CN105467968A - 一种基于soa架构的供水管网漏耗、降耗智能管理平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于SOA架构的供水管网漏耗、降耗智能管理平台，包括供水管网GIS系统、供水管网SCADA系统和供水管网水力模型在线动态仿真系统，SCADA系统、仿真系统分别和GIS系统连接，SCADA系统采集的实时数据和仿真系统计算的仿真结果均动态展示在GIS系统的相对应的管段和节点上，并对两者进行比对以判断供水管网的运行状态；GIS系统、SCADA系统分别和仿真系统连接，GIS系统将供水管网地理信息修正数据推送到仿真系统，SCADA系统采集的实时数据推送到仿真系统对供水管网水力模型进行实时在线校核。利用该平台能及时发现供水管网运行故障，评估供水管网漏耗程度，查找漏点从而降低产销差。

Description

一种基于SOA架构的供水管网漏耗、降耗智能管理平台

技术领域

本发明涉及供水管网管理技术领域，具体涉及一种基于SOA架构的供水管网漏耗、降耗智能管理平台。

背景技术

由于我国经济发展迅速、城市化发展快、自来水普及率提高迅速而导致供水系统布局和规划有欠科学。供水系统是一个多目标问题，致使管线连接复杂，出现了管理困难、停留时间长、管网运行效率低、出现事故时影响范围大时间长等问题，故应逐步改善管网布局以实现管网的优化运行。

传统的经验调度方式已经无法适应现代节约水资源，安全经济供水的要求，实现配水系统运行优化科学管理迫在眉睫。面对这些问题，除了不断完善给水设施，加大管网改造力度，提高技术水平外，还迫切的需要建立一套完善的供水管网GIS系统，供水管网SCADA系统和供水管网水力模型在线动态仿真系统应用平台，以指导日常的管网运行和维护管理，缩短事故处理反应时间，降低日常的运行能耗和漏耗。

发明内容

本发明目的是提供一种基于SOA架构的供水管网漏耗、降耗智能管理平台，以解决现有技术的不足。

本发明采用以下技术方案：

一种基于SOA架构的供水管网漏耗、降耗智能管理平台，包括供水管网GIS系统、供水管网SCADA系统和供水管网水力模型在线动态仿真系统，供水管网SCADA系统、供水管网水力模型在线动态仿真系统分别和供水管网GIS系统连接，供水管网GIS系统定制供水管网SCADA系统采集的实时数据和供水管网水力模型在线动态仿真系统计算的仿真结果，两者均动态展示在供水管网GIS系统的相对应的管段和节点上，并对两者进行比对以判断供水管网的运行状态；供水管网GIS系统、供水管网SCADA系统分别和供水管网水力模型在线动态仿真系统连接，供水管网GIS系统将供水管网地理信息修正数据推送到供水管网水力模型在线动态仿真系统，供水管网SCADA系统采集的实时数据推送到供水管网水力模型在线动态仿真系统对供水管网水力模型进行实时在线校核。

进一步地，供水管网GIS系统包括人机交互界面、中央处理单元、供水管网地理信息模块，中央处理单元、供水管网地理信息模块分别和人机交互界面连接，供水管网地理信息模块和中央处理单元连接；供水管网SCADA系统包括采集设备、RTU远程控制单元、通讯单元、数据中心服务单元，采集设备和RTU远程控制单元双向连接，RTU远程控制单元通过通讯单元和数据中心服务单元双向连接；供水管网水力模型在线动态仿真系统包括主控制模块、输入模块、仿真计算模块、输出模块，主控制模块分别和输入模块、仿真计算模块、输出模块连接，输入模块、仿真计算模块、输出模块依次连接；供水管网SCADA系统的数据中心服务单元和供水管网水力模型在线动态仿真系统的输出模块分别和供水管网GIS系统的中央处理单元连接，供水管网GIS系统的中央处理单元和供水管网SCADA系统的数据中心服务单元分别和供水管网水力模型在线动态仿真系统的输入模块连接。

