CN205028126U - 一种基于gis的供水管网智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于GIS的供水管网智能监控系统，包括多个管网远程监控端、智能管网管理系统、GIS系统、数据库服务器和阀门远程控制机构；每个管网远程监控端的输出端连接智能管网管理系统的输入端；所述智能管网管理系统的输出端连接GIS系统、数据库服务器和阀门远程控制机构的输出端；所述每个管网监测端包括压力变送器、流量变送器、流速仪、流向仪、常规水质传感器、水质毒性监测仪中至少一种；所述每个管网监测端还包括与智能管网管理系统通讯连接的通讯模块。本实用新型可大大减少人工工作量，显著提升了自动化设备的利用率、供水企业的管理效率和用户服务水平，且达到了节能节水降耗的目的，可为供水企业带来巨大的经济和社会效益。

Description

一种基于GIS的供水管网智能监控系统

技术领域

本实用新型涉及供水管网监控技术领域，具体而言，涉及一种基于GIS的供水管网监控系统。

背景技术

随着城市建设的发展，供水管网日益庞杂，采用传统的管理手段已不能满足供水管网管理的需要。供水管网的规划、管理、维护、应急均与城市地形的空间形态和空间分布密切相关。采用基于GIS(地理信息系统)的供水管网信息系统来管理城市供水管网是本行业重点发展的趋势，也是整个供水信息化工作的重点。利用GIS空间数据管理技术，将地形、管网、供水企业等信息进行统一管理，满足供水企业对管网信息的要求，既能全面反映一个城市供水管网总貌，又能看清每个监测点位的详细信息，并可实时对管网进行监控，在管网发生爆管、水质污染等事故时，及时发布预警信息或关闭阀门，实现了智能化的管理和运行，显著提升了自动化设备的利用率、供水企业管理效率和用户服务水平，且达到了节能节水降耗的目的，为供水企业带来巨大的经济和社会效益。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于GIS的供水管网智能监控系统，实现供水管网监测点数据的实时监控，并在数字地图上实时显示各管网检测点的监测数据。

实现本实用新型目的的技术方案是：本实用新型包括多个管网远程监控端、智能管网管理系统、GIS系统、数据库服务器和阀门远程控制机构；每个管网远程监控端的输出端连接智能管网管理系统的输入端；所述智能管网管理系统的输出端连接GIS系统、数据库服务器和阀门远程控制机构的输出端；

所述管网远程监控端用于采集供水管网对应固定监测点的压力、流量、流速、流向、水质参数等监测数据，通过有线或无线的方式把参数信号发送到智能管网管理系统；

所述智能管网管理系统采用计算机系统或单片微型机系统或以PLC系统为控制核心，与每个管网远程监控端通讯以获取监测数据及对数据进行处理，并将监测数据和分析结果储存于数据库服务器，并在分析得出发生事故时，执行以下处理：依据事故监测点的信息控制阀门远程控制机构对相关阀门进行控制；且发送事故检测点的信息至GIS系统，在供水管网数字地图上高亮预警。

所述数据库服务器，用于储存供水管网监测数据、数字地图数据以及管网管线等数据；

所述GIS系统，用于与智能管网管理系统通讯，根据各管网监控终端的监测数据在数字地图上实时显示各管网检测点的监测数据；以及对于检测点数据异常如管道破裂、水质不达标等情况，在地图上显示高亮预警信号。

所述阀门远程控制机构，接受智能管网管理系统发出的命令，控制电磁阀动作。

上述管网监测端包括：压力、流量变送器，流速仪，流向仪，水质传感器、水质毒性监测仪等监测仪器中至少一种，用于采集供水管网对应固定监测点的监测数据；

上述管网监测端还包括通讯模块，用于定时传输监测数据至智能管网管理系统；

上述水质传感器包括但不限于浊度仪、余氯仪、pH测量仪、TOC测量仪、电导仪、溶解氧仪、温度仪、毒性监测仪中的一种或多种。

上述智能管网管理系统包括通讯模块、分析处理模块、控制模块。其中，通讯模块，用于与数据采集与管网远程监控端通讯，获取各管网远程监控端的监测数据，以及用于将所述监测数据及分析结果存储至数据库服务器；分析处理模块，用于对所述监测数据进行分析判断是否发生爆管、水质不达标等事故，以及在分析得出发生事故时：控制模块发送事故检测点的信息至GIS系统。且控制模块依据事故监测点的信息控制阀门远程控制机构对相关阀门进行操控。

