基于GRPS无线供水调度系统监控
深圳宏电技术开发有限公司
2004年8月
目录
1.概述 (3)
2.GPRS网络简介 (3)
2.1 什么是GPRS技术 (3)
2.2 GPRS无线通信网络特点： (4)
2.3 GPRS技术的性能特点 (4)
3.GPRS网络的覆盖现状 (5)
4.基于GPRS网络的无线数据传输系统 (5)
4.1 系统简介 (5)
4.2 基于GPRS无线数据传输系统结构 (5)
4.3 数据中心接入GPRS网络方法介绍 (6)
4.3.1专线接入 (8)
4.3.2无线GPRS Modem连接 (9)
4.3.3ADSL拨号连接（动态公网IP地址） (10)
4.3.4通过固定公网IP连接 (11)
4.4 数据传输模式 (12)
4.4.1永远在线模式 (12)
4.4.2定时传输模式 (12)
4.4.3中心呼叫模式（轮巡方式） (12)
4.4.4数据触发模式 (12)
4.5 基于GPRS无线数据传输系统特点 (12)
5.关于应用方案的建议 (13)
5.1 数据业务中心 (14)
5.1.1数据业务中心组网 (14)
5.1.2数据业务中心组态软件介绍 (14)
5.2 数据终端设备 (16)
5.2.1H7118S GPRS DTU数据传输模块 (16)
5.2.2ADAM4050模块 (19)
5.3 系统投资 (20)
5.3.1设备投资 (20)
5.3.2数据业务中心组态软件投资 (21)
5.4 GPRS计费方式 (21)
6.中国移动服务与承诺 (21)
7.几种数据采集常用通信方式比较 (21)
1. 概述
随着社会的发展，各种远程实时数据监控(如电力监控、自来水监控、配网自动化等)越来越多，管网测点数据的采集和及时传输是管网稳定、可靠运行的保证，并且要求计算机管网监测系统必须能够在较低费用的前提下提供及时、准确的信息。然而，在使用的过程中，传统有线、无线的管网监测系统的不足之处逐渐凸现出来。采用电话线传输数据，建立拨号连接的过程冗余、烦琐，而且不能保证实时性；采用无线电台，解决误码率和波特率的矛盾尤其抗干扰是一个令人头疼的问题；采用专线电路，不可能对所有大面积分散的数据采集子站进行专线铺设，更不能承担高昂的运行费用。
针对这些问题，我们通过采用先进成熟的GPRS DTU模块为远程数传模块，依托稳定、可靠的中国移动GPRS网络，在保证数据传输的及时、准确的前提下，将数据监控系统运行费用也降低到了最低；同时通信链路是由专业的运营商来维护，这就避免了用户在使用监控系统的同时，还需要耗费很大精力去维护通信线路等问题；节约了用户的初期建设投资和运行维护费用。
2. GPRS网络简介
2.1 什么是GPRS技术
GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的数据承载业务；
GPRS采用与GSM同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的TDMA帧结构，因此具有很好的信号覆盖；
GPRS采用分组交换技术，按流量计费，高效传输高速或低速数据和信令，优化了对网络资源和无线资源的利用；
GPRS的安全功能同现有的GSM安全功能一样；
GPRS理论带宽可达171.2Kb/s，实际应用带宽大约在40-100Kb/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等应用；
中国移动自2002年5月18日始正式商用GPRS网络。
2.2 GPRS无线通信网络特点：
2.2.1快捷登录
2.2.2实时在线：
2.2.3按量计费
2.2.4高速传输
2.2.5自如切换
2.2.6多项业务
图一：GPRS网络构成原理图
2.3 GPRS技术的性能特点
GPRS是在GSM基础上发展起来的一种向3G过渡的技术。GPRS在移动用户和数据网络之间提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务，它可以让多个用户共享某些固定的信道资源。如果把空中接口上的TDMA帧中的8个时隙都用来传送数据，数据速率最高可达164kb/s。GPRS的最大优势在于其数据传输速度不是GSM所能比拟的。目前的GSM移动通信网的传输速度为每秒9.6K字节，GPRS理论上目前更是达到了115Kbps(此速度是常用56Kmodem理想速率的两倍)。除了
速度上的优势，GPRS 还有“永远在线”的特点，即用户随时与网络保持联系。
3. GPRS 网络的覆盖现状
中国移动GPRS 网络经过几年建设已日臻成熟，地区的覆盖率超过90%，GPRS 信号达到了无盲区覆盖。
4. 基于GPRS 网络的无线数据传输系统
4.1 系统简介
无线数据采集系统是集计算机技术、通信技术及数据采集技术于一体综合系统，通过数据采集器，获取各终端的供气数据，采用通信接口及传输设备将其传输到数据业务中心，实现对各终端的全面监控。
基于GPRS 网络的无线数传系统主要由三大部分组成：
(1) 数据终端设备：数据采集终端设备和无线数据终端（DTU ）设备； (2) 传输网络：中国移动GPRS 无线网络；
(3) 数据业务中心：实时数据收发服务器、实时数据库服务器及用户控制操
作界面等。
本章主要就基于GPRS 网络的无线数据传输系统构成、系统特点、实际应用方式以及数据中心连接方式等方面作详细介绍。 4.2 基于GPRS 无线数据传输系统结构
Internet
Internet GSM/GPRS
网络
GSM/GPRS 网络用户设备
RS232
用户设备
H7118
RS232
用户数据中心
(与用户应用系统无缝集成)
注册服务器
(内置于数据中心或第三方)
图二：基于GPRS 无线数据传输系统结构示意图
4.3 数据中心接入GPRS网络方法介绍
图三：数据中心网络接入GPRS网络的几种方式示意图如图所示，数据采集设备通过GPRS DTU通讯模块与数据监控中心主机进行数据通讯，数据监控中心必须接入GPRS网络才能实现与GPRS DTU的通信，目前移动公司提供丰富多样的接入方法，大致分三类：专线、无线和Internet 互联网，以下就中心站接入网络方式作进一步详述：
方案一(GPRS接入)特点：
1)此种方案适用于没有接入Internet、而且对安全要求极高的企业；
2)适合总数据带宽需求不太大的应用；
3)全部数据在GPRS网内运行；
4)要求所有GPRS终端之间可以直接通讯；
5) 中心GPRS数据终端接入点邦定固定IP地址(即至少提供一个邦定固定IP地
址的SIM卡)。
方案二(Internet接入方式)特点：
1) 企业已有稳定的、永久的连接到Internet的接入；
2) GRE 两端地址、RADIUS SERVER 地址和企业路由器端口地址都必须是公
有的。考虑到IP地址广播，企业端的路由器端口地址，GRE 隧道端地址，RADIUS Server 地址应由为该企业提供Internet连接的ISP提供；
3) 不存在跨市的问题，企业数据中心服务器与移动通讯GGSN服务器不必在
同一城市。
方案三(专线接入)特点：
1) 此种方案适于企业没有接入Internet或企业对安全方面考虑较高。适合金融
证券、工业监控等行业使用；
企业通过专线接入GMCC 7513 路由器，用户端的接入路由器必须提供公有的IP地址。
2) 数据监控中心，供气站RTU设备通过GPRS DTU通讯模块与数据监控中心
主机以无线方式进行数据通讯。
方案四(直接接入)特点：
1) 此种方案适用于没有接入Internet、而且对安全要求极高的企业。适合金融、
证券等行业使用；
2) 企业在运营商一端放置GRE路由器，路由器不经过GPRS防火墙直接接入
GPRS内部网络；
3) 此种方案对GPRS网络构成一定程度安全威胁。
优先推荐数据监控中心使用GPRS Modem无线接入方式，这主要是考虑到通讯时数据的保密安全性及网络的延时有关。这种接入方法唯一问题是数据中心数据传输带宽有限，目前中国移动能够提供80~100Kbit/s带宽。
如果用户方便，数据业务中心也可使用公网固定或动态IP接入方式作为备选方式。
4.3.1 专线接入
图四：数据中心专线接入示意图
