对城市自来水管网压力的监控的探析

1、对城市自来水管网压力的监控的探析 对城市自来水管网压力的监控的探析 摘要：为了能使大中城市的供水更加稳定，本文探析了通过GPS卫星定位系统，来监视和控制远程现场的运行设备，使自来水管网内的压力、管道内的压力、水流量的数据以及系统内阀门的开关等实现了自动控制，使城市自来水管网发生故障的概率降低，对系统的反响时间提高。另外，监控中心可以对监控系统传输回的数据进行及时地分析，从中发现发生故障的地点，当系统的一个远端发生故障的时候，监控中心可以在最短的时间内发现故障，解决问题，从而恢复供水。 关键词：城市自来水管网压力监控GPS 中图分类号：TU991.36 文献标识码：A 文章编号： 由于历史的原因

2、，我国中大城市的自来水管网存在着诸多的问题，比方设计不够合理、规划不够全面等。而自来水厂进行现代化建设的主要内容之一就是实现对城市自来水管网的全面监控。随着科学技术的迅猛开展，城市也得到了翻天覆地的变化，但在自来水管网管理方面仍然还有很多问题，这些问题通过人工是不能完成的，比方：管网图模糊不清晰、更新的速度跟不上；在现场无法确定系统中阀门的位置；管网中的某一点发生故障，需要停水，需要将那些阀门关闭，对哪些用户有影响，这些都没有方法估计。但如果将计算机技术运用到城市自来水管网中，就可以实现对自来水管网的实时监控，防止一些问题的发生。 自来水管网监控系统采用了应用成熟的全球卫星定位系统技术，融合了

3、地理信息系统、SCADA系统、数字通信技术、计算机网络等技术的特点，是针对于城市地下自来水管网的运行管理设计的。该系统采用GPS技术来进行定位，将监控获得的信息经过无线通信系统传输到监控中心，然后根据矢量地理信息系统综合分析所获得定位信息。自来水管网监控系统能够实现管网紧急事故的实时处理、维护管理信息、实现在线动态测量、维修，还能够及时地对地理信息进行更新，保证地理信息的实效性。 1自来水管网监控系统的组成 自来水管网监控系统是由GPS全球卫星定位系统、定位单元、监控单元、单元之间的通信链接等组成的。 1.1全球卫星定位系统 全球卫星定位系统是由24颗卫星构成的，这些卫星均匀地分布在六个轨道上

4、，将全球覆盖，每一颗卫星都可以不间断地发射测距信号以及导航电文，卫星的位置信息包含在导航电文中。从空间几何定位的角度来说，GPS采用的是三角学测量定位的原理，在同一个时刻内可以同时将站点与三颗卫星的距离测量出来，又卫星的位置可以测定出来，再根据空间距离交会的原理，就可以将待测点的具体位置计算出来。 1.2定位单元 定位单元中有一个基准站、两个流动站以及一套光学全站仪。将基准站放在一个具体位置的点上，它的工作就是连续接收卫星信号。流动站的工作就是通过数据链的方式，把接收到的卫星信号利用电台，传输到流动站周围的用户。 假设在地下隧道、高架桥、高层楼群以及有电磁波干扰的场所等进行管道施工的时候，全球

5、定位系统就会收到影响，其接收信号的能力就可能会被削弱，影响GPS接收机的定位效果，使其可靠性降低，从而影响测量，因此在这样的情况下，就要在管道附近选择比拟开阔、比拟稳定地地点来确定GPS的控制点，并将其作为导线的引点，然后通过全站仪，利用导线测量与几何的原理求解出要测量点的坐标。 1.3监控单元 针对高层供水的决策和优化，监控中心实施支持，结合SCADA系统和GIS系统，对管网进行优化调度、漏水检查以及管网的联通等。GIS系统通过SCADA系统获得原始数据，并通过它将调度指令发出。但是在提供软件接口的前提条件下，两个系统是保持相对独立的。 2工作原理 在对自来水管网进行普查的时候，首先在作业区

