CN111080267A - 智慧水务数字化管网信息模型 - Google Patents

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邱筱婷
刘毅
黄丽娜
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Abstract

本发明公开了一种智慧水务数字化管网信息模型，包括信息管理模块、平差计算模块、事故分析模块、水力模拟模块、分析报表模块和结果管理模块。本发明采用交互层、业务层和数据层三层架构，交互层给使用者提供交互界面，业务层为业务层访问数据层交互层提供功能实现模块。本发明结合物联网技术和大数据挖掘技术，实现了管网模型建立、管网水力平差、管网事故分析、节能降耗分析方案，从而实现管网水力模型的信息化管理，对供水规划、设计、调度、抢修和图籍资料的档案管理提供强有力的科学决策依据，并为管网的优化调度奠定良好的基础，大大提高了工作的效率和质量，真正为水司“智慧水务”进程保驾护航。

Description

智慧水务数字化管网信息模型
技术领域
本发明属于水务管理技术领域，具体涉及一种智慧水务数字化管网信息模型。
背景技术
供水安全是现代化城市可持续发展的重要基础条件,但是随着地方城市化进程加快，城市框架不断拉大,出现了管网漏损率较高，管网巡检维修困难、管网改扩建周期长，无法适应城市高速发展。业务扩展和流程变更影响服务效率和质量、中长期需求预测和规划困难等出多问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种智慧水务数字化管网信息模型。本发明通过网络接口与GIS系统、SCADA、ERP/EAM系统互联互通；并且采用三层架构来对管网进行监控。
本发明所采用的技术方案如下：
一种智慧水务数字化管网信息模型，包括信息管理模块、平差计算模块、事故分析模块、水力模拟模块、分析报表模块和结果管理模块。
具体地，所述信息管理模块，用于显示管网静态信息，包括实时数据子模块和实时数据库；实时数据子模块从实时数据库调取实时水力数据并显示。所述实时数据库，用于存储现场采集设备采集的管网的实时水力数据；所述实时水力数据，包括水泵开关信息、瞬时流量、管网压力控制点的控制压力；所述空间数据库，用于存储从GIS系统获得的管网空间位置数据。
所述水力模拟模块，用于在管网模型上模拟运行,包括管网模型子模块和仿真运行子模块；所述管网模型子模块，包括空间数据库、模型搭建器、模型简化器和模型校正器；所述空间数据库，用于存储从GIS系统获得的管网三维数据；所述模型搭建器,从空间数据库调取管网三维数据生成管网初级模型；所述模型简化器，用于对生成的管网初级模型进行简化得到管网模型；所述模型校正器，用于对生成的管网模型进行校正得到校正的管网模型；所述仿真运行子模块，包括录入单元和运行单元；录入单元，用于给管网模型录入仿真用水力数据；所述仿真用水力数据包括实时水力数据和模拟水力数据；所述运行单元，根据录入的水力数据在校正后的管网模型上模拟运行。
所述平差计算模块，用于获得管网水力平差；包括流量分配子模块、平差引擎、平差数据库；所述流量分配子模块，包括流量录入单元和分配单元，所述流量录入单元，用于给校正后的管网模型重新给定流量；所述分配单元，将重新给定的流量分配到校正后的管网模型中；所述平差引擎，用于计算校正后的管网模型的平差并保存在平差数据库中。
所述事故分析模块，包括事故分析子模块、临时数据库、事故方案数据库、事故方案分析子模块；所述事故分析子模块，用于对管网事故分析得到事故方案，并将事故方案存储在临时数据库中；所述事故方案分析子模块，从临时数据库中调取事故方案并在校正后的管网模型上运行,并从成本数据库中调取成本、从平差数据库中调取平差综合分析得到最优事故方案，将最优事故方案存储在事故方案数据库中。
所述分析报表模块，用于供使用者从平差数据库或事故方案数据中调取数据并生成报表输出。
所述结果管理模块，用于从最优事故方案数据中获得相应事故的最优事故方案。
本发明中所述信息管理模块、平差计算模块、事故分析模块、水力模拟模块、分析报表模块和结果管理模块处于交互层；所述实时数据库、空间数据库、平差数据库、事故方案数据库和成本数据库处于数据层；所述模型搭建器、模型简化器、模型校正器、流量分配子模块、平差引擎、事故分析子模块、事故方案分析子模块处于业务层；交互层给使用者提供交互界面，业务层为业务层访问数据层交互层提供功能实现模块。本发明结合物联网技术和大数据挖掘技术，实现了管网模型建立、管网水力平差、管网事故分析、节能降耗分析方案，从而实现管网水力模型的信息化管理，对供水规划、设计、调度、抢修和图籍资料的档案管理提供强有力的科学决策依据，并为管网的优化调度奠定良好的基础，大大提高了工作的效率和质量，真正为水司“智慧水务”进程保驾护航。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明的体系框架图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种智慧水务数字化管网信息模型，包括信息管理模块、平差计算模块、事故分析模块、水力模拟模块、分析报表模块和结果管理模块。
所述信息管理模块，用于显示管网静态信息，包括实时数据子模块和实时数据库；实时数据子模块从实时数据库调取实时水力数据并显示。所述实时数据库，用于存储现场采集设备采集的管网的实时水力数据；所述实时水力数据，包括水泵开关信息、瞬时流量、管网压力控制点的控制压力；所述空间数据库，用于存储从GIS系统获得的管网空间位置数据。