中国移动提供VPN业务，可为用户组建基于GPRS的虚拟专有数据网络，通过分配一个固定IP地址网段，如IP地址段为172.17.1.0~172.17.1.255，子网掩码为255.255.255. 0，表示为用户提供256个GPRS固定IP地址，这些地址只能在该用户的VPN内部之间通信，不能与其他用户的VPN节点通信，也不能与通过Internet接入的用户节点通信。
移动公司可为每一台GPRS DTU的SIM卡分配固定IP地址，数据中心根据每台DTU的ID号或IP地址进行通讯。也可不必为每一台GPRS DTU分配固定IP地址，DTU连接GPRS网络后，在指定网段内动态获得IP地址，这种情况下，数据中心根据每台DTU的ID号进行注册和通讯。
用户的数据监控中心经数据专线（或光纤）直接连接至移动公司GGSN服务器。这种接入方法的特点：
(1) 数据安全性好，在用户VPN网络内部通信，与外界任何环节无关。
(2) 数据中心数据传输带宽能够保证，使用数据专线方式，带宽可达2M。
(3) 网络延时小、稳定性高，直接在GPRS网络内部通信，减少了转接的环节，
也降低了数据传输延时，能够最可靠地保证数据传输的稳定性，降低丢包概率。
(4) 接入成本和费用较高，接入的专线或光缆费用较高，另外用户需要支付专线
的月使用费（约2000元/月）。
4.3.2 无线GPRS Modem连接
图五：数据中心无线接入示意图
与上述相同，也利用中国移动提供VPN业务，为用户组建基于GPRS的虚拟专有数据网络，通过分配一个固定IP地址网段，这些地址只能在该用户的VPN 内部之间通信，不能与其他用户的VPN节点通信，也不能与通过Internet接入的用户节点通信。
移动公司可为每一台GPRS DTU的SIM卡分配固定IP地址，数据中心根据每台DTU的ID号或IP地址进行通讯。也可不必为每一台GPRS DTU分配固定IP地址，DTU连接GPRS网络后，在指定网段内动态获得IP地址，这种情况下，数据中心根据每台DTU的ID号进行注册和通讯。
用户的数据监控中心经无线GPRS Modem连接至移动公司GGSN服务器。这种接入方法的特点：
(1) 数据安全性好，在用户VPN网络内部通信，与外界任何环节无关。
(2) 数据中心数据传输带宽有限，受GPRS无线信道带宽限制，目前中国移动能
够提供40~80Kbit/s带宽。
(3) 直接在GPRS网络内部通信，网络延时小、稳定性高。
(4) 接入成本和费用较低，仅需购买1台GPRS Modem即可，使用费用按数据
流量计费。
4.3.3 ADSL拨号连接（动态公网IP地址）
图六：数据中心ADSL拨号接入示意图
中国移动GPRS网络与Internet互联网是无缝连接的，数据监控中心可通过ADSL拨号方式登录Internet互联网，获得公网IP地址，与现场采集点GPRS DTU实现数据通信。
一般ADSL拨号方式获得的公网IP地址是动态的，可在数据中心申请固定域名，在DTU中设置数据中心的域名，通过域名解析方法，实现数据传输。
另外，移动公司也不必为每一台GPRS DTU分配固定IP地址，DTU连接GPRS网络后，所分配的IP地址是动态的，这种情况下，数据中心根据每台DTU 的ID号进行注册和通讯，不必担心由于DTU掉线后上线再次分配的动态IP不同而不能与数据中心取得联系。
这种接入方法的特点：
(1) 通过Internet互联网进行数据转接，数据安全性差、稳定性差。
(2) 数据中心数据传输带宽能够保证，一般ADSL宽带上网的带宽都在几百
Kbit/s左右。
(3) 接入成本和费用较低，非常方便，ADSL线路月使用费为500~600元/月。
4.3.4 通过固定公网IP连接
与上述ADSL拨号获得公网动态IP地址方式类似，很多公司都有一台连接Internet的服务器，并有固定公网IP地址，但是考虑到服务器的稳定运行问题，通常不允许在服务器上安装其他应用软件。通过NAT端口映射方式，数据中心系统可以作为内网中的一台服务器实现与现场采集点GPRS DTU实现数据通信。
同样移动公司也不必为每一台GPRS DTU分配固定IP地址，DTU连接GPRS网络后，所分配的IP地址是动态的，这种情况下，数据中心根据每台DTU 的ID号进行注册和通讯，不必担心由于DTU掉线后上线再次分配的动态IP不同而不能与数据中心取得联系。
图七：数据中心固定公网IP地址接入示意图
这种接入方法的特点：
(1) 数据监控中心能够提供固定公网IP地址，不必借助DNS域名解析服务器。
(2) 通过Internet互联网进行数据转接，数据安全性差、稳定性差。
(3) 数据中心数据传输带宽能够保证，一般宽带上网的带宽都在100Kbit/s左右。
(4) 接入成本和费用较低，非常方便，公网线路月使用费（含固定IP地址）为
800~1000元/月。
4.4 数据传输模式
4.4.1 永远在线模式
描述：保持DTU与数据中心永久连接。
工作过程：DTU开机时自动连接GPRS网络，根据数据中心的IP地址自动连接数据中心，并保持和维护链路的连接，DTU监测链路情况运行，当网络发生异常，DTU会在故障恢复后自动重新建立链路。
4.4.2 定时传输模式
描述：由DTU定时向中心发送数据。
工作过程：根据事先设置的发送数据间隔向数据业务中心(DSC)发送数据和接收数据，数据收发完毕，自动断线。
4.4.3 中心呼叫模式
描述：由数据中心发起数据传输请求，DTU应答并发送/接收数据。
工作过程：当中心需要收集或发送DTU端的数据时，数据中心发出呼叫指令，DTU立即连接GPRS网络并登录数据业务中心，按数据中心的指令传输数据。
4.4.4 数据触发模式
描述：当有用户数据传输时，由DTU发起连接。比如可以设置为在发生告警或其他意外情况下，立即向数据中心发送数据。
工作过程：当有用户数据传输时，DTU连接GPRS网络并登录数据中心，传输数据。
4.5 基于GPRS无线数据传输系统特点
(1) 透明数据传输：GPRS DTU直接提供RS232或RS485接口，使用简单、
方便，为用户的数据设备提供透明传输通道。
(2) 无需后台计算机支持：普通GPRS Modem通常需要附着在PC机上虚拟拨
号上网，利用PC机的资源进行数据收发和协议转换，GPRS DTU内置自动网络连接和协议处理模块，无需后台计算机支持。
(3) 支持点对点、点对多点、双向实时数据传输：GPRS DTU可以实现点～点、
点～多点、中心～多点的对等数据传输，传输时延一般小于1秒。
(4) 永远在线：GPRS DTU一开机就能自动登录到GPRS 网络上，并与您的数
据中心建立通信链路，随时收发用户数据设备的数据。
(5) 按流量计费：GPRS DTU一直在线，按照接收和发送数据包的数量来收取
费用，没有数据流量的传递时不收费用。
(6) 高速传输：GPRS 网络的传输速度最快将达到160Kbps，速率的高低可以
由中国际法移动进行网络设置，根据中国移动的网络情况，目前可提供40~80Kbps的稳定数据传输。
5. 关于应用方案的建议
供水公司对水厂的调度系统，对数据传输过程的实时性和整个系统的稳定性都要求比较高，针对实际供水系统中的情况以及设计中考虑到系统的可扩展性，给出以下用户方案。
图八：调度系统网络拓扑结构图
如图所示，数据业务中心通过ADSL接入INTERNET，前端采集设备采用研华ADAM4050模块，无线数据终端DTU采用深圳宏电H7118S GPRS DTU，以
下就此系统进行具体描述。
5.1 数据业务中心
5.1.1 数据业务中心组网
中心站通过从中国电信申请ADSL宽带业务，很方便组建数据业务中心服务器，ADSL接入的带宽一般都在几百K到几M之间，这有效的保障了中心站通信中的带宽资源问题。但就目前ADSL宽带业务接入方式来说，多数无法提供静态公网IP地址，因此在中心站需申请动态域名解析，域名服务可由INTERNET相关运营商提供，因前端无线数据终端DTU支持动态域名解析，从而能够实现数据中心与前端无线数据终端DTU的双向通信。
5.1.2 数据业务中心软件——数据控制中心GPRS调度系统软件
◆软件设计
数据控制中心GPRS调度系统软件是整个系统的关键，系统能够发出各种命令，能够将各DTU终端检测到的有效数据实时的采集起来，能够将采集到的数据存入数据库，能够对数据库进行计算，处理，统计，分析，并将处理结果汇成表格或图形显示出来；
调度中心主机采用WINDOWS 2000SERVER版操作系统，编程语言为DEPHPI 7.0并用GPRS动态库，如gprs_dll.dll、GPRS_SMM.dll、misc.dll等连接GPRS通信。同时进行前后台操作。数据的采集，显示，运算，打印可以同步进行操作。
