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軟件技術(shù)要求概述：

      基于SCADA系統(tǒng)的長(zhǎng)輸供水管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件(管道泄露檢測(cè)定位系統(tǒng)軟件)應(yīng)部署在水廠及轄屬多級(jí)管理站調(diào)度中心，作為整個(gè)連通輸水工程中心調(diào)度平臺(tái)的基礎(chǔ)。該調(diào)度中心負(fù)責(zé)所有管理站、輸水管道的調(diào)度、運(yùn)行以及生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、應(yīng)用、發(fā)布、管理等功能。同時(shí)為遠(yuǎn)期調(diào)度管理范圍的擴(kuò)建預(yù)留相應(yīng)的軟硬件接口。

      調(diào)度中心部署工程師站、以太網(wǎng)主干交換機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器等硬件設(shè)備以及多級(jí)廠站智能調(diào)度模型、智能處置分析軟件、智能評(píng)估及報(bào)警軟件、應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具等軟件。其系統(tǒng)軟件技術(shù)要求如下：

上圖為長(zhǎng)輸供水管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件登入界面圖

一、智能調(diào)度模型系統(tǒng)

      調(diào)度系統(tǒng)配置在SCADA系統(tǒng)平臺(tái)上定制開(kāi)發(fā)的長(zhǎng)輸供水管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件，多級(jí)管理站智能調(diào)度模型、用于實(shí)現(xiàn)輔助決策支持及專家調(diào)度的功能，通過(guò)建立系統(tǒng)的水量預(yù)測(cè)模型、水力水質(zhì)計(jì)算模型和決策調(diào)度模型，根據(jù)預(yù)測(cè)的水量，利用計(jì)算決策模型分析調(diào)度方案，進(jìn)而產(chǎn)生在滿足安全條件下的較經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案，其主要由三個(gè)模型構(gòu)成，分別為水量預(yù)測(cè)模型、水力模型和決策模型。

（1）水量預(yù)測(cè)模型

      輸配系統(tǒng)的水量預(yù)測(cè)對(duì)安排生產(chǎn)計(jì)劃和設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，事故應(yīng)急切換具有重要的意義。通過(guò)用水量預(yù)測(cè)對(duì)各個(gè)受水點(diǎn)的用水量歷史數(shù)據(jù)與天氣、節(jié)假日、施工等情況的關(guān)聯(lián)分析，生成用水量預(yù)測(cè)值（包括分鐘、小時(shí)、日、旬、月等）?？紤]到水量既會(huì)隨氣溫變化（季節(jié)變化），也隨居民作息時(shí)間發(fā)生變化，同時(shí)節(jié)假日也會(huì)影響城市需水量。因此，需充分考慮各種不同因素對(duì)模型的影響，分類歸納需水量函數(shù)。

      日供水量預(yù)測(cè)：水量相對(duì)穩(wěn)定的季節(jié)水量預(yù)測(cè)模型可按每周作為周期進(jìn)行預(yù)測(cè)，建立每周工作日、休息日及節(jié)假日的預(yù)測(cè)模型。水量變化較大的過(guò)渡期還需建立每日水量預(yù)測(cè)模型，可按工作日、休息日及法定節(jié)假日進(jìn)行預(yù)測(cè)某天的需水量。

      24h水量預(yù)測(cè)：建立日供水量預(yù)測(cè)模型后，需正確分析每天當(dāng)中的流量變化規(guī)律，才能為調(diào)度模式預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)支撐，通過(guò)預(yù)測(cè)每天24h（按小時(shí)時(shí)段劃分）的變化規(guī)律，進(jìn)而預(yù)測(cè)一天24h的逐時(shí)段水量。

水量預(yù)測(cè)模型的選擇：目前水量預(yù)測(cè)的方法很多，根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)的不同處理方式，水量預(yù)測(cè)常用的方法有三大類：時(shí)間序列法、結(jié)構(gòu)分析法和系統(tǒng)方法。

