网信息地图为载体，在地图上实时、全面、清晰、直观地展示制水、供水、用水、排水等各环节相关信息，通过在线监测、即时通讯等手段，确保各项生产经营活动安全有序，最终实现高度智能化指挥调度。

二、数据采集、整合及处理

2.1数据采集

2.1.1管网信息数据

采集管网信息系统供水建筑单体、管网上感知设备的坐标点，并与导航地图进行对接，传输至云端数据分中心 System Platform，进行后续数据的应用。

2.1.2生产数据

利用网络专线，采集水厂泵站全生产工艺过程数据等通过wonderware IO Server将实时数据采集上传至Wonderware System Platform平台；管网全过程压力监测数据、流量计监测数据、水质监测数据通过GPRS/3G/4G/NB等无线通讯方式将数据传输至数据库，通过物联网关业务系统进行数据汇集、加工、资源整合及数据共享服务。

2.1.3视频数据

利用视频管理平台对水厂泵站监控视频进行集成，统一管理，并通过流媒体引擎将数据接入生产调度系统，实现视频监控与应用系统的联动，完成可视化管理，并实现关键事件点存储功能。

2.2数据整合

在统一构架下构建数据分中心以整合数据，并实现数据资源共享。数据分中心是以信息化系统建设的基础进行数据设计，同时也是信息资源的整合及解决信息化系统建设中大量异构系统和异构格式数据之间的信息交换和信息共享问题的有效途径。供水基础空间数据与业务数据，基于内网的数据更新机制和各水厂的自有数据库，在生产调度系统数据分中心首先通过Wonderware System Platform平台，将水厂生产控制系统的实时数据采集到数据分中心，通过物联网关，实现对接管网GIS设施定位数据、水厂SCADA数据，将各不同专题数据统一汇总到数据分中心，实现数据筛选、数据提取、数据处理、数据集成、数据表达、数据发现、数据访问、数据交换、数据更新等服务。

2.3数据处理

数据处理包括数据汇集、加工、整合、服务等过程。

数据加工将分布的、异构数据源中的数据如关系数据、平面数据文件等抽取到临时中间层后进行清洗、转换、集成，最后加载到数据仓库或数据集市中，成为联机分析处理、数据挖掘的基础。

数据整合是将数据按性质分类，对抽取到的数据根据规则进行计算、合并、拆分等转换操作，使数据符合数据分中心的规范要求。

数据服务包括统计分析、运行监控、数据交换。数据分中心可提供点对点的数据共享机制，采用模块化设计，包括管理模块、核心元数据模块、适配器模块、数据传输模块、权限设计模块、安全性和可靠性模块，易用易扩展。

三、供水调度系统应用

生产调度系统主要是为生产调度提供管理工具，主要体现在管网信息模块、生产监控模块、视频监控模块、生产报表模块等。

3.1 管网信息模块

管网信息模块提供一系列的地图基础操作来对与管网相关的基础地理信息进行管理，以满足管网日常管理基本业务需求。

3.2生产监控模块

生产监控模块采集各水厂泵站的出厂水、生产工艺过程运行数据，供水管网压力、流量、水质监测点的生产运行数据，实现全程监测及远程控制。建立监测数据报警规则，对各类超限报警进行处理，按级别通知相关人员处理，实现分级管理。

3.3视频监控模块

视频监控模块通过视频实时播放、云台控制等功能，对厂区的主要生产场所和重要设备进行监控，远程查看生产情况，从而对生产运行过程进行有效的监督，提高生产运行效能。

3.4生产报表模块

生产报表模块主要实现对集团公司下属的自来水厂泵站生产业务的管理以及对生产数据的统计分析，以提高管理效率、提升管理水平。

结束语

生产调度系统从数据角度建立起“原水—制水—供水—配水—用水”的厂、站、网一体化数据监测体系，并对供水动态数据进行实时分析、诊断预警，对异常事件进行及时报警，辅助调度管理人员全面了解供水运行情况，提高应急处置能力，保障供水安全与稳定。基于管网智能感知设备，动态掌握供水管网各级分区内流量、压力，水质数据，有效降低漏损，提升水资源利用率，提高企业运营效益。基于大数据技术，消除各个业务系统之间的数据孤岛和业务壁垒，实现数据共享，业务协同，提高工作效率，提升精细化管理水平。生产调度系统是确保供水安全、高效、经济运行的重要生产和管理手段，让管理更轻松、决策更智慧。

参考文献

[1] 姜海波, 程忠庆. 计算机监控供水系统的设计与实现[J]. 给水排水, 2006(06):104-108.

[2] 刘晓蕾. 计算机自动化控制系统在城市供水工程中的设计及实现[J]. 建筑工程技术与设计, 2015, 000(033):990.

[3]杨海光. SCADA控制系统在城市供水调度系统的应用[J]. 微计算机信息, 2010(19):66-67.

[4]林伟彬. 城市供水调度系统的现状与发展[J]. 遥测遥控, 1998(5):24-30.

[5]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(05):34-37.