CN103375682A - Gis智能管网系统 - Google Patents

Abstract

GIS智能管网系统，包括多个管道连接而成的管网，测量仪表，测量仪表安装在管道上，所述管道安装有压力传感器，所述测量仪表、压力传感器通过线路连接控制模块，控制模块通过线路连接PC机。本发明一种GIS智能管网系统，应用于供水/供气管网领域，利用有线传输，测量仪表监测数值以及管内压力值，经计算机处理，判断是否漏水或者漏气，以及定位监控故障点。本系统节能环保，利于推广，除用于自来水管网监测外，还可用于煤气管网，农业灌溉网的监测。

Description

GIS智能管网系统

技术领域

本发明涉及一种GIS智能管网系统，用于供水/供气管网的监测。

背景技术

现有技术中城市自来水网存在以下问题：

1、泄漏不易发现：有时漏水出现在地底下，不易发现。若发生漏气，即使添加了臭味剂，也很难分辨，如果不及时制止，不仅造成水资源浪费，也会影响漏水附近居民用水用气。

2、发现泄漏的滞后性：当供水管网因各种原因出现爆管时，只有等大量的水漫过地面，这时只能依赖市民拨打电话反映才能知晓，非常被动。

3、抢修难度大，停水、停气不科学：长期以来，我国供水管网图形和管网资料一直沿用传统的图纸资料，手工管理的维护方式，对地物的改变等情况不能够及时更新，导致即使得到反映，并不能及时的找到漏水地点，增加了抢修难度；即使发现了破损地点，不能够科学停水，致使一些无关地区无故停水。

总而言之，供水管网的漏损不仅为供水企业造成了极大的经济损失，也造成了水资源浪费。所以说，供水管网漏损控制是一个持续的过程，只要有水在管道中流动，就会有漏失情况；所以我们应该通过加大供水管网建设，加大陈旧、老化管网的更新改造，才能提高公司管网的管理水平和技术，尽力把供水管网漏损率减少到最小。

现有的城市自来水供水管网监测主要有以下方式：

1）、噪声探漏仪：

噪声探漏仪是沿着线路根据漏水噪声用探测装置探寻漏水点的装置，该探测装置探漏效果较好，基本能够测出线路管损位置。但是该装置探测周期长，成本高，且需要在夜间安静的环境下作业。

2）、远程水表系统：

远程水表系统是远程利用有线或无线将各个水表的读数传回总控室，总控室通过对水表的数据处理而得出相应管道漏水率的系统。该系统现在使用的较为广泛，但是却并不能从根本上解决漏水问题，只是用来发现漏水，再配合噪声探漏仪来定位漏水点。再进行管道维修，或者抢修。

3）、GPRS管网系统：

GPRS管网系统是基于中国移动和中国联通的GPRS平台的管网系统。利用无线网络平台对管网进行监测测管理。具体是在水表上加装无线传输设备，将水表读数及压力值等传回总控室。总控室处理压力，流量等数据，判断是否漏水，以及定位漏水地点。该系统单个节点300~400元，GPRS系统多采用远程发射装置，通过GPRS进行无线传输，对于实时图像传输GPRS平台成本非常高，不适合广泛推广。天气因素对其工作影响大。同时在相对恶劣的工作环境下无线元件寿命会大大降低。并且无线发射塔对周边环境影响很大，物业管理一般不允许在小区内安装基站塔。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种GIS智能管网系统，应用于供水/供气管网领域，尤其是针对现有自来水管道探漏装置，本发明结合成本、稳定性、安全性等因素，利用有线传输，测量仪表监测数值以及管内压力值，经计算机处理，判断是否漏水或者漏气，以及定位监控故障点。该管网系统节能环保，利于推广，除用于自来水管网监测外，还可用于煤气管网，农业灌溉网的监测。

本发明的上述目的是通过这样的技术方案来实现的：GIS智能管网系统，包括多个管道连接而成的管网，测量仪表，测量仪表安装在管道上，所述管道安装有压力传感器，所述测量仪表、压力传感器通过线路连接控制模块，控制模块通过线路连接PC机。

所述测量仪表包括传动齿轮，指针，传动齿轮连接指针，所述传动齿轮设有永磁体和感应线圈。

所述压力传感器采用电阻应变片。

所述控制模块采用单片机。

本发明GIS智能管网系统，压力传感器采用电阻应变片、控制模块采用单片机，价格低廉、效果好。本发明利用信号线传输，传输稳定可靠，容量大，价格低，精度高。信号水表及电阻应变片部件造价低，节能环保，利于推广。本系统除用于自来水管网监测外，还可用于煤气管网，农业灌溉网的监测。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明系统安装有压力传感器的管道示意图。