本发明的有益效果：

本发明的智能管理平台是将供水管网GIS系统、供水管网SCADA系统和供水管网水力模型在线动态仿真系统三个系统有机整合在一起而形成供水管网漏耗、降耗智能管理平台。通过SOA架构数据推送和订制技术实现各系统之间所需数据自动互连互通，无需人工干预。供水管网GIS系统和供水管网SCADA系统的相关数据会自动堆送到供水管网水力模型在线动态仿真系统去，供水管网GIS系统将供水管网地理信息修正的数据自动推送给供水管网水力模型在线动态仿真系统，管网水力模型实现自动及时更新无需人为干预从而降低了管网水力模型的维护难度节省人力资源；SCADA系统监测到的大用户实时用水量会及时推送到水力模型的水量分配的计算中去使得模型的水量分配更准确和及时，模拟出来的各水力参数与实际更接近，从而大幅提高模拟精度，同时利用SCADA采集的真实数据对水利模型进行实时在线校核，使模型模拟的数据同实测的数据更接近满足使用的要求。管网GIS系统通过中间件方式订制供水管网SCADA实测数据和供水管网水力模型在线动态仿真系统计算的仿真数据，两者在供水管网GIS上相应的管段和节点上显示，并可将历史数据同时显示，并对两者进行比对判断供水管网的运行状态，来发现供水管网中的爆漏和堵塞等故障状况，当出现异常时可通过仿真的方法查找到漏点爆点和堵塞点的大约位置，可大大缩小维护人员查找故障点的时间和劳动强度，从而减少漏水量。

利用该平台能及时发现供水管网运行故障，评估供水管网漏耗程度，查找漏点从而降低产销差。可对管网和泵站进行压力优化达到节能降耗的目的。利用该平台还可对现有管网运行情况进行评估分析，为今后的改建扩建提供依据，同时也可对管网的日常维修维护提供指引。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。

一种基于SOA架构的供水管网漏耗、降耗智能管理平台，如图1所示，包括供水管网GIS系统、供水管网SCADA系统和供水管网水力模型在线动态仿真系统，供水管网SCADA系统、供水管网水力模型在线动态仿真系统分别和供水管网GIS系统连接，供水管网SCADA系统采集的实时数据及供水管网水力模型在线动态仿真系统计算的仿真结果均动态展示在供水管网GIS系统的相对应的管段和节点上，并对两者进行比对判断供水管网的运行状态，来发现供水管网中的爆漏和堵塞等故障状况，当出现异常时可通过仿真的方法查找到漏点爆点和堵塞点的大约位置，可大大缩小维护人员查找故障点的时间和劳动强度，从而减少漏水量；供水管网GIS系统、供水管网SCADA系统分别和供水管网水力模型在线动态仿真系统连接，供水管网GIS系统将供水管网地理信息修正数据推送到供水管网水力模型在线动态仿真系统，管网水力模型实现自动及时更新无需人为干预从而降低了管网水力模型的维护难度节省人力资源；SCADA系统监测到的大用户实时用水量会及时推送到水力模型的水量分配的计算中去使得模型的水量分配更准确和及时，模拟出来的各水力参数与实际更接近，从而大幅提高模拟精度，同时利用SCADA采集的真实数据对水利模型进行实时在线校核，使模型模拟的数据同实测的数据更接近满足使用的要求。

供水管网GIS系统包括人机交互界面、中央处理单元、供水管网地理信息模块，中央处理单元、供水管网地理信息模块分别和人机交互界面连接，供水管网地理信息模块和中央处理单元连接。供水管网地理信息模块存储供水管网地理信息，可来源于已经建立好的供水管网信息系统数据库，当供水管网的地理信息发生变化时如管网进行了改造和扩建或爆管故障，管网的拓朴关系就会发生变化，要对供水管网地理信息模块的数据进行相应的修正，以保证供水管网地理信息模块能够实时准确地反映当前供水管网的地理信息。中央处理单元对供水管网SCADA系统采集的实时数据和供水管网水力模型在线动态仿真系统传送来的仿真计算结果进行分析和比较来判断供水管网的运行状态，来发现供水管网中的爆漏和堵塞等故障情况，并显示在人机交互界面；当供水管网的地理信息发生变化时，供水管网地理信息模块将修正的数据通过中央处理单元自动推送给供水管网水力模型在线动态仿真系统，管网水力模型实现自动及时更新无需人为干预从而降低了管网水力模型的维护难度节省人力资源。人机交互界面使操作人员能够直观地对供水管网的整体情况进行了解，及时发现故障并修护。

