供水管网系统网格化智能管理系统构建与应用

颜朝兴

（厦门水务集团有限公司）

供水管网系统网格化智能管理系统构建与应用

颜朝兴

（厦门水务集团有限公司）

构建供水管网系统网格化智能管理系统，结合网格化管理理念，利用现代化的传感、通信、计算机技术，直观展现供水管网的运行情况，各功能模块对事故进行完整的预警、分析、决策、实施、评价。提升供水企业的工作效率，为企业盈利、节能降耗、塑造良好社会服务形象，提供强大的支撑平台。

网格化；智慧水务；压力变化

【Abstract】The operation of construction of water supply pipe network grid system intelligent management system, combined with the idea of the grid management, use of modern sensor, communication and computer technology, intuitive display of water supply pipe network, each function module of the accident were a complete early warning, analysis, decision-making, implementation, evaluation. Improve the efficiency of water supply enterprises, for the enterprise profit, energy saving and consumption, create a good image of social services, to provide a strong support platform.

1　引言

供水管网系统是供水企业的核心资产，管网维护管理与自来水供应是供水企业的最主要业务。供水企业不仅承担着增收盈利的经营业务，更承担着自来水供应服务的社会服务功能。在实际管理中，供水企业普遍面临着管网系统老化、漏损率高、管理手段落后、工作效率低、人员素质提不上去、服务质量差等问题，直接导致企业盈利受影响，社会服务形象差等负面效应。提出构建管网系统网格化智能管理系统，将庞大的供水管网系统按一定的规则划分成若干个网格，利用现代化的传感、通信、计算机技术，将分散的各类数据整合展示、应用，为精细化、标准化管理提供平台，为企业盈利、提升社会形象提供技术支撑。

2　供水管网系统网格化管理

供水管网系统网格化管理依托供水企业统一的管理与数字化平台，将供水系统中的管网及用户按一定的标准划分成若干个单元网格，全面感知用户信息及供水管网系统的参数变化，进而建立一种标准化的工作流程，缩短供水企业与用户的距离，提升对各单元格内的用户的服务质量、实现管网系统的精细化管理。

供水服务网格化管理体系的基本工作原则：网格布局、条块总和；信息整合、有度通达；资源共享、有偿融通；业务运作协同、有序旋进；公众服务、透隐到位；经络监管、透彻有效。

网格化管理网格划分的依据：第一层以天然的地形（例如，湖、山）为分界区域边界；第二层以主干道路管道走向为划分区域边界；第三层以业务管辖分区划分边界。

网格化管理工作体系，利用集成用户基础信息、管网系统数据，完成包括水表抄收、用户投诉、用水宣传、管网维修、压力水质等供水特征数据的监控及传输、新用户报装等工作。

3　供水管网系统网格化智能管理系统构成

供水管网网格化智能管理系统主要由感知层、网络层、应用层构成（见图1）。

3.1感知层

感知层是整个供水管网网格化智能管理系统的技术构架基础。感知层设备主要是供水管网系统中的压力、流量、水质的在线仪表设备。感知层是利用各种在线监测设备，通过数据采集、协议转换的方式，在不影响供水系统正常运行的前提下，采集各项供水管网的数据。

3.2网络层

网络层是利用互联网与通信网络融合，建立网络层体系，对采集的管网系统中各项数据实时传输至数据中心，并对数据进行有效的存储、维护、管理，以供上层使用。

3.3应用层

感知层和网络层体系的建立，为供水管网系统运行提供了关键的流量、压力、水质数据。只有深度地分析和挖掘各项数据表征的内涵和相关关系，才能对实际生产提供决策依据。

供水管网网格化智能管理系统，首先通过感知层、网络层将各类数据进行初步的加工和展示，实现了对供水管网运行情况的主观感知，进而通过对各项数据进行汇总、对比、分析等，将各项数据更深层次地运用，以作为指导生产的科学依据。

供水服务网格化管理系统功能模块包括：抄表管理、用户基础信息、统计分析、在线监控、应急管理、用水申报、维修抢修、热线帮您、考核评价、服务互动、掌上网格、用水常识、产销差分析、系统管理等多功能服务功能模块。实现供水信息精确采集；供水参数实时传输；管理办公协同；监督与服务一体化；用户服务全能、高效、全时段、全方位覆盖的供水网格化服务体系（见图2）。