图2为本发明系统测量仪表结构示意图一。

图3为本发明系统测量仪表结构示意图二。

图4为本发明系统连接示意图。

具体实施方式

如图1~4所示，GIS智能管网系统，包括多个管道14连接而成的管网，测量仪表12，测量仪表12安装在管道14上，所述管道14安装有压力传感器13，所述测量仪表12、压力传感器13通过线路1连接控制模块11，控制模块11通过线路1连接PC机10。

所述测量仪表12包括传动齿轮5，指针8，传动齿轮5连接指针8，所述传动齿轮5设有永磁体6和感应线圈7。

图2、图3为测量仪表12结构示意图，由：计量表盘2，表框3，销钉4，传动齿轮5，永指针8，刻度表盘9等部件构成。

测量仪表12以信号水表为例，与普通水表区别在于：在传动齿轮5之间加装了永磁体6与感应线圈7。指针8每转动一圈则感应线圈7切割磁感线一次，产生一个电流脉冲。

图1为安装有压力传感器13的管道14示意图，压力传感器13采用电阻应变片。电阻应变片插入管道14的上壁，水压发生变化则产生一个电流脉冲。信号水表以及电阻应变片安装于管道14中，水流及水压变化导致信号水表以及电阻应变片产生电流脉冲。电流脉冲通过线路传输给控制模块11，所述控制模块11采用单片机，单片机将电流脉冲信号转换为模拟信号后通过线路1传输给PC机10。PC机10处理后得到结果，判定该节点是否漏水以及水压状态。

电阻应变片是压力传感器的一种，它的材料是压电晶体，它按晶体空间点阵长程有序生长而成的晶体。这种晶体结构无对称中心，因此具有压电性。如水晶（石英晶体）SiO2、镓酸锂LiGaO3、锗酸锂Li2GeO3、锗酸钛Ti2GeO3以及铁晶体管铌酸锂、钽酸锂等。其原理类似于打火机中的电子打火器，当管道14内壁在压力的作用下，一直会有恒定的电流输出，出输出一个模拟信号给单片机；当管道14内侧压力变化时，作用在管道14上壁的起点片上的压力改变，导致起点片电电位发生改变，经过单片机的处理，最终导致程序中的压力变化。

控制模块11采用atmega1280单片机，单片机atmega1280有16个端口能进行AD（数模）转换。现在考虑，每次都通过这16个端口读16个数据，以1000个数据为例，则为单片机的每个AD端口需要连接测量点个数为 1000/16=62.5。这样63*16=1008，可以收集1008个数据。然后，每个端口连了63个测量点，就要想法每次都只读一个数据。单片机atmega1280一共86个端口，去掉AD要用的16个，还剩70个。就用其中的63个，每次一个端口发出高电平，导通连接的16个三极管，得到数据。

PC机10工作原理：

PC机10识别传来的数字信号。通过电脑程序中经过函数处理之后，可以得到真实的管道14数据。再对数据进行存储、分析，然后依据管网分布图，进行有规划的停水，通知维修部门进行管道维修。

首先由检测装置检测各个观测点的压力，以模拟信号的形式出输给单片机，然后转化成数字信号，通过线路1传输到主控室的PC机10的处理程序中，由管理人员将数据在程序上进行记录与分析，在这之前需要用伯努利方程：

                                                                        

计算出标准数据，方便与正常数据做出比较，判定是否出现问题。若管道14内压力不正常则需通知维修部门进行维修工作，维修部门得到指令后，依据管道14内压力测量计的分布科学分析停水，赶往事发地点，先判定是否为测量仪表12错差，再进行维修。每个周期定时短暂的停水，周期的长短由整个管网的新旧程度决定，进行例行检查，对整个管网进行系统性的检查，停水的目的在于除开用水对水压的产生的误差，在中央控制室中的PC机10迅速记录下数据，然后恢复供水，仔细分析数据，查看微漏的地点，查找出来后，继续通知维修部门进行维修工作。

本发明系统除用于自来水管网监测外，对系统部件进行替换，还可用于煤气管网，农业灌溉网的监测。

GIS：地理信息系统。

Claims (4)

1.GIS智能管网系统，包括多个管道（14）连接而成的管网，测量仪表（12），测量仪表（12）安装在管道（14）上，其特征在于，所述管道（14）安装有压力传感器（13），所述测量仪表（12）、压力传感器（13）通过线路（1）连接控制模块（11），控制模块（11）通过线路（1）连接PC机（10）。

2.根据权利要求1所述GIS智能管网系统，其特征在于，所述测量仪表（12）包括传动齿轮（5），指针（8），传动齿轮（5）连接指针（8），所述传动齿轮（5）设有永磁体（6）和感应线圈（7）。

3.根据权利要求1所述GIS智能管网系统，其特征在于，所述压力传感器（13）采用电阻应变片。

4.根据权利要求1所述GIS智能管网系统，其特征在于，所述控制模块（11）采用单片机。

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