数据库服务器包括：管网远程监控端数据库服务器，用于储存从智能管网管理系统获取的各管网远程监控端的监测数据；数字地图数据库服务器，用于储存包括地区管路、功能区划信息的数字地图数据信息；供水管网管线数据库服务器，用于储存供水管网管线数据信息。系统相关数据库服务器，用于储存用户通过GIS平台管理子系统输入的用户信息、地图控制信息、地图整饰信息、以及系统管理信息。

GIS系统包括：主控系统和用户桌面系统，其中主控系统用于对数据库服务器进行维护和管理，以及进一步用于依据从智能管网管理系统获取的水质监测数据、数字地图数据以及供水管网管线数据并在形成的供水管网数字地图上显示监测点的监测数据及预警事故监测点。用户桌面系统，用于提供对数据库服务器进行维护和管理的操作界面，以及进一步用于显示供水管网数字地图。

本实用新型具有积极的效果：(1)本实用新型供水管网实时监测数据包括压力、流量、流速、流向、常规水质参数和水质毒性参数等，对供水管网运行数据监测较为全面。

(2)当供水管网出现爆管、水质污染等事故时，可自行关闭相关阀门，控制事态进一步发展，且在管网数字地图上高亮显示预警信号，便于维护人员快速反应及时检修，实现了智能化的管理和运行，显著提升了自动化设备的利用率、供水企业的管理效率和用户服务水平，且达到了节能节水降耗的目的，为供水企业带来巨大的经济和社会效益。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并予以实施，但所列举实施例不作为对本实用新型的限定。

(实施例1)

本实施例的基于GIS的供水管网智能监控系统包括：

管网远程监控端1，用于采集供水管网对应固定监测点的监测数据，并通过有线或无线的方式把数据发送到智能管网管理系统2；

智能管网管理系统2，采用计算机系统或单片微型机系统或PLC系统为控制核心，与管网远程监控端1通讯以获取监测数据及对数据进行处理，并将监测数据和分析结果储存于数据库服务器4，并在分析得出发生事故时，执行以下处理：依据事故监测点的信息控制阀门远程控制机构5对相关阀门进行控制；且发送事故检测点的信息至GIS系统3，在供水管网数字地图上高亮预警；在本实施例中，对所述检测数据进行分析以判断是否发生爆管等事故的处理方法为现有技术；

GIS系统3，用于与智能管网管理系统2通讯，根据各管网监控终端1的监测数据在数字地图上实时显示各管网检测点的监测数据；以及对于检测点数据异常如管道破裂、水质不达标等情况，在管网数字地图上显示高亮预警信号；

数据库服务器4，用于储存供水管网监测数据、数字地图数据以及管网管线等数据；

阀门远程控制机构5，接受智能管网管理系统2发出的命令，控制电磁阀动作。

具体来说，管网远程监控端1包括压力变送器11、流量变送器12、流速仪13、流向仪14、常规水质传感器15和水质毒性监测仪16，用于采集供水管网对应固定监测点的监测数据；管网远程监控端1通过通讯模块实时传输监测数据至智能管网管理系统2；

常规水质传感器15包括浊度仪15-1、余氯仪15-2、pH测量仪15-3、TOC测量仪15-4、电导仪15-5、溶解氧仪15-6、温度仪15-7。

智能管网管理系统2包括通讯模块、分析处理模块和控制模块。通讯模块用于与管网远程监控端1通讯，获取各管网远程监控端1的监测数据，以及用于将所述监测数据存储至数据库服务器4；分析处理模块用于对所述监测数据进行分析判断是否发生爆管、水质不达标等事故，以及在分析得出发生事故时：控制模块发送事故检测点的信息至GIS系统3，使供水管网维护人员能够及时获知供水管网所发生的事故类型(如管网爆裂、水质污染)并根据事故监测点的监测信息(所述检测点的监测信息包括检测点的位置及压力、水量、流速、水质等检测数据)迅速反应应采取的应对措施及时赶赴现场进行维护。且控制模块依据事故监测点的信息控制阀门远程控制机构5对相关阀门进行控制(如判断监测点A发生爆管，则关闭检测点A附近阀门；判断供水入口监测点B出现余氯超标，则自动关闭B点处阀门)，阻止事态进一步发展，待维护人员排查。

