城市市政管网系统监测技术的应用研究

王超

中冶华天南京工程技术有限公司 江苏 南京 210000

前言

在城市地下设施管理中，地下管网是极其重要的组成部分，给水管道、排水管道、燃气管道、电信管线等在城市的整个地下纵横交错。但随之而来的市政管线管理方面的问题也越来越多，施工破坏地下管线造成的停水、停气、停电以及通信中断事故频发；“马路拉链”现象已经成为城市建设的瘤疾；由于排水管道引发的道路积水和城市水涝灾害司空见惯。

1 城市市政管网建设的重要性

地下管线是城市基础设施的重要组成部分，是城市规划建设管理的重要基础信息。城市地下管线包括给水、排水(雨水、污水)、燃气(煤气、天然气、液化石油气)、电力、路灯、电信、有线电视、热力、工业管道等多种专业管线[2]。第一，加强对城市市政管网监控系统的研究能够有效地对市政管网的运行状况进行监测，改变地下管线的无序管理状态，对用好管线资源，实现科学管理，为城市地下管线规划、建设和管理服务，发挥积极作用。第二，能够实现城市市政管网的动态管理。地下管网随着城市的发展在不断地变化，研究通过掌握地下管线的各种变化，及时补充、更新原有的地下管网档案，保证地下管网档案真实、准确地反应地下管网现状，实现城市地下管网的动态管理。第三，能够及时快捷的处理突发管网事故，为管线维护、管理提供依据。管线建成以后，日常的管理和维护是一项量大且长期的工作，使用中需要对管线不断维护、更新，保证线路的正常运营，一旦发生故障，要准确确定其原因，采取措施，及时排除。地下管线综合管理系统能够为管理人员提供分析问题、排除故障的重要依据。第四，减少管线事故的发生。通过监控系统的建立，能够通过系统提供的地下管线信息资源，设计时选择最佳方案，施工中采取有效措施，避免各类管线事故的发生[1]。

2 硬件抗干扰技术

微机系统的可靠性是有多种因素决定的，其中系统的抗干扰性能是系统可靠性的重要指标。因此，抗干扰设计是计算机应用系统研制中不可忽视的一个重要内容。各种干扰时机电一体化系统和装置出现瞬时故障的主要因素，干扰的抑制主要从干扰源、传播途径、接收方三个方面入手。因此，在系统设计中，应尽可能避开干扰源，并针对不同的干扰源，对通道采取相应的措施。同时提高接收电路的抗干扰能力及在软件编制上采取有效的方法。干扰可以从各种途径侵入微机系统，如空间干扰、过程干扰、和供电系统的干扰等。一般常用的抗干扰措施有合理布置电源、屏蔽干扰源、隔离、滤波、接地等。干扰对微机系统的作用可以分为三个部分：第一个是输入部分，它使模拟信号失真，数字信号出错；第二个部分是输出部分，它会使输出部分产生信号混乱；最后一个是微机系统内核，使系统总线上的数字信号混乱[[64]03.3.7.2硬件抗干扰措施一个单片机应用系统的硬件电路设计包含两部分内容：一是系统扩展，即单片机内部的功能单元，如ROM，RAM，I/O、定时器/计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路。二是系统的配置，即按照系统功能要求配置外围设备，如键盘、显示器、打印机、A/D，D/A转换器等，要设计合适的接口电路[5]系统的扩展和配置应遵循以下原则：①尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法，为硬件系统的标准化、模块化打下良好的基础。②系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功能要求，并留有适当余地，以便进行二次开发。③硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。硬件结构与软件方案会产生相互影响，考虑原则是：软件能实现的功能尽可能由软件实现，以简化硬件结构。但必须注意，由软件实现的硬件功能，一般响应时间比硬件实现长，且占用CPU时间。④系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时，系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。⑤可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分，它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。⑥单片机外围电路较多时，必须考虑其驱动能力。驱动能力不足时，系统工作不可靠，可通过增设线驱动器增强驱动能力或减少芯片功耗来降低总线负载。⑦尽量朝“单片”方向设计硬件系统。系统器件越多，器件之间相互干扰也越强，功耗也增大，也不可避免地降低了系统的稳定性。随着单片机片内集成的功能越来越强，真正的片上系统SOC已经可以实现，如ST公司新近推出的}MPSD32XX系列产品在一块芯片上集成了80C32核、大容量FLASH存储器、SRAM，A/D，I/O、两个串口、看门狗、上电复位电路等等[2]。

3 结束语

针对本系统前期的研究成果，还需从以下几个方面做进一步的研究。①功能需要进一步完善。一方面需要测量更多的参数，一方面需要在实践中进一步检验测量的准确性和可行性。②硬件抗干扰措施有待进一步加强，保证系统能更加稳定的运行。③需要进一步结合GIS系统进行研究，建立GIS空间数据库管理系统，融合GIS技术，实现监控系统和GIS系统的无缝结合。④研究基于GIS底层数据与优化模型的管网系统，利用GIS与多媒体数据库的集成，形成融合市政管网运行管理、监测、预警、减灾、防灾等功能的决策系统，并在出现问题时通过仿真模拟选择最佳解决方案。