◆功能实现
数据控制中心GPRS调度系统应用软件功能必须具备以下功能：
1．遥测管理：数据控制中心GPRS调度系统软件可实现遥测遥信管理，报警，参数设置，运算方式设置，校时，复位，选呼。能够自动巡检，在规定的时间内对系统所有测点遥测或遥信一遍，数据能显示和存储在数据库；能够选点自动巡检，在规定时间内对系统部分测点进行动态巡检。
2．数据管理：数据控制中心GPRS调度系统软件，发出各种命令，能够将各DTU终端检测到的有效数据实时采集，采集后数据存入数据库，对数据库进行各种计算，处理，统计，分析。
3．系统维护：快速维护、远程故障诊断、远程维护、用户设置、权限设置、数
据库维护。
4．报表管理：具有日报、月报、年报等报表功能。现场智能水表的压力、流量、温度、泵机的开停状态和转速、调节阀开度数据。
统计分析数据：最大值、最小值、平均值、条件过滤、累计、标准偏差、相关性分析补水累计等。
主参数显示各测点模拟量脉冲量实时数据，企业月供水量：用电量统计报表计算，预览，打印。
5．图形管理：
历史曲线：显示24小时测点压力直方图；显示某一测点日出水量/电量直方图。动态图：供水系统网络图，实时数据可实时反应在动态图上。
6． WEB企业网：
企业网WEB网页设计有：色彩、字体、导航等的设计，具体还可分为美工、内容、速度、技术、创意、兼容、排版等内容。
在WEB功能上可实现以下：内容发布系统、在线调查系统、网上购物系统、会员注册系统、信息检索系统、社区论坛系统、网上留言系统、在线招聘系统、邮件订阅系统。
软件风格
支持大画面、导航图
用户可以制作任意大小的画面，利用滚动条和导航图控制画面显示内容；绘制、移动、选择图素时，画面自动跟踪滚动。
方便的变量替换
可以单独替换某个画面中的变量，也可以在画面中任意选中的图素范围内进行变量替换。
自定义菜单
支持二级子菜单。
丰富的提示文本
系统提供丰富的图素提示条文本，包括简单图素和组合图素。
任意选择画面中的图素
在画面中使用键盘和鼠标结合可以任意选择多个图素进行组合、排列等操作
变量
a) 定义结构成员时可以定义基本属性，例如变量属性、报警属性和记录属性等。
b) .定义结构变量时自动继承结构成员的属性。
c) .结构变量可整体赋值。
d) 结构变量可作为自定义函数的参数。
e) 在数据词典中可以任意选择多个变量集中修改变量共有属性。
非线性表
非线性表新增导入导出功能，能导出为逗号分隔文件(*.csv)，可在文本状态编辑或传送，编辑完成后还可导入，据此可实现不同工程中的非线性表重复利用。网络状态的控制和显示通过引用网络上计算机的“$网络状态”变量得到网络通讯的状态。同时，能够对网络的通讯状态进行控制。对于定义“网络节点”的网络通讯方式，是在网络设备上建立commerr寄存器来完成网络状态的显示和控制。
5.2 数据终端设备
5.2.1 H7118 GPRS DTU数据传输模块
GPRS DTU设备是基于GPRS网络的数据接口设备，符合IS-95A、IS-95B GPRS空中接口标准，通过RS232或RS485串行口直接与行业应用设备连接。即插即用，连接简单，可在数据中心和现场进行设置。
图九：H7118 GPRS DTU外形示意图
5.2.1.1 基本特点
支持800/1900MHz双频
使用方便、灵活、可靠
符合FCC/SAR和CDG 1/2&3标准
数据终端永远在线或工作模式选择
实时时钟
外置机型直流电压输入范围宽(+7.5~26VDC)，满足复杂的应用环境 体积小、功耗低，适合嵌入式使用
5.2.1.2 增强功能
支持PPP协议、TCP/IP协议、UDP/IP协议
透明数据传输与协议转换
支持虚拟数据专用网
SIM卡特殊功能配置
短消息数据备用通道(选项)
通过Xmodem协议进行软件升级
支持空中软件升级和远程维护(选项)
自动检测网络连接状况
断线自动连接、设备自诊断、自恢复
抗干扰设计，适合电磁环境恶劣的应用需求
防潮设计，适合室外应用
5.2.1.3 传输效率
◆用户数据传输效率(用户数据占网络层总数据的比例)：
GPRS DTU支持不同的用户数据包长度，1~1024字节长度可选，数据包长度不同其传输效率不同。下面按照DTU 所支持的最大用户数据包长的情况下，即1024 字节包长计算。
DTU 主动发起到数据中心的单向数据传输：最大传输效率(w) =
97.3%
双向主动互传：最大传输效率(w) = 95.9%
◆传输时延(从发送到接收数据之间的时间)：
不同的用户数据包长度，传输的时延不同。根据目前移动GPRS网络状况，
其网络正常时,测试情况如下
用户数据包长为200字节以下：从DTU发出的数据平均0.75秒到达数据中心。
用户数据包长200~500字节：从DTU发出的数据平均1秒之内到达数据中心。
用户数据包长大于500字节：从DTU发出的数据平均2秒之内到达数据中心。
◆稳定性
有效率：发送成功数据占总发送数据比例
根据大量用户使用结果来看，在网络正常的情况下，一般数据包的发送
和接收均无漏码错码。
稳定性综合参数：有效率x传输效率
网络有效带宽和用户数据包长(MTU)之间存在着极其重要的关系，一般
MTU 增大到200 字节以上不会明显增加带宽，但会增大平均延迟，测
试结果表明MTU 的最优大小是200 字节左右。
断线自动连接
自动检测网络连接状况
设备自诊断、自恢复
5.2.1.4 主要技术指标
用户接口
支持RS-232
支持音频接口，方便维护操作
供电
电压+7.5~26VDC
功耗通信中平均450mA
空闲时25mA
结构
内部连接可靠性：GPRS模块与PCB、SIM 卡之间均为固定连接
产品尺寸：83.5x47x17.5mm
安装方便：外壳螺丝固定
防震：接插件少，具良好抗震性能
配置
菜单式配置(超级终端，无需专用软件)
维护软件配置
平均无故障时间
40000小时。
环境参数
工作环境温度-30~+70oC
储存温度-40~+85oC
相对湿度：95%(无凝结)
5.2.2 H6211 GPRS MODEM模块
无线GPRS MODEM参数指标如下：
图十：H6211 GPRS MODEM模块外形示意图5.2.2.1 设备特点
基本特点
●即插即用，使用方便、灵活、可靠
●支持双频GSM/GPRS
●符合ETSI GSM Phase 2+标准
●数据终端永远在线
●支持A5/1&A5/5加密算法
增强功能
●短消息发送
●STK卡特殊功能配置
●支持USB 1.1
●提供音频接口并支持拨号
●电话号码簿
●通过Xmodem协议进行软件升级
5.2.2.2 技术参数
技术指标：
音频
●支持通话或紧急呼叫
●支持全速率，增强全速率和半速率
●支持双音多频(DTMF)
GPRS数据
●GPRS Class 10
●编码方案：CS1 - CS4
●符合SMG31bis技术规范
接口
●天线接口：50?/SMA 阴头
●SIM卡：3V/5V，自动检测
●USB接口：1.1
●话音接口：耳机和麦克风
供电
●供电电源：USB
●功耗：通信中平均460mA，空闲时25mA
操作系统
●Windows 98/ME
●Windows 2000
●Windows XP
●Linux
其他参数
●尺寸：90x60x15 (不包括天线)
●重量：100g
●工作环境温度：-20~+70oC
●相对湿度：95%(无凝结)
5.3 系统投资
5.3.1 设备投资
以水厂管网测点50个为例，水厂数据采集点50个为例，每个水厂管网测点安装一个H7118 GPRS DTU，水厂数据采集点安装H6211 GPRS MODEM，即需要GPRS DTU模块的数量为50个，需要GPRS MODEM的数量为50个，
城市供水系统布局的优化选择 1 区域供水系统的确定 传统的供水系统一般是由取水、净水、输水和配水四个子系统组成的[1]。区域供水系统是一种统筹考虑几个相邻地区的供水需求，统一开发、分配水资源，按照天然水源水系、地理环境特征、产业集群分布、功能区性质以及一定的行政区划确定供水区域的新型网络供水系统[2]。其包含若干个供水分区，各供水分区包含取水、净水、输水和配水子系统，供水分区之间通过输水子系统相联系。 区域供水系统打破行政区划，把一个区域内的若干个供水厂及其配套管网联合为一体，管网连成一片，可实现合理配置水资源，比原先分散的、独自的、小规模的供水系统，提高了系统的专业性、合理性、可靠性与经济性。 2 区域供水系统供水方式与供水规模的确定 2.1 区域供水方式 区域供水系统中一般有两座或两座以上的水厂为区域联合 供水，供水系统中可以是由多个水厂向同一片区域供水，也可由一个水厂向不同区域供水。而其供水方式主要分为以下两种：（1）就近供水方式；（2）延伸供水。 2.2 区域供水系统优化的理论基础 区域供水系统的优化时基于广度优先搜索策略的Dijkstra