数据库服务器4包括管网远程监控端数据库服务器、数字地图数据库服务器、供水管网管线数据库服务器和系统相关数据库服务器。管网远程监控端数据库服务器，用于储存从智能管网管理系统2获取的各管网远程监控端的监测数据(例如压力、流量、流速、流向、余氯、浊度、pH、TOC、电导率、温度等)；数字地图数据库服务器，用于储存包括地区水网管路、功能区划信息的数字地图数据信息；供水管网管线数据库服务器，用于储存供水管网管线数据信息，具体地，供水管网管线数据库服务器存有管线基础数据及背景图，主要包括供水管线的拓扑结构、节点编号、节点三维坐标、管段标号、管段起始节点与终止节点、管长、管径、管材、安装时间、维护记录以及阀门信息等，便于后期排查维护。系统相关数据库服务器，用于储存用户通过GIS平台管理子系统输入的用户信息、地图控制信息、地图整饰信息、以及系统管理信息，其中所述用户信息，包括用户名称、密码、管理权限等。

GIS系统包括主控系统和用户桌面系统；主控系统，用于数据库服务器进行维护和管理，以及进一步用于依据从智能管网管理系统2获取的水质监测数据、数字地图数据以及供水管网管线数据并在形成的供水管网数字地图上显示监测点的监测数据及预警事故监测点。主控系统使用B/S结构(Browser/Server，浏览器/服务器模式)，这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，所有水质监测数据、GIS信息都统一保存在数据库服务器段，而系统管理员只需要通过WEB浏览器就可以对数据库服务器中的供水管网数据进行管理和维护，即所述主控系统包括联网计算机以及服务器，所述联网计算机供系统管理员对供水管网数据的管理和维护，所述服务器用于对管理员的管控操作及对智能管网管理系统发送的信息进行响应，例如在从智能监控系统获取管网监测点事故预警信息时，通过用户桌面系统在供水管网数字地图上显示事故监测点的监测数据。用户桌面系统，用于提供对数据库服务器进行维护和管理的操作界面，例如用于用户对桌面程序进行控制，包括登陆信息，地图信息界面显示，管网查询等功能，进一步用于显示供水管网数字地图。

本实用新型实施例的基于GIS的供水管网智能监控系统的工作流程如下：

管网监测端1采集各个管网检测点的监测数据，通过通讯模块以无线方式将监测数据发送给智能管网管理系统2；智能管网管理系统2对监测数据进行分析，确定供水管网是否存在爆管、水质污染等事故。如存在，智能管网管理系统依据事故监测点的信息控制阀门远程控制机构5对相关阀门进行控制，并将监测预警信息发送至GIS系统3，同时将数据存储于数据库服务器4；GIS系统3显示各管网监测点的运行状态且在出现事故时发布预警信号；管网维护人员，根据预警信号，调出事故监测点的监测数据、数字地图数据以及供水管网管线数据，迅速反应应采取的应对措施及时赶赴现场进行维护。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡利用本实用新型说明书及附图内容所做的任何修改、等效流程变换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于GIS的供水管网智能监控系统，其特征在于：包括多个管网远程监控端(1)、智能管网管理系统(2)、GIS系统(3)、数据库服务器(4)和阀门远程控制机构(5)；每个管网远程监控端(1)的输出端连接智能管网管理系统(2)的输入端；所述智能管网管理系统(2)的输出端连接GIS系统(3)、数据库服务器(4)和阀门远程控制机构(5)的输出端；所述每个管网监测端(1)包括压力变送器(11)、流量变送器(12)、流速仪(13)、流向仪(14)、常规水质传感器(15)、水质毒性监测仪(16)中至少一种；所述每个管网监测端(1)还包括与智能管网管理系统(2)通讯连接的通讯模块。

2.根据权利要求1所述的基于GIS的供水管网智能监控系统，其特征在于：所述的常规水质传感器(15)包括浊度仪(15-1)、余氯仪(15-2)、pH测量仪(15-3)、TOC测量仪(15-4)、电导仪(15-5)、溶解氧仪(15-6)、温度仪(15-7)中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的基于GIS的供水管网智能监控系统，其特征在于：所述智能管网管理系统(2)包括通讯模块、分析处理模块和控制模块。

4.如权利要求1所述的基于GIS的供水管网智能监控系统，其特征在于：所述数据库服务器(4)包括管网远程监控端数据库服务器、数字地图数据库服务器、供水管网管线数据库服务器和系统相关数据库服务器。

5.如权利要求1所述的基于GIS的供水管网智能监控系统，其特征在于：GIS系统(3)包括主控系统和用户桌面系统。