（2）水力模型

      建立受水廠與管理站之間輸水水力計(jì)算模型，其原理與模型主要包括的內(nèi)容應(yīng)如下。

      輸水管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管網(wǎng)水力學(xué)模型通常采用曼寧公式計(jì)算，即針對(duì)管網(wǎng)（包括管段、閥門(mén)、水泵、水塔等）的動(dòng)態(tài)信息和靜態(tài)信息，建立管網(wǎng)的狀態(tài)方程（包括連續(xù)性方程、能量方程和管段水頭損失方程），然后求得管網(wǎng)中各管段的流量、流速、水頭損失，各節(jié)點(diǎn)壓力，以及各水源的供水量和供水壓力。zui后將所得的計(jì)算結(jié)果與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相比較，如果誤差不滿足要求，則相應(yīng)修正模型的相關(guān)參數(shù)。

輸配水力模式其實(shí)質(zhì)是對(duì)輸水管網(wǎng)的計(jì)算機(jī)模擬，模型需包括以下和實(shí)際設(shè)施對(duì)應(yīng)的對(duì)象：節(jié)點(diǎn)、管段、閥門(mén)、水泵、水池。此外，模型還需要和供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，獲得系統(tǒng)測(cè)流、測(cè)壓裝置的檢測(cè)數(shù)據(jù)。

上圖為SCADA系統(tǒng)長(zhǎng)輸供水管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件(管道泄露檢測(cè)定位系統(tǒng)軟件)水力模型展示圖

（3）調(diào)度決策模型

      系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中流量是隨時(shí)間變化的，流量的變化導(dǎo)致各節(jié)點(diǎn)水位或壓力變化。為確保系統(tǒng)運(yùn)行效率zui高，需及時(shí)修正輸水閘門(mén)控制運(yùn)行頻率或組合以及各受水點(diǎn)的調(diào)節(jié)設(shè)備狀態(tài)。

      日常調(diào)度需以水位和流量變化兩個(gè)指標(biāo)為調(diào)度目標(biāo)，以原水輸配系統(tǒng)的效率zui高為優(yōu)化方向。日常調(diào)度根據(jù)實(shí)測(cè)流量、水位、開(kāi)度數(shù)據(jù)，調(diào)用實(shí)時(shí)調(diào)度指令生成模型，快速計(jì)算出下一時(shí)刻各泵站流量、閘門(mén)開(kāi)度，并形成相應(yīng)的調(diào)度指令。

（4）模式優(yōu)化及調(diào)度專家?guī)?/strong>

      計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)接收到的管網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，利用管網(wǎng)動(dòng)態(tài)水力模型作為分析基礎(chǔ)，綜合管網(wǎng)分布數(shù)據(jù)等，計(jì)算出后續(xù)時(shí)刻需要采取的資源調(diào)度模式，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的當(dāng)前管網(wǎng)中使用的各種類型設(shè)備的水力特性，各類控制設(shè)備的運(yùn)行特性，以制水成本作為目標(biāo)函數(shù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)度指令修正，制定出統(tǒng)一的管網(wǎng)各泵組協(xié)同工作的優(yōu)化模式方案。

（5）事故預(yù)案

      調(diào)度中心根據(jù)管理站及管線運(yùn)行故障進(jìn)行模擬分析，形成可能的事故處理預(yù)案。當(dāng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)一旦調(diào)度系統(tǒng)監(jiān)測(cè)出對(duì)應(yīng)的事故狀態(tài)發(fā)生時(shí)，調(diào)度中心介入，根據(jù)事故處理預(yù)案進(jìn)行處理。

二、計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度

       計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度系統(tǒng)，是應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)（包括自動(dòng)檢測(cè)、現(xiàn)代通信、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等新型技術(shù)），對(duì)影響輸水全過(guò)程各環(huán)節(jié)的主要設(shè)備、運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析，提出調(diào)度控制依據(jù)或?qū)嵤﹨⒖挤桨?，輔助輸水調(diào)度人員及時(shí)掌握配水系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行工況，并實(shí)施科學(xué)調(diào)度控制的自動(dòng)化信息管理系統(tǒng)，主要包括SCADA系統(tǒng)和調(diào)度管理系統(tǒng)。