算法，对跨区管线的定线优化建立费用模型，以费用最低和水质可靠为目标函，建立区域供水系统规划数学模型。 2.3 就近供水方式的水厂规模 根据上式可计算出供水系统单位年费用，图1和图2分别为常规处理工艺、常规处理工艺与深度处理工艺的规模经济效应图。 对比上面两图可以得到，水厂建设具有规模经济效应，无论采用何种工艺，当水厂建设规模在20万m3/d时呈现较好的规模经济；规模在40万m3/d以上，单位费用进一步降低；当规模小于10万m3/d，单位年费明显增加，规模在5万m3/d以下，单位年费增加速度更快。 因此，当用水区位于水厂服务半径内，且用水量在20万m3/d 以下，宜集中建一个水厂供水；当用水量大于20万m3/d时，可根据用水区域用水量分布特点、水厂规模经营、供水安全等多方面因素，合理确定水厂建设规模和数量。 2.4 延伸供水方式 在实际建设中，存在部分新建区需要水源供给，但当该区并未建立供水厂时，则需要从其他地方调水至本区域以保证正常的建设进度。 通过规模经济效应研究可知，水厂规模过小并不经济，因此，在区域建设初期需水量不大时，采用延伸供水方式较为经济。但是，当地区需水量不断增加时，就需要对在当地建设水厂的费用
供水公司加压泵站远程监控及管理系统解决方案 中国电信 2014.1
目录 一、客户现状................................................................................................. 错误！未定义书签。 二、解决方案................................................................................................. 错误！未定义书签。 2.1加压泵站远程测控终端（通信方式CDMA无线网络） ............. 错误！未定义书签。 2.3加压泵站测控终端技术指标........................................................... 错误！未定义书签。 三、监控中心................................................................................................. 错误！未定义书签。 3.1监控中心的建设............................................................................... 错误！未定义书签。 3.2、系统安装环境................................................................................ 错误！未定义书签。 3.3、加压泵站监控与管理系统软件功能简介.................................... 错误！未定义书签。 四、设备清单................................................................................................. 错误！未定义书签。 4.1监测中心........................................................................................... 错误！未定义书签。 4.2、CDMA无线远传泵站监测点（单个泵站）............................... 错误！未定义书签。
城市供/排水调度及水务信息化系统 一、系统概述 HZInfo3000-SW城市供/排水调度及水务信息化系统采用先进的计算机网络技术、GIS技术、BIM技术、大型数据库管理技术，构架集中管理、分散控制的体系结构，实现城市管线资源的高效管理和科学统计分析，旨在将科技元素融入给排水行业，对城市管网相关数据进行综合管理，并通过完善的数据更新与交换机制，实现数据的动态更新与维护仿真，实现自动化和信息化，建立一个实用、安全、可靠、综合、高效的城市智慧水务信息系统。 城市供水管网监测系统适用于供水企业远程监测供水管网，工作人员可以在水司调度中心远程监测全市供水管网的压力及流量情况。科学指挥各水厂启停供水设备，保障供水压力平衡、流量稳定；及时发现和预测爆管事故的发生。 将分布在城市不同地理位置的自来水生产车间及管网测压点，通过有线或无线传输的通讯方式，将水厂生产车间及管网测压点的实时数据信息及设备运行状态信息传输到供水调度室，调度室值班人员通过后台监控画面实时掌握各实际现场的设备运行情况及实时的数据信息,通过对数据信息的收集，经过后台软件的处理则形成数据报表或数据分析结果显示出来，供用户参考和分析。同时，也能实现远程遥控即通过调度室发送远程遥控命令来启停现场设
备，形成现场设备自动控制无人值守的控制模式。
二、产品特点 【城市供水管网远程监控系统特点】 1、城市供水具有地域性广，实时性强等特点，城市供水管网远程监控系统根据其自身特点，灵活采用有线通讯技术/无线通讯技术相结合的方式，使系统自身具备扩展性。 2、城市供水管网远程监控系统因需将各水厂生产车间及管网测压点的所有设备运行状态及实时数据传输到总调度室，故数据信息量大，针对该特点则该系统具备数据分析、统计等功能，报表功能及实时曲线功能强大。 3、系统自诊断及自恢复功能。 4、通过DMA方式进行管网爆管或漏水监测。 目前很多供水企业和专业捡漏公司采用的漏水探测设备基本都是听漏棒、电子听漏仪。监测周期长、效率较低。无声漏水容易被忽视。华自科技城市供水管网远程监控系统的供水爆管或漏水解决方案采用DMA分区计量。DMA是District Metered Area的缩写，意思是“分区计量区域”，找到夜间最小流量，来判定是否存在漏水。DMA设计的原则是该区可封闭计量，也就是说，用流量计可计量该区夜间最小流量。该区根据进水的路数安装流量计。 三、主要功能 【工作原理】 终端测量检查井的水位-数据送至管理中心的排水管网信息处理平台?信息处理平台实 时显示水位数据，同时分析软件根据各检查井水位数据和高程关系，计算水位差信息和管道的水位坡降数据，从管道的水位坡降变化，还原排水管真是运行情况。 水位监测终端 水位监测终端内置供电电池和全量程液位传感器，外壳满足IP68防护等级标准和排水检查井内的防腐蚀要求。并且可通过便携计算机在现场可无线连接水位监测终端。
略谈城市给水系统 发表时间：2010-07-27T10:05:59.857Z 来源：《中小企业管理与科技》2010年4月上旬刊供稿作者：陈博 [导读] 发展城市是我国今后相当长一段时间内的城市化发展战略，城市的给水工程作为其中重要的基础设施之一 陈博 (新疆水利水电勘测设计院) 摘要：发展城市是我国今后相当长一段时间内的城市化发展战略，城市的给水工程作为其中重要的基础设施之一，对城市的经济建设和人民生活有着举足轻重的作用。 关键词：城市给水系统浅析 0 引言 给水工程系统通常包括取水工程、给水处理工程和输配水工程三大部分。取水工程包括取水构筑物和取水口提升至水厂的一级泵站，其任务是保证从适宜的天然或人工水源中取得足够量的水，并送至水厂或用水户。 1 城市给水系统存在的问题 近年来，全国城市给水工程设施发展较快，有一定基础，但发展不平衡，不同地区城市基础设施差别很大。从整体来看，我国城市给水系统建设现状水平不高，给水工程设施普遍滞后，无法满足城市经济快速发展和人民生活提高的需要。 1.1 设施陈旧落后城市给水系统简单，供水设施比较落后；大部分城市采用地下水作为给水水源，而在水量、水质、水压方面一般难以满足生产和生活要求；不少单位自建水井和水塔，以致城市水塔林立却互不连通，造成给水设备效率低下，不利于水资源合理开发、水质难以保证；夏季用水高峰期时自来水厂虽竭尽全力，也很难满足用户要求。