供水管网SCADA系统包括采集设备、RTU远程控制单元、通讯单元、数据中心服务单元，采集设备和RTU远程控制单元双向连接，RTU远程控制单元通过通讯单元和数据中心服务单元双向连接。采集设备安装在远程现场的供水管网上，采集到的数据包括压力、瞬时流量、累加流量、阀门开启度、水泵开启、变频泵的频率。RTU远程控制单元用来监视和测量安装在远程现场的采集设备，负责对现场采集设备的监测和控制；RTU远程控制单元将采集设备测得的状态或信号转换成可在通信单元上发送的数据格式，还将从数据中心服务单元发送来的数据转换成命令，实现对采集设备的功能控制。数据中心服务单元对RTU远程控制单元发送的数据进行存储、处理、发送给供水管网GIS系统和供水管网水力模型在线动态仿真系统，SCADA系统监测到的大用户实时用水量会及时推送到水力模型的水量分配的计算中去使得模型的水量分配更准确和及时，模拟出来的各水力参数与实际更接近，从而大幅提高模拟精度，同时利用SCADA采集的真实数据对水利模型进行实时在线校核，使模型模拟的数据同实测的数据更接近满足使用的要求。

供水管网水力模型在线动态仿真系统包括主控制模块、输入模块、仿真计算模块、输出模块，主控制模块分别和输入模块、仿真计算模块、输出模块连接，输入模块、仿真计算模块、输出模块依次连接。输入模块用于供水管网信息的输入，来源包括已经建立好的供水管网信息系统数据库、供水管网SCADA系统实时采集的数据、供水管网GIS系统发送的供水管网地理信息更新数据。仿真计算模块利用输入模块的数据建立供水管网水力模型。输出模块用于将仿真技算模块计算的参数输出。主控制模块用于控制整个供水管网水力模型的预报模拟功能。

供水管网SCADA系统的数据中心服务单元和供水管网水力模型在线动态仿真系统的输出模块分别和供水管网GIS系统的中央处理单元连接，供水管网GIS系统的中央处理单元和供水管网SCADA系统的数据中心服务单元分别和供水管网水力模型在线动态仿真系统的输入模块连接。将供水管网GIS系统、供水管网SCADA系统和供水管网水力模型在线动态仿真系统三个系统有机整合在一起而形成供水管网漏耗、降耗智能管理平台。利用该平台能及时发现供水管网运行故障，评估供水管网漏耗程度，查找漏点从而降低产销差。可对管网和泵站进行压力优化达到节能降耗的目的。利用该平台还可对现有管网运行情况进行评估分析，为今后的改建扩建提供依据，同时也可对管网的日常维修维护提供指引。

Claims (2)

1.一种基于SOA架构的供水管网漏耗、降耗智能管理平台，其特征在于，包括供水管网GIS系统、供水管网SCADA系统和供水管网水力模型在线动态仿真系统，供水管网SCADA系统、供水管网水力模型在线动态仿真系统分别和供水管网GIS系统连接，供水管网GIS系统定制供水管网SCADA系统采集的实时数据和供水管网水力模型在线动态仿真系统计算的仿真结果，两者均动态展示在供水管网GIS系统的相对应的管段和节点上，并对两者进行比对以判断供水管网的运行状态；供水管网GIS系统、供水管网SCADA系统分别和供水管网水力模型在线动态仿真系统连接，供水管网GIS系统将供水管网地理信息修正数据推送到供水管网水力模型在线动态仿真系统，供水管网SCADA系统采集的实时数据推送到供水管网水力模型在线动态仿真系统对供水管网水力模型进行实时在线校核。

2.根据权利要求1所述的基于SOA架构的供水管网漏耗、降耗智能管理平台，其特征在于，供水管网GIS系统包括人机交互界面、中央处理单元、供水管网地理信息模块，中央处理单元、供水管网地理信息模块分别和人机交互界面连接，供水管网地理信息模块和中央处理单元连接；供水管网SCADA系统包括采集设备、RTU远程控制单元、通讯单元、数据中心服务单元，采集设备和RTU远程控制单元双向连接，RTU远程控制单元通过通讯单元和数据中心服务单元双向连接；供水管网水力模型在线动态仿真系统包括主控制模块、输入模块、仿真计算模块、输出模块，主控制模块分别和输入模块、仿真计算模块、输出模块连接，输入模块、仿真计算模块、输出模块依次连接；供水管网SCADA系统的数据中心服务单元和供水管网水力模型在线动态仿真系统的输出模块分别和供水管网GIS系统的中央处理单元连接，供水管网GIS系统的中央处理单元和供水管网SCADA系统的数据中心服务单元分别和供水管网水力模型在线动态仿真系统的输入模块连接。