       基于SCADA系統(tǒng)的長(zhǎng)輸供水管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)-計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度系統(tǒng)負(fù)擔(dān)的主要任務(wù)是：匯集供水工程范圍內(nèi)全過(guò)程輸水生產(chǎn)調(diào)度所需的數(shù)據(jù)和參數(shù)，包括水量、水壓、水質(zhì)、水位、電量等工藝運(yùn)行參數(shù)和電氣參數(shù)；主要工藝設(shè)備運(yùn)行工況參數(shù)。完成對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理、存檔、顯示和打印，同時(shí)，要把水廠及各級(jí)管理站數(shù)據(jù)通過(guò)通訊系統(tǒng)提供給調(diào)度層面的GIS管理信息系統(tǒng)、管網(wǎng)動(dòng)態(tài)仿真及水力模型系統(tǒng)和多管理站智能調(diào)度模型系統(tǒng)，并將優(yōu)化后的的調(diào)度操作指令，通過(guò)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)下達(dá)到SCADA系統(tǒng)遠(yuǎn)程站或由人工下達(dá)。其具體實(shí)現(xiàn)功能如下：

上圖為SCADA系統(tǒng)長(zhǎng)輸供水管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件GIS管理信息系統(tǒng)展示圖

（1）數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程通信功能

（2）數(shù)據(jù)管理功能

（3）監(jiān)測(cè)和報(bào)警功能

（4）調(diào)度功能

（5）事件處理功能

（6）系統(tǒng)的再開(kāi)發(fā)功能

（7）計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度系統(tǒng)的擴(kuò)展功能

三、智能處置分析系統(tǒng)

      SCADA系統(tǒng)智能處置分析系統(tǒng)主要對(duì)長(zhǎng)輸供水管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(管道泄露檢測(cè)定位系統(tǒng)軟件)發(fā)生的事故事件進(jìn)行處理，建立一套事故判別、事故損害評(píng)估、應(yīng)對(duì)預(yù)案、切換效果評(píng)估、預(yù)案實(shí)施步驟的完整體系。包括事故判別、事故評(píng)估、事故預(yù)案庫(kù)、預(yù)案實(shí)施效果和影響評(píng)估、預(yù)案水力模擬和仿真分析、預(yù)案操作方案，其需包括以下主要功能：

（1）突發(fā)事件數(shù)據(jù)采集：收集突發(fā)事件相關(guān)預(yù)警模塊信息，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集（應(yīng)急檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)圖像傳輸）。

（2）應(yīng)急響應(yīng)：根據(jù)分析評(píng)估提供的信息完成應(yīng)急預(yù)案啟動(dòng)/解除、應(yīng)急信息上報(bào)、聯(lián)動(dòng)與救援指揮等調(diào)度功能，并在應(yīng)急處置完成后生成事件處置過(guò)程報(bào)告。

（3）應(yīng)急預(yù)案管理：應(yīng)急資源管理根據(jù)應(yīng)急處置報(bào)告完成調(diào)度應(yīng)急預(yù)案的修訂，查詢、更新。

（4）應(yīng)急培訓(xùn)演練：應(yīng)急培訓(xùn)演練需具有應(yīng)急培訓(xùn)、演練的功能，主要為培訓(xùn)調(diào)度管理人員，提升風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí)，提升系統(tǒng)應(yīng)急指揮能力。

四、智能評(píng)估及報(bào)警系統(tǒng)

      通過(guò)數(shù)據(jù)采集和傳輸設(shè)備RTU獲得豐富的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)后，智能分為兩個(gè)層次，一是簡(jiǎn)單的底層報(bào)警判斷評(píng)估。對(duì)工藝、設(shè)備、水質(zhì)的安全建立報(bào)警界限，監(jiān)測(cè)到數(shù)據(jù)超出界限范圍，則發(fā)送實(shí)時(shí)報(bào)警信號(hào)；二是數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和關(guān)聯(lián)處理，為系統(tǒng)評(píng)估、調(diào)度、能耗管理等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

上圖為SCADA系統(tǒng)長(zhǎng)輸供水管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件(管道泄露檢測(cè)定位系統(tǒng)軟件)報(bào)警界面截圖