供水安全可靠性差，一是水源水质污染影响安全供水，二是因为一个水厂仅一个水源，三是供电问题影响安全供水，不少水厂都是一路供电，城市的供电往往又无保障，停电则停水，对安全生产威胁特别大。 1.2 发展很不平衡由于各地经济发展水平及人力、物力条件的差异，城市供水事业的发展很不平衡。一些经济发达的城市，已建有现代化的自来水厂；而经济欠发达的城市，受经济条件限制，只能建设简易的供水设施；还有一些较贫困的城市，至今还没有供水设施。规模较大的主要集中在东部经济发达地区，西部及其他经济欠发达地区县镇供水业日综合生产能力普遍很低，基本都在几千吨或1万吨左右。 1.3 规模不当、布局无序由于缺乏城市总体规划和相应规范，一些城市的规划、设计人员无法正确预测城市人口、企业的发展速度，导致用水量预测不合理、规模确定不当，工程失误难免发生。随着城市的发展，部分城市出现了大的供水缺口；部分城市供水过剩且数量可观，给投资回报、运行成本、设备利用带来严重后果，相应地，城市排水、污水处理工程等在建设规模、投资、运行成本方面也产生了负面效应。城市总体规划的缺乏，导致给水布局的不合理。多数城市的自来水取水口建在城市附近的河流上，由于城市范围的扩大，一些污染严重的企业如小造纸厂、小农药厂、小化工厂等和新建生活小区分布在给水水源的上游，大量的生活污水、工业废水的排放，使水源遭到不同程度的污染。 1.4 给水管网建设滞后由于城市建设初期多数按近期规划设计给水管网、人均用水量取值较小，随着城市范围的扩展，用水量成倍增加、枝状管网不断延伸、管径己不能满足后期需要，管网处于超负荷运行之中。管网漏失、管径设计偏小、管道内积沙结垢摩阻增大等造成供水压力不足。此外，给水管网的建设严重滞后于水厂建设。重地上、轻地下，只要水厂建设投资不足，就压缩管网建设，致使管网的输配水能力与水厂的生产能力不配套，造成水厂水送不出去的怪现象。 2 城市给水系统工程特点及发展 中等城市给水的主要对象为居民生活用水、城市工业用水、畜禽饲养用水、公共建筑用水以及其他用水。由于城市的居民生活、生产生活规律、居住状况、卫生设施、生活习惯、经济水平、地理环境、水资源条件等都有着自己的特点，这就决定了城市供水与一般大城市供水有着一些不同的特点，表现为以下几个方面： 2.1 原水种类复杂，水质差异大中等城市一般采取就近取水，水源的类型较为复杂。一般情况下，水源浊度较低且细菌含量较少、水质良好，但洪水季节含砂量较大，且浊度较高、漂浮物较多，而泉水一般无须处理；江、河、湖水网地带的城市，常以江河、湖泊水作为饮用水水源，水质随水体流量的变化而变化，易受周围环境的影响，且细菌含量较高，所以一般均需经过常规净化处理、清毒后方可作为饮用水；取用承压地下水作为城市给水水源时，其水质较江、河、湖泊水要好，直接受污染的机会少，浊度低且细菌含量较少，因此一般只需消毒后即可作为饮用水。水源种类复杂、水质差异大，构成了取水方式的多样性与净水工艺的多样性。 2.2 给水工程规模一般较小中等城市给水厂规模一般在几千吨或几万吨，最小甚至只有几百吨，多为中小规模给水系统。规模较大的主要集中在东部经济发达地区，甚至有个别规模达到10万吨。西部及其他经济欠发达地区城市供水业日综合生产能力普遍很低，基本都在几千吨或1万吨左右。 2.3 供水以生活用水为主，中等城市工业用水比例逐渐上升城市给水工程供水的主要用途是为城市居民提供生活用水，包括居民生活用水和饲养牲畜用水以及庭院经济用水。城市的工业用水一般采用自备水源。随着城市经济的不断发展，城市工业和家庭副业的用水量逐渐增加，尤其是在经济发达的地区，城市工业用水比例迅速上升。城市给水工程的建设为城市工业的发展提供了有利条件，促使工业用水比例增加，从而促进了城市给水工程规模的扩大和效益的增加。但在相当一段时间内，生活用水仍是城市供水的主要部分。 2.4 供水工程建设可因地制宜，分期建设，兼顾发展，逐步完善由于城市地理环境、水资源条件、居住水平、生活习惯及经济水平差异很大，而供水工程是投资较大的基础性建设，就大多数城市而言，资金有限，因此城市的供水工程应尽量因地制宜，就地取材，充分利用地方材料和质优价廉的设备，尽量在统一规划的前提下，分期实施逐步完善，使供水工程经济、合理、避免浪费。同时应充分考虑到城市发展建设的速度，注意近远期结合，兼顾发展，设计年限一般应考虑15-20年，避免在城市建设中出现的基础设施建设滞后于城市发展，甚至成为城市发展的制约因素的这种不利影响。 总之，积极加快城市给水的发展步伐，稳定地向城市供应质优、量足、压够的用水，是关系国计民生的大事。城市给水系统的建设要贯彻城市可持续发展的方针，立足于城市的现状，展望城市发展的未来。
城市供水系统优化调度 数学模型的建立 摘要：介绍了城市供水系统优化调度的主要内容以及原则。同时介绍城市供水系统优化调度的研究状况。用水量预测研究是优化调度的基础和前提。用水量预测模型是在分析城市用水量序列数据模式的基础上, 综合利用多种方法建立的数学表达式。给水管网数学模型是建立水厂出厂压力和流量与管网测压点之间的经验数学表达式, 它反映了给水系统的运行工况。优化调度模型的建立和求解是优化调度的核心。 关键词：城市供水系统；优化调度模型；用水量预测 Optimal Operation of Urban Water Distribution System Wei Sheng （Beijing University of Civil Engineering and Architecture，School of Environment and Energy Engineering，Beijing，100044） Abstract：Primary coverage of urban water distribution system and its principles are introduced. At the same time introduce the situation of the urban water distribution system. Water consumption forecasting is the bases of optimal dispatching. Water consumption forecasting model is a mathematical representation which is based on the data pattern of urban water consumption series. Water distribution network model reflecting the operating mode of water distribution system, is an empirical equation based on the relation of pressure, water flow and pressure tap's data. Derivation of optimal dispatching model is primary. Key words：urban water supply system; optimal dispatching model; water consumption forecast 1．优化调度原因及概念