所述水力模拟模块，用于在管网模型上模拟运行,包括管网模型子模块和仿真运行子模块；所述管网模型子模块，包括空间数据库、模型搭建器、模型简化器和模型校正器；所述空间数据库，用于存储从GIS系统获得的管网三维数据；所述模型搭建器,从空间数据库调取管网三维数据生成管网初级模型；所述模型简化器，用于对生成的管网初级模型进行简化得到管网模型；所述模型校正器，用于对生成的管网模型进行校正得到校正的管网模型；所述仿真运行子模块，包括录入单元和运行单元；录入单元，用于给管网模型录入仿真用水力数据；所述仿真用水力数据包括实时水力数据和模拟水力数据；所述运行单元，根据录入的水力数据在校正后的管网模型上模拟运行。
所述平差计算模块，用于获得管网水力平差；包括流量分配子模块、平差引擎、平差数据库；所述流量分配子模块，包括流量录入单元和分配单元，所述流量录入单元，用于给校正后的管网模型重新给定流量；所述分配单元，将重新给定的流量分配到校正后的管网模型中；所述平差引擎，用于计算校正后的管网模型的平差并保存在平差数据库中。
所述事故分析模块，用于在管网模型上事故运行分析；包括事故分析子模块、临时数据库、事故方案数据库、事故方案分析子模块；所述事故分析子模块，用于对管网事故分析得到事故方案，并将事故方案存储在临时数据库中；所述事故方案分析子模块，从临时数据库中调取事故方案并在校正后的管网模型上运行,并从成本数据库中调取成本、从平差数据库中调取平差综合分析得到最优事故方案，将最优事故方案存储在事故方案数据库中。
所述分析报表模块，用于供使用者从平差数据库或事故方案数据中调取数据并生成报表输出。
所述结果管理模块，用于从最优事故方案数据中获得相应事故的最优事故方案。
本发明中如图2所示，所述信息管理模块、平差计算模块、事故分析模块、水力模拟模块、分析报表模块和结果管理模块处于交互层；所述实时数据库、空间数据库、平差数据库和事故方案数据库处于数据层；所述模型搭建器、模型简化器、模型校正器、流量分配子模块、平差引擎、事故分析子模块、事故方案分析子模块处于业务层；交互层给使用者提供交互界面，业务层为业务层访问数据层交互层提供功能实现模块。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智慧水务数字化管网信息模型，其特征在于：包括信息管理模块、平差计算模块、事故分析模块、水力模拟模块、分析报表模块和结果管理模块；所述信息管理模块，用于显示管网静态信息；所述平差计算模块，用于获得管网水力平差；所述事故分析模块，用于在管网模型上事故运行分析；所述水力模拟模块，用于在管网模型上模拟运行；所述分析报表模块，用于供使用者从平差数据库或事故方案数据中调取数据并生成报表输出；所述结果管理模块，用于从最优事故方案数据中获得相应事故的最优事故方案。
2.根据权利要求1所述的智慧水务数字化管网信息模型，其特征在于：所述信息管理模块，包括实时数据子模块和实时数据库；实时数据子模块从实时数据库调取实时水力数据并显示。
3.根据权利要求1所述的智慧水务数字化管网信息模型，其特征在于：所述水力模拟模块，包括管网模型子模块和仿真运行子模块；所述管网模型子模块，包括空间数据库、模型搭建器、模型简化器和模型校正器；所述空间数据库，用于存储从GIS系统获得的管网三维数据；所述模型搭建器,从空间数据库调取管网三维数据生成管网初级模型；所述模型简化器，用于对生成的管网初级模型进行简化得到管网模型；所述模型校正器，用于对生成的管网模型进行校正得到校正的管网模型；所述仿真运行子模块，包括录入单元和运行单元；录入单元，用于给管网模型录入仿真用水力数据；所述仿真用水力数据包括实时水力数据和模拟水力数据；所述运行单元，根据录入的水力数据在校正后的管网模型上模拟运行。
4.根据权利要求1所述的智慧水务数字化管网信息模型，其特征在于：所述平差计算模块，包括流量分配子模块、平差引擎、平差数据库；所述流量分配子模块，包括流量录入单元和分配单元，所述流量录入单元，用于给校正后的管网模型重新给定流量；所述分配单元，将重新给定的流量分配到校正后的管网模型中；所述平差引擎，用于计算校正后的管网模型的平差并保存在平差数据库中。
5.根据权利要求1所述的智慧水务数字化管网信息模型，其特征在于：所述事故分析模块，包括事故分析子模块、临时数据库、事故方案数据库、事故方案分析子模块；所述事故分析子模块，用于对管网事故分析得到事故方案，并将事故方案存储在临时数据库中；所述事故方案分析子模块，从临时数据库中调取事故方案并在校正后的管网模型上运行,并从成本数据库中调取成本、从平差数据库中调取平差综合分析得到最优事故方案，将最优事故方案存储在事故方案数据库中。
6.根据权利要求1-5中任一所述的智慧水务数字化管网信息模型，其特征在于：所述信息管理模块、平差计算模块、事故分析模块、水力模拟模块、分析报表模块和结果管理模块处于交互层；所述实时数据库、空间数据库、平差数据库、事故方案数据库和成本数据库处于数据层；所述模型搭建器、模型简化器、模型校正器、流量分配子模块、平差引擎、事故分析子模块、事故方案分析子模块处于业务层；交互层给使用者提供交互界面，业务层为业务层访问数据层交互层提供功能实现模块。
7.根据权利要求6中任一所述的智慧水务数字化管网信息模型，其特征在于：所述实时数据库，用于存储现场采集设备采集的管网的实时水力数据；所述实时水力数据，包括水泵开关信息、瞬时流量、管网压力控制点的控制压力；所述空间数据库，用于存储从GIS系统获得的管网空间位置数据。
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