图1　供水管网系统网格化管理平台架构简图

图2　供水管网系统网格化智能管理系统功能模块

4　供水管网系统网格化智能管理系统工作流程

供水管网系统网格化智能管理系统工作流程分为3个步骤：感知——分析——执行。

4.1感知

利用现场安装的压力、流量、水质监控点及远程数值，全面感知供水管网的运行情况。如发生异常，系统自动报警。

4.2分析

根据报警的信息，系统自动分析事故发生的原因及大致地点，为事故处理提供决策参数。

4.3执行

执行事故处理的工作，并将处理结果反馈于系统，完善数据库信息。

5　实践案例分析

5.1网格化分区概况

某供水片区日供水量约11万t，DN100及以上供水管道长度350km，水表个数5.3万只。按分区原则共分为8个区域。道路交叉口安装压力传感器，实时远传数值；大的路口、用户集中区域、水质特殊要求的用户安装水质监测点，数据实时远传；实时远传数值流量点为各村总表、重点工业用户、分区边界（有条件安装）。

5.2案例分析

5.2.1示范区概况

示范区网格面积约1.52km2，主要以生活区为主，网格内有大型农村社区2个，房地产小区6个，公园2个，行政事业单位5家，店面若干。周边管网主要为DN400、DN300，用户数约为6000户。区域内布置测压点13处，水质监测点2处。因区域多路进水，且在边界管网系统中安装流量计施工难度大，未安装边界监控流量计。管网漏水采用压力法实时监控，并以此为漏水点定位提供参考（见图3）。

5.2.2供水管道系统发生漏水时压力变化特征

对于树枝状管网系统，供水管道发生漏水对漏水点的下游管道造成严重影响，其下游管段上的供水压力普遍下降明显。环状管网系统中，当发生管道漏水时，在漏水点区域内各压力监测点压力变化有明显差异，且越靠近漏水点，压力变化越明显。利用压力监测点在漏水事件发生前后的压力值变化，并结合工作实践经验，可基本判定漏水点的位置（见图4、表1）。

5.2.3案例分析

2015年2月16日，在供水管网系统网格化智能管理系统中出现以下情况及操作：

1）“在线监测”模块中报警，示范区内压力变化大。

2）在“辅助决策”模块中进行区域内压力点监测值结果分析，并自动生成“压力变化雷达图”及“压力变化表”，基本确定漏水点位置。

3）“维修抢修”模块中建立工单，调度维修抢修人员到现场维修；同时，“地理信息系统”模块提供相关的关阀方案，“用户基本信息”模块生成受影响的用户清单。

4）“热线帮您”自动将停水或降压信息推送至用户端。

5）这次事件及全过程记录“考核评价”模块，受相关的考核。

从图5直观看出，2号测压点的压力变化最大，3号其次，根据图3，4号、3号、2号在管道上线性分布，可判断出该区域发生漏水，漏水点位于3号测压点与2号测压点之间。

图3　示范区管网分布图

图4　管道漏水工作流程

表1　压力变化表

6　结束语

基于供水管网系统网格化智能管理系统平台，将抄表催费、维修抢修、在线监控等各项业务工作逐步信息化、标准化。在系统平台上，开展供水管网系统的维护管理及营业业务、客户服务，不仅提升了工作效率，并且拉近供水企业与用户的距离，做到了及时快速响应，优质的服务。在实践中不断地完善系统功能及基础数据，使之为保障管网运行安全、节能降耗，提升服务提供强大的支撑。

[1]张高嫄，戴雄奇. 供水管网漏损事故工况的模拟与定位. 2011.

[2]程伟平. 智慧水务基本理念及在指导漏损控制的实践.给排水动态,2015(06):12.

[3]梅丹，艾伟.水务数字化管理模式在水务集团的应用.给水排水（S），2014 （40）:395-397.

Construction and Application of Grid Intelligent Management System for Water Supply Network System

YAN Zhao-xing

（Xiamen Water Group Co.,Ltd.）

grid; smart water; pressure change