城市供水调度系统设计方案 1给水系统控制和优化调度软硬件模式 1.１概述 为了满足城市快速发展的需要,城市供水企业近年来不断采用新的技术、新的工艺，用以提高城市的供水能力和服务质量。其中自来水厂监控系统在全国大多数城市得到广泛应用，还有一些城市的供水企业正在逐步采用ＧIS技术管理供水管网信息、用计算机实现收费营业电算化。这些先进的信息、计算机、通讯和自动控制等先进技术的应用,的确为供水企业的现代化运营解决了很多的实际问题。但是,我们也应该看到还有很多深层次的问题尚未得到卓有成效的解决，究其原因主要是因为:①供水企业的运营包括从产水、输配水、管理和收费多个环节,仅在某一环节采用新技术并不能解决所有问题；②企业运营的各个环节是密切关联的,分离的系统无法实现整个运营的系统性；③系统运营的很多因素是有统计规律和相关性的,目前的系统无法从这些规律和相关性得到可以辅助决策的信息。因此,要达到自来水企业的最优化运营,就需要系统分析企业的运营模型，找到每个环节的相关性,获取综合的有效信息,综合历史信息,优化企业的运营,提供辅助决策。以产水到用水的整个过程为主线,以企业的管理现代化为辅线,把信息技术在企业集成应用,实现从产水到用水的最大效益，是我们对以上问题的一个有益探索。 随着工业自动化控制技术和现代科技的高速发展，通讯技术、电子技术和计算机技术的有机结合,出现了高性能的PLＣ系统和SCADA系统，使工业过程控制程序化、模块化、智能化、集成化、网络化，控制过程更加可视化和远程化。给水系统优化控制是工业过程自动化控制的一个部分，下面我们从供水企业的运营模型着手，分析企业的信息模型,提出的大规模给水系统分级控制和优化调度软硬件模式,和基于GIS平台的供水企业信息化应用方案。构筑了给水系统优化控制基本框架。 1.2运营模型 供水企业的运营主要围绕水从水源、水厂经过输配网最终到水用户的生产／消费链而进行的，其模型如图1。生产调度通过实时采集水源和水厂的变电设备、电器开关、加压泵等设备运行参数和流量、出水口压力、余氯等控制参数,以及输配网上压力监测点和水库水位或水源井监测点的控制参数,动态自动控制水源、水厂设备的启停和运行，使整个输配网上的水压保持最佳的分布和平稳状态,从而为用户提供高质量的供水服务，减少输配过程中水的损失,最大限度延长管网的使用寿命,最终提高水厂的运营效益。管网管理主要实现输配水管网信息管理，管网的新建、维护和改造以及水用户的管理。它必须能够保证管网信息的准确、全面和现势，满足管网规划、设计、施工和维护的要求。营业收费完成水用户用水量的验抄、统计,根据水用户性质和收费项目的规定进行计费收费。公司将综合生产调度、管网管理、营业收费的各种信息,结合公司的营业策略,对整个企业的运营进行科学合理的决策,从整体上实现对公司营业的宏观管理。 营业收费的各种信息和财务不属于本次论述的范围。
第26卷第1期V ol.26N o.12005 青岛建筑工程学院学报 J ou rnal of Qin gdao In stitute of Architecture and Engineering 浅谈城市供水系统安全性* 吕谋1,裘巧俊1,李乃虎2,鞠保轩3 (1.青岛理工大学市政与环境工程学院,青岛266033;2.青岛市房地产开发经营总公司, 青岛266031;3.青岛东奥开发建设集团公司,青岛266071) 摘 要:供水系统作为城市赖以生存的生命线工程,其安全性越来越受到各国的重视,也越来越成 为恐怖主义组织的攻击、威胁和破坏目标,特别是供水系统的关键设施.笔者介绍了当代恐怖主义 对供水系统的种种危害及其手段特点,并简略分析了 供水系统的战略防御系统,以此提高供水 系统的安全性、健壮性,并作为实现有效预防、及时预警、智能化决策和有效处置的途径. 关键词:供水系统,易损性,自然灾害,恐怖主义,战略防御系统 中图分类号:T U991 一个城市供水系统,包括水源、净水厂、管道、泵站、水库,还有向千家万户送水的配水管网,它不仅满足人们的饮用和其他日常使用,还提供消防及各种危急状况的使用,它和电力、煤气、交通、排水系统、热力、通信等系统组成了城市赖以生存的生命线系统,它们的破坏将会导致整个城市的瘫痪或部分瘫痪,所以,保证供水系统运行的安全、可靠,是保证市民的基本生活,保证城市功能正常运行的一个重要环节. 1 供水系统安全性问题 和其它的城市重要基础设施一样,供水系统!!!水源点(地表水和地下水),水的传输、处理、分配、储存!!!也是在开放和自由的社会环境下设计、修建和运行的,这也就意味着供水系统极易受到暴力行为的侵害和攻击,也就是所谓供水系统的易损性特点.供水系统的安全性包括两方面. (1)自然灾害.例如,由细菌、病毒、原生动物、大肠菌及藻类造成的水质卫生安全性.再有就是由于暴风雨、冰冻、地震等造成的灾害,给人民造成了巨大的生命和财产损失.仅拿地震来说,1976年的唐山地震,唐山市的取水泵房70%倒塌,送水泵房80%严重破坏,市区管网破坏,导致市区供水全部瘫痪,加之排水管网的破环,严重污染了饮用水水质,造成居民肠胃道感染;1906年美国旧金山地震,由于城市管网破坏,消防水源断绝,以至于由地震引起的火灾无法控制和及时扑灭,造成800多人死亡,财产损失4亿美元,其中火灾造成的损失是地震直接造成损失的3倍多.由地震造成的灾害,早在20世纪70年代中期,就开始得到美国及日本的认识研究,尽管我国起步较晚,但总体来看,目前在该研究领域内已有专业人员有组织的开展科学研究工作,研究成果的积累量比较多,基本形成了科学的研究的理论框架,有相对确定的研究对象、研究方法和使用方向[1]. (2)人为制造的灾害.它主要是指恐怖主义组织对供水系统进行的恶意攻击破坏,这种具有犯罪和恐怖主义性质的供水威胁和攻击,绝不等同于一般的自然灾害.传统观念里,恐怖主义离我们很遥远,但是,发生在美国的 9.11恐怖事件,给美国人民造成了巨大的人员伤亡和财产损失,在举世震惊之余,将如何防恐、反恐这一新的课题摆到了世界各国人民面前. *国家自然基金资助课题(项目编号:50078048) 编辑部约稿 收稿日期:2003-12-12
二次供水设备远程监控系统 技术方案书 上海创韬自控科技有限公司 二零一五年七月二十八日
目录 1设计依据 (2) 1.1建设远程监控的发展要求 (2) 1.2设计原则 (3) 1.3系统概述 (5) 2系统组成原理 (6) 2.1中控室 (7) 2.1.1硬件 (7) 2.1.2 软件 (8) 2.2二次供水设备终端定义 (9) 3供水设备远控软件的功能定义 (11) 3.1数据流程规划 (11) 3.2通信服务程序的定义 (11) 3.3对供水设备的兼容性 (12) 3.4对泵站或测压点数据操作的实时性及简易性 (13) 3.5对供水设备或测压点监测信息的完整性 (14) 3.6设备的历史数据报表及曲线分析 (16) 3.7疑点分析 (18) 3.8设备的远程控制及报警机制 (18) 3.9分级管理 (20) 3.10设备的安保管理 (21) 3.11设备云图 (22) 3.12运营情况分析 (23)
3.13移动终端数据浏览 (23) 4系统软硬件技术细节描述 (24) 5项目实施质量的保证——行动偏差表 (27) 附录A 部分成功案例 (29) 附录B 数据变量采集表在兼顾数据完整的情况下，又预留50个变量作为后期使用 (32)
1设计依据 1.1建设远程监控的发展要求 饮水安全是现代化城市可持续发展的重要基础条件，供水企业提供优质、安全的饮用水是建设健康、和谐社会并促进经济发展的基础。 池州全市现有已经正式运营自来水二次供水泵站约有十多座，由于各二次供水泵站地理分布遥远，泵站的运行情况、水质数据等信息受到地域限制及通信服务普及程度不同的影响，无法实时反馈到自来水公司，大多依靠定期向行业主管部门提交人工填写的纸质报表或电子报表的方式进行管理，这些方式效率低、准确性差，反映缓慢。尤其是现场出现了运行故障等问题，行业主管部门不能及时发现，存在着严重的信息滞后、事故处理周期长等问题。为此，迫切需要建立一个集自动化、信息化、智能化为一体的二次远程在线监控系统。 建立“池州城市二次供水远程监控系统”信息管理平台，实时在线监测全区各二次供水泵站的电机运行、阀门状态、流量等指标，将数据汇总到池州市自来水厂，进行实时监控，及时、准确地掌握泵站运行信息，以便及时发现问题，并讯速做出反应，另一方面，还可以通过对历史数据的分析，对自来水生产工艺提出改进、调节建议。 预计5年内接入本系统的二次供水设备的数量超过500套；且本设计可容纳供水设备的总套数不设上限。 本文件描述了系统中涉及的所有软硬件组成部分的技术特性和功能特点。