6、内通过GPS全球卫星定位系统的静态功能将加有密码的控制网建立起来，并把这个控制网作为常规检测所需要的控制点。另外，还可以使基准站获得精确的地心坐标以及与求解作业区坐标有关的相应参数，有利于基准站的建立。在每一个需要进行测量的控制点上，GPS接收机都是以静止状态进行观测的。在进行观测的时候，将基准站观测到同步数据接收过来，把系统周围的未知数据以及各用户的三维定位坐标实时地解算出来，一直持续到所得解算结果趋向于稳定，并且数据精度符合设计的要求。 在进行动态测量的时候，基准站启开工作，向外发射正常的差分改正信号。流动站是按照设计的路线、记录的方式以及间隔来完成测量工作的，再加上基准站的观测数据，就可

7、以把采样点的位置确定出来。把所有测量工作完成之后，可以把测量的线路重新显示出来，从中判断出该测量线路是否需要返工重测或者线路的那些局部需要重新测量。 在处理事故的时候，假设地下管线某处发生故障，比方出现漏水现象，这时，压力检测系统借助自动控制系统把测到的压力信息传送到监控中心，再经过监控中心的综合性分析，把获得压力信息传送到从事管网维护的人员那里，管网维护人员借用GPS定位系统对发生事故的地点进行定位，确定出该点的坐标，再对数据打包，通过调制经电台再发送给监控中心。掌管中心调度有决策权力的工作人员可以借助GPS平台来进行数据分析，再经过特定的调度指令把事故点的具体情况以及地理位置传送给GPS接

8、收机，GPS定位系统就可以通过调用坐标数据找出事故点的准确位置，其中还可以把阀门和检修井的位置确定出来，进而可以对供水管线进行实时自动监控以及抢修。 管网监控系统的主要功能就是实时监管输配水管网信息，做好对管网的维护、改造和用水户的管理。但是该系统一定要确保所获得的管网信息准确、全面，能够与管网设计、规划、施工以及维护的要求相符合。 3重点介绍压力监控系统 压力监控系统，指的就是数据采集与监视控制系统。应用压力监控系统的领域有很多，其中包括电力系统、给水系统、石油以及化工等行业。 压力监控系统运行的根底就是计算机，从而实现对生产过程的控制以及自动调度等功能，并且还可以到达监视和控制现场运行设备

9、的目的，从而可以完成现场数据的采集、运行设备的控制、相应参数确实定和测量、报警信号确实定等工作。 目前，在城市供水调度的工程中，最重要的方法就是监测供水管网的压力，通过供水管网的压力来选择或者升级供水企业中的数据采集的终端系统，有利于企业的管理，也可以保障城市供水的平安。 另外，传统调度系统是从事调度工作人员凭借自己工作的经验来完成调度的，整个调度决策的过程仅是呈现在工作人员的头脑中，这种方法存在着相当强的主观性，而且在实际工作中，调度员随时更换，调度产生的偏差即使是同一个调度员也不可防止。然而新一代的调度系统的特点就是将供水管网的整个网络数字化、模型化，并依据理论计算来进行计算机模拟，根据模

10、拟的结果计算时机将最正确调度方案自动生成。压力监测系统经过智能数据采集终端，就可以把管网模型建立起来，这样不但可以对管网的压力、流量等进行实时监控，便于搞清供水区域管网的具体情况，而且还可以发现和诊断管网中出现的问题，例如管道的口径问题等，方便管理调度人员的修理和维护，这样也可以减小损失，提高城市管网供水的平安度。 4结语 水是人类生产生活所离不开的，所以城市自来水管网对于城市居民的生产生活有着重要的作用，关系到社会的稳定和开展。目前，计算机技术、网络技术、通信技术以及GPS全球卫星定位技术等均获得了迅猛的开展，并且其中有些技术已经趋向于成熟，将此运用到城市自来水管网压力监控上具有了一定的可行性，从而实现了对管网的自动化管理。经过动态测量和管理管网的运营过程，可以实时地获得一些信息，利于管网的