CN104930353A - 一种城市供水管网的调压减漏评估系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种城市供水管网的调压减漏评估系统。本发明系统包含下位机监控模块，无线通信模块和上位机数据接收评估模块。下位机监控模块通过无线通信模块与上位机数据接收评估模块信号连接。下位机采用交替调压的运行方案，上位机评估综合考虑了流量和压力的均值、中值、累积概率分布等特征。与现有技术相比，本发明具有无人值守自动运行，方便远程设定压力调控方案，排除工作休息日、天气等对用户用水量的干扰，提高效果分析的全面性和科学性等优点。

Description

一种城市供水管网的调压减漏评估系统

技术领域

    本发明属于城市供水管网减漏领域，具体涉及一种智能调节管网压力减少漏损的运行评估系统。

背景技术

    随着城镇化的推进和城市规模的扩大，城市供水管网的供水量日益增加。在保障供水安全的前提下，提高供水效率有着良好的经济效益，成为各水司的关注点。合理调节管网运行压力作为提高供水效率的技术手段，可以减少管网漏损，保护管材，缩小产销差。

   如何科学地分析调压减漏的运行效果，目前通用的方法是记录最小夜间流量，以此作为管网漏损量的近似值。通过对比调压前后的最小夜间流量变化情况，来评估运行效果。这一方法的局限性在于：方法的整体性不强，难以针对管网减漏这一技术领域，灵活开展多样性的研究；当管网漏损较小时，最小夜间流量计数可靠性不高，部分水司甚至不得不派专员在后半夜开展人工记录,效率不佳；当每日压力分时段调节时，最小夜间流量难以代表整日的漏损；难以排除季节，天气，节假日等影响用水量的干扰因素。

发明内容

   为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于压力交替调控和大量数据统计分析的运行评估系统。该系统能够无人值守自动运行，方便远程设定压力调控方案，排除工作休息日、天气等对用户用水量的干扰，提高效果分析的全面性和科学性。

   本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

   一种智能调节管网压力减少漏损的运行评估系统,包括下位机监控模块、无线通信模块、上位机数据接收评估模块，下位机监控模块通过无线通信模块与上位机数据接收评估模块信号连接；

   所述的下位机监控模块，核心是一个位于现场的PLC，包含管网数据采集子模块、压力调控子模块、现场安全保障子模块；其中所述的管网数据采集子模块通过电磁流量计实现主输水管路流量的获取，通过压力变送器实现减压阀前端市政供水压力的获取和减压阀后端运行压力的获取；所述的压力调控子模块通过PLC输出脉冲控制减压阀，实现管网压力的调节，具体可实现管网压力分日期、分时段、临时配置等多种方式的实施，这样就使评估更加方便灵活，其中管网压力调控采用调压/不调压隔天交替运行的方案，这样能够排除天气、工作休息日等对用户用水量的干扰，提高了效果评估的科学性,改变了以往以最小夜间流量作为管网漏损近似值的评估方法，全天候的数据都可以用来进行漏损量的评估比较，使得评估更全面；所述的现场安全保障子模块监测减压阀所在井内的液位状态，控制井下的潜水泵及时抽水,保护了井下设备。

   所述的无线通信模块通过GPRS网络，实现下位机监控模块与上位机数据接收评估模块的远程联系。

   所述的上位机数据接收评估模块，结合组态软件和数据库，实现数据的远程收发、存储、提取、评估和展示；评估基于对管网长时间、全天候运行数据的统计分析，重点分析流量平均值、中值、累积概率分布等特征，全面客观地评估方案的运行效果。

进一步地，所述的上位机数据接收评估模块接收压力控制区域长时间、全天候的压力和流量数据，通过计算得到奇偶日的压力均值b1与流量均值b2；奇偶日的压力中值c1与流量中值c2；奇偶日的流量累积概率分布d1、d2；

首先通过两个均值的对比能够反映同期调压前后压力控制区域内用水量的变化情况，但若用水量为小流量读数(其中小流量小于仪表计量区间的10%)时，由于仪器的计量精度可靠性不高，用中值代替均值进行比较，反映同期调压前后压力控制区域内用水量的变化情况；并通过流量累积概率分布图反映调压前后流量的分布状况。

   本发明的有益效果是：

1.    针对供水管网调压减漏技术领域，灵活方便地实现了多种方式的压力调控方案实施；

2.    提出了管网压力交替调控的运行方案，排除了天气、工作休息日等对效果评估的干扰，使得评估更加科学合理；

3.    改变了以往将最小夜间流量作为管网漏损估计值的方法，实现了长时间、全天候的管网流量压力等参数的分析对比。

附图说明

图1为本发明的系统整体示意图；

图2为设备井工程实施布局图；

图3为上位机数据接收评估模块运行效果的评估示意图；

图4为调压前后管网流量的累积概率分布图。

具体实施方式

   下面结合附图和实施例对本发明进一步说明.