城市供水系统的优化与运行管理 谭鑫 中环保水务投资有限公司投资管理部 [摘要]本文介绍了城市供水行业的发展现状，从水源保护、技术升级、节水措施和管理手段等几方面对城市供水系统的优化进行了阐述。 [关键词] 优化；管理；服务 进入21世纪以来，以投资运营的开放为标志，中国水务市场化改革开启，改革由两大动力推动，一是地方政府水务基础设施的投资需求，这成为水务改革前期的主要动力；二是行业服务水平提高的需求。由于环境监管和水质标准的逐渐严格，下一个五年乃至未来，中国城市水务市场将进入到以提高服务水平为核心驱动力的发展时期，而服务模式则正向综合服务转型。 过去的十年，我国供水行业在应对挑战方面已经取得了一定成效，例如2009年，我国供水总量5933亿立方米，同比上升1.80%。总体来看，十年来我国年平均增长速度仅0.64%。考虑到经济增长波动对供水行业带来的影响以外，我国在调整产业结构、推广节水新工艺、器具以及相关政策鼓励节水和再生水回用等方面的投入也有所贡献。 但我们同样应清醒的看到，随着我国城市化进程的加快和经济的持续快速发展，用水需求的的自然增长无疑会逐渐抵消并超越节水管理产生的水消费量的减少，长期来看，供水总量将呈缓慢增长的态势。 在此背景下，供水产业的发展预期对对供水企业甚至社会管理者即政府在取水水源、供水设施、工艺技术、配套管网、管理措施、检测能力等各方面提高了更为严格的要求，如何合理控制成本、整合资源、提高效率，成为不仅是供水企业还有各级政府面临的挑战。但从现状来看，我国的供水行业仍停留在相对初级的发展阶段。全国共有654个城市，传统的模式通常是一个城市设一个自来水公司，水司数量众多，分散经营，各水司技术力量、资金实力参差不齐，无法充分发挥规模效益，且由于水司建成年代较早，设施老化现象突出，供水水质难以得到充分保证，有效供水能力与供水需求的矛盾日益突出。如何对现有供水设施进行优化提高其运行管理水平已成为一个现实的课题，本文将结合现状就此进行阐述。
二次供水数据监控中心项目 技 术 方 案 XX有限公司
技术方案 1.项目概述 项目背景 //// 项目现状 公司现有约 500 套增压设备和约 400 个泵房，分布在全市 340 余个小区。增压设备分两种：叠压增压泵组和带水箱增压泵组；目前通信方式有两种： 类型 1、无水箱设备通讯方式为 GPRS/CDMA 无线通信； 类型 2、带水箱设备通讯方式为光纤有线通信； 项目需求 本项目所建平台总体目标用于我公司供水范围的二次供水设备的数据和图像的实时监控。本次项目工作包括服务器机房及中控室建设（位于水司设备维护中心办公楼内），接入10套二次供水泵房数据（分散于5个住宅区）。建设好的平台应易于修改，以适应设备、控制原理或二次增压泵站配置的变化。系统主要包含二次增压设备实时数据、历史数据及曲线查询和报表打印等功能，通过集成、整合、汇总、显示、查询等方式提供二次增压监控必要的数据支撑和辅助分析服务，将有助于提高监控人员对数据的分析能力，进一步规范二次增压设备日常维护各项流程，确保供水系统安全、经济的合理运行。具体需求如下： 1.设备已安装于各二次增压泵房，按甲方提供的通讯协议1，通过GPRS/CDMA方 式接收叠压设备的运行数据至二次供水数据监控中心的前置机，并将接收的数据写入中心数据存储服务器 2.从中心数据存储服务器提取数据并实时在客户端展示各站点数据，软件接入二次 供水设备能力大于800套； 3.PLC操作控制前置机：使用工业组态软件，通过TCP/IP工业以太网协议读取西门 子S7_300PLC数据并展示，能对现在增压设备进行控制及参数设置，同时要将数据写入中心数据存储服务器； 4.视频客户端：显示各二次增压泵站现场图像；
城市供水总调度系统 建议方案 唐山平升电子技术开发有限公司 网址：https://www.doczj.com/doc/8618710270.html,
目录 目录 (2) 一、项目需求概述 (3) 二、总体方案设计 (3) 1、系统组成 (3) 2、供水总调度系统拓扑图 (4) 三、监控中心 (5) 1、计算机硬件配置要求 (5) 2、系统软件配置要求 (5) 3、供水远程监控系统软件功能 (5) 四、水厂监测终端功能特点 (7) 1、监测终端功能说明 (8) 2、监测终端的主要配置（以某水厂内8台泵为例） (8) 3、监测终端工作原理示意图 (8) 五、管网压力监测终端 (9) 1、监测终端功能说明 (9) 2、监测终端结构 (10) 3、监测点的设备配置及安装方式 (10) 六、水质监测监测终端 (13) 1、监测终端功能说明 (13) 2、监测终端的主要配置 (13) 3、监测终端工作原理示意图 (14) 七、计量测量设备 (14) 1、电磁流量计 (14) 2、投入式水位计 (15) 3、压力变送器 (16) 4、余氯在线分析仪 (16)
一、项目需求概述 水务集团计划建设一套城市供水总调度系统，将集团管辖下的自来水厂、管网及水质监测点监测数据远程传送回调度中心。调度中心通过监测点回传的数据可全面了解整个城市供水的状况，从宏观上对供水工作进行指挥和调度。系统具体监测要求如下： 水厂监测要求： 进出水口流量监测，蓄水池水位监测，出水压力监测，机组开启状态，保护状态；预留水质监测接口。 管网压力监测要求： 监测地下管网压力监测点的压力数据，监测点不具备市电供电条件。 水质监测要求： 监测管网末端水质监测点的水质数据，主要对末端的余氯含量进行在线监测。 二、总体方案设计 1、系统组成 针对客户系统建设需求，结合我公司的产品特点和技术优势，我公司提出如下建议方案，系统主要有以下四部分组成： 监测中心： 1）硬件设备：中心服务器（监测中心具备可上网的固定IP）。 2）软件：操作系统软件、数据库软件、城市供水总调度系统软件。 通信平台：GPRS、INTERNET网络。 现场监测设备：水厂监测终端、压力监测终端、水质监测终端。 计量测量设备：水位计、压力变送器、电磁流量计、余氯在线分析仪等。
建筑给水系统供水方式浅析 摘要:随着经济发展和城市建设的深入,面对可持续性发展的要求,需要考虑建筑给水系统的节能问题。建筑给水系统的供水方式直接影响到给水系统的节能。文章阐述了建筑给水系统中常用的几种供水方式的特点,并结合工程实际的应用情况, ,确 因此, 要,因此,在这些建筑中普通的生活给水采用直接给水方式,这种方式的优点是不需要消耗额外的能量。只有在设置火灾用水时,市政水压满足不了消防需要时,才设置加压水泵。这种供水方式比较单一,在目前的设计及施工项目中,多层建筑生活给水管网一般均采用这种方式。如:温州市看守所迁建工程是一个标准的多层建筑区,其最高层为7层楼,8幢监房均为2层楼,其生活给水管网均接自室外市政管网,消火栓
管网采用集中设置水泵加压送水。由于消火栓一般情况下未开启,加压泵处于停泵状态,这样可以省去给水泵运转的能耗,节约能量。 对于高层建筑小区,往往需要建造蓄水池和高位水箱,达到蓄水和加压调节作用,蓄水池是从市政管网进水,高位水箱则是蓄水池进水。由于市政管网水源具有一定的水压,所以在设置蓄水池时应将蓄水池设在高地处,利用市政管网的水压,减 ,这种 来看, ,室外管网水压不足,由水箱向建筑内给水管网供水。此种方式同第一种方式一样,不需要加压供水设备,节能效果好。此方式同第一种方式相比还具有储水调节能力,避免了因市网停水的缺点。其系统如图1所示: (三)只设水泵的给水方式 此种方式适用于一天内室外给水管网压力大部分时间满足不了室内的需要,
且建筑物用水量大的情况。当建筑物内部用水量大且较均匀时可单独设置水泵增压,即恒速水泵供水。此方式适用生产车间给水,实际中很少用;当用水量大但用水不均 匀的建筑,如住宅小区、高层建筑等,如果是仅仅设置水泵恒速供水的运行方式,很不经济,造成能量的浪费。为了降低电耗,提高水泵的工作效率,一般采用一台或多台泵的变速运行的供水方式,使水泵的供水曲线与用水曲线相接近,从而达到节能的目的。 , 使水泵 筑住宅区,可考虑水泵、水箱联合的供水方式。其系统如图2所示: (五)气压给水方式 这种方式是在给水系统中设置气压罐,利用气压罐内的气体压缩性,升压供水,其作用相当于水塔或高位水箱,适用于不宜设置水塔和高位水箱的场所。这种方 式因其调节能力小,压力变化幅度较大。如果单独使用因其水压变化较大,要求气压