   一种智能调节管网压力减少漏损的运行评估系统,包括下位机监控模块3、无线通信模块2、上位机数据接收评估模块1，下位机监控模块通过无线通信模块与上位机数据接收评估模块信号连接；

   如图1、2所示，所述的下位机监控模块3，包括管网数据采集子模块4、压力调控子模块5和现场安全保障子模块6。管网数据采集子模块4通过电磁流量计7实现主输水管路流量的获取，通过第一个压力变送器8实现减压阀前端市政供水压力的获取，通过第二个压力变送器9实现减压阀后端运行压力的获取。压力调控子模块5通过PLC输出脉冲控制减压阀10，实现管网压力的调节。管网压力调控采用调压/不调压隔天交替运行的方案，这样能够排除天气、工作休息日等对用户用水量的干扰，提高了效果评估的科学性。改变了以往以最小夜间流量作为管网漏损近似值的评估方法，全天候的数据都可以用来进行漏损量的评估比较，使得评估更全面。现场安全保障子模块6监测减压阀所在设备井13内的液位开关11，控制井下的潜水泵12及时抽水,保护了井下设备。

   所述的无线通信模块2通过GPRS网络，实现下位机监控模块3与上位机数据接收评估模块1的远程联系。

   所述的上位机数据接收评估模块1，结合组态软件和数据库，实现数据的远程收发、存储、提取、评估和展示。评估基于对管网长时间、全天候运行数据的统计分析，重点分析流量平均值、中值、累积概率分布等特征，全面客观地评估方案的运行效果。

如图3所示，上位机数据接收评估模块的运行评估过程：

上位机数据接收评估模块接收压力控制区域长时间、全天候的压力和流量数据，通过计算得到奇偶日的压力均值与流量均值比较b1，b2；奇偶日的压力中值与流量中值比较c1，c2；奇偶日的流量累积概率分布d1，d2；

首先通过均值的对比能够反映同期调压前后压力控制区域内用水量的变化情况，但若用水量为小流量读数时，由于仪器的计量精度可靠性不高，用中值代替均值进行比较，反映同期调压前后压力控制区域内用水量的变化情况；其中小流量为小于仪表计量区间的10%；并通过流量累积概率分布图反映调压前后流量的分布状况。

本实施例于2014年3月至7月于广州市某小区开展了实施,对期间5个月的管网压力和用水量统计分析,绘出的流量累积概率曲线图（图4）显示,当采用奇偶数日交替调压时,相同概率下,调压时的流量小于不调压时的流量,即发生较小流量的概率得到了提升,减少了漏损率。

上述实施例并非是对于本发明的限制，本发明并非仅限于上述实施例，只要符合本发明要求，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1. 一种城市供水管网的调压减漏评估系统，其特征在于包括下位机监控模块、无线通信模块、上位机数据接收评估模块，下位机监控模块通过无线通信模块与上位机数据接收评估模块信号连接；

    所述的下位机监控模块，核心是一个位于现场的PLC，包含管网数据采集子模块、压力调控子模块、现场安全保障子模块；其中所述的管网数据采集子模块通过电磁流量计实现主输水管路流量的获取，通过压力变送器实现减压阀前端市政供水压力的获取和减压阀后端运行压力的获取；所述的压力调控子模块通过PLC输出脉冲控制减压阀，实现管网压力的调节，具体可实现管网压力分日期、分时段、临时配置等多种方式的实施，其中管网压力调控采用调压/不调压隔天交替运行的方案，排除天气、工作休息日等对用户用水量的干扰；所述的现场安全保障子模块监测减压阀所在井内的液位状态，控制井下的潜水泵及时抽水,保护了井下设备。

2.如权利要求1所述的一种城市供水管网的调压减漏评估系统，其特征在于所述的无线通信模块通过GPRS网络，实现下位机监控模块与上位机数据接收评估模块的远程联系。

3. 如权利要求1所述的一种城市供水管网的调压减漏评估系统，其特征在于所述的上位机数据接收评估模块，结合组态软件和数据库，实现数据的远程收发、存储、提取、评估和展示；评估基于对管网长时间、全天候运行数据的统计分析，重点分析流量平均值、中值、累积概率分布等特征，全面客观地评估方案的运行效果。

4.如权利要求3所述的一种城市供水管网的调压减漏评估系统，其特征在于所述的上位机数据接收评估模块的运行评估过程具体是：上位机数据接收评估模块接收压力控制区域长时间、全天候的压力和流量数据，通过计算得到奇偶日的压力均值b1与流量均值b2；奇偶日的压力中值c1与流量中值c2；奇偶日的流量累积概率分布d1、d2；

首先通过两个均值的对比能够反映同期调压前后压力控制区域内用水量的变化情况，但若用水量为小流量读数时，由于仪器的计量精度可靠性不高，用中值代替均值进行比较，反映同期调压前后压力控制区域内用水量的变化情况；并通过流量累积概率分布图反映调压前后流量的分布状况。