浅析城市给水网系统的优化 发表时间：2009-06-23T17:11:13.140Z 来源：《企业技术开发》2009年下半月刊第3期供稿作者：谭伟明[导读] 优化建模和优化给水，企图从根本上解决城市节约用水的问题，并为建设节水型城市准备了必要的工具。 浅析城市给水网系统的优化 谭伟明 （长江大学城市建设学院湖北荆州 434023）作者简介：谭伟明，长江大学城市建设学院。摘要本文利用优化建模及系统仿真方法，并结合城市管网GIS，对城市自来水管网给水系统，进行了优化建模和优化给水，企图从根本上解决城市节约用水的问题，并为建设节水型城市准备了必要的工具。关键词城市信息化管网供配水系统优化建模如何运用先进的科学方法和现代化的管理手段，来解决城市自来水管网系统优化给水问题，是摆在每一个城市自来水公司，尤其是缺水地区的自来水公司面前的艰巨任务。解决这一问题的方法就是“开源节流”；“城市给水优化系统”的研究与开发，是从根本上解决城市用水的“节流”问题；城市自来水公司在向城市工业和居民给水的过程中，一旦建立了“城市给水优化系统”后，就从给水的源头控制了水的流失和浪费问题，保证了城市最大限度的“节约用水”；因此，我们说“城市给水优化系统”研究与开发，其市场前景是极其广阔的，它所带来的经济与社会效益也是巨大的。 1“城市优化供配水系统”的功能描述“城市优化给水系统”的开发，是以城市给水系统管网GIS为背景，建立起来的一个软件系统，它具有以下功能：城市给水系统管网GIS功能，高度现代化的生产调度指挥系统功能、完全信息化的在线优化供配水系统功能、应急事故处理的社会服务功能等。 1.1城市给水系统管网GIS功能 城市给水系统管网GIS功能，是“城市优化给水系统”的核心功能，具有以下六大功能子系统，它们分别是基础平台的图库管理子系统、管网编辑子系统、管网管理子系统、管网运行调度子系统、事故处理子系统、管网维护管理子系统等；通常每个子系统均可由数个模块组成，下面将分别叙述各个子系统的功能和其模块的功能。 1.1.1地形图库管理子系统 本子系统除提供了分别对点、线、区三种图元的空间数据和图形属性进行输入和编辑的功能，以从图形表格输出的功能之外，最主要的是实现地形图建库、对图库灵活的管理和方便的数据转换。 1.1.2管网输入编辑子系统 管网输入编辑子系统提供丰富有力的网络输入手段，构造网络拓扑关系，建立与管网元素相关的属性数据和提供供水管网的图形属性编辑工具。 1.1.3管网管理子系统 管网管理子系统用于对管网信息进行全面的了解和详细的分析。提供属性与管线的双向查询工具查询检索各种需要的数据和信息。 1.1.4管网运行调度子系统 管网运行调度子系统实际上就是“供配水优化系统”的具体实施，它是在GIS系统的基础上建立起来的，该子系统同时需要查表收费系统和SCADA系统的数据支持； 1.1.5事故处理子系统 事故处理子系统包括爆管事故处理和火灾事故处理两个模块，爆管事故是指管网中突发的爆管等漏水事故。用户只需指定漏水处，系统将能够制定出合理的处理方案，以便及时排除故障。当需检修某个或某些阀门时，则需利用扩大关闸搜索寻找需关哪些阀门，以便进行抢修。 1.1.6管网维护管理子系统 该子系统主要是对管道完工档案、闸门和管网运行状态进行管理日常业务管理。 1.2高度现代化的生产调度指挥系统功能任何一个城市自来水企业，为了满足对生产过程的调度指挥，均需设置一个“中央生产调度指挥中心”，以及指挥生产的“生产过程实时监控系统（SCADA）”；该SCADA系统通常由企业生产调度指挥中心、分厂测控站、管网RTU、有线/无线通信系统等构成；因此，SCADA就构成了“城市给水综合自动化系统”的核心系统。“城市给水综合自动化系统”之中的SCADA功能。 1.3完全信息化的在线优化给水系统功能以供水管网GIS为背景建立起来的城市优化给水系统数学模型，在城市自来水公司生产调度中心投入使用的时候，通常都具备有“完全信息化的在线优化给水系统功能”。 1.4应急事故处理的社会服务功能 城市自来水管网系统在实际运行过程中，有可能发生各种各样的事故（诸如爆管、停水、水压不足等），城市居民、单位均可通过预先设置的电话通知自来水公司，以便急时得到维修，这就是应急事故处理的社会服务功能。2“城市优化给水系统”的开发方法 2.1城市优化给水系统数学模型的建立城市优化给水系统数学模型的建立，是以管网GIS系统基础数据，计算机网络收费系统数据处理和现场管网测试数据等为依据；根据城市管网分布结构，筛选出管网干道节点，以这些管网干道节点为核心，形成管网水流环路，然后再利用流体力学基本计算公式进行模拟计算，从而获得管网环路各节点上的压力分布和流量分布；根据系统优化目标，进一步对该系统进行优化；“城市优化供配水系统仿真与优化软件包”的运行，使上述这一切成为可能。 2.2城市优化给水系统数学模型的维护
城市智能化供水调度系统的研究与应用 发表时间：2017-10-16T17:50:49.483Z 来源：《基层建设》2017年第18期作者：沈路吉赵燕萍王晓蓉[导读] 摘要：当前时期，城市的供水调度系统关键把供水生产的信息搜集相关监控体系当做必要的模式，然而供水生产信息搜集并不完善，很难对供水生产相关数据实现完整处理，城市智能化供水调度系统对基础的生产信息有关接口规定实现了统一，并且落实了智能化供水模式有关分析能力。 上海浦东威立雅自来水有限公司 200127 摘要：当前时期，城市的供水调度系统关键把供水生产的信息搜集相关监控体系当做必要的模式，然而供水生产信息搜集并不完善，很难对供水生产相关数据实现完整处理，城市智能化供水调度系统对基础的生产信息有关接口规定实现了统一，并且落实了智能化供水模式有关分析能力。本文旨在通过论述对于供水调度系统特征的研究，详细论述了其系统架构，最终通过接口技术的运用落脚于切实的应用中。 关键词：供水调度系统；智能化；架构；应用 在供水企业的日常生产进程中，需要对供水生产的全部经济发展规定实现检测，特别是供水生产安全运转的关键标准。精确、及时把握全部的运转参数及运转情况，合理对水厂相关工艺进行完善，从而确保水厂同管网相互链接并且安全运转。 一、城市智能化供水调度系统的特点 城市供水系统的管网监测以及调度系统特点，即在城市范围内的供水网线中安置固定数目的监测点，之后通过现场传感装置以及就地监控设备将监测点的有关信号实现搜集整理，通过有线或是无线的通信方式将信息按时传输到监控中心，之后由监控中心针对全部监测点的信息实现解析，对于城市网线的确切运转情况实现科学调度，进而保障城市供水管网系统健康、安全运转。 二、系统架构 1.针对系统硬件的研究 SCADA系统能够实现供水生产整个范围之内的信息搜集，即源水输水以及相关净水配水系统信息的各个角度进行精确的搜集。这当中源水输水系统关键对于不同水源水质等有关数据实现主动搜集。除此之外，配水系统关键指针对不同加压泵站等设备的管网监测进行主动搜集。而对于很难实现主动搜集的数据，譬如说不同水源水库的具体情况等角度，能够使用手工实现搜集。 根据所处的地域与需要的功能不同，硬件系统重点可以分为诸多子系统。在基层是不同净水厂对应的自动控制体系和水源信息的搜集系统以及管网信息的搜集系统等，而第二层是生产领域的数据库，智能化系统可以根据生产情况与报表的要求，在全部的数据搜集子系统中搜集相关数据，之后保存在实时数据库。构筑在实时数据库中的生产信息管理平台，关键对于全过程进行控制。除此之外，水源及管网等关键由不同子系统的准备阶段信息设备，达成全部部分的供水信息搜集。而中心机房构筑了4台服务器，这当中第一台是信息搜集与处理方面的服务器，拥有工业即时数据库，着重进行全部子系统的相关数据搜集，并且实现预处理。经过解析与处理生产领域的数据之后存储到第二台数据库服务器当中。然后第三台服务器中预设了产业信息检测平台软件，重点处理对生产数据信息以及相关计算工作。而最后的信息传递服务器，通过使用微软中的Web传递技术，将生产管理需要的相关解析与报告数据及现场生产情况传递至有关管理客户。而且根据系统有关能效需要，需要在中央控制室构筑2台工程师站。通过工程师站的运用，客户可以实现对系统的组态维修和管理以及相应功能等有关项目。 2.针对系统软件的研究 系统总格不同生产方面的数据，必须从层次上涵盖生产监控SCADA层和相关数据库的应用层等。 软件系统的基础层面关键要使用组态软件以及即时数据库，在这一层面之上是集成与管理运用平台。其信息搜集与管理运用平台通过这种服务器，能够在经营管理和计划指标规定发布等各个领域实现具体应用。而最顶层的服务器是信息门户功能服务器，所有的数据能够在标准要求的IE浏览器中实现展览，这种集成所透漏的信息涵盖了一下几个角度，有关SCADA的即时环节情况，还有来自即时数据库相关趋势及报警情况，除此之外还包括了生产报告与绩效情况等。信息门户能够综合以上所有的类型数据，并且集中展示于标准要求的浏览器里。此外，系统软件的架构往往需要把MES架构当做前提，并且高度使用新微软。NET技术以及SOA架构，能够推动系统运用在平台化与技术开放性等诸多情况下实现现场与今后功能高效开展的需求，增进系统的安全性。除此之外是分布式体制的系统将不同功能模块高效散布在不同服务器中，减少系统的故障节点，推动系统的更加健康的发展。 三、数据接口技术应用 在基层控制PLC的网络搜集数据需要具备接口卡，而且在数据搜集子系统和基层掌控PLC网络的切实实现与通讯。该措施具备诸多弊端，由于必须设置诸多类型的接口卡，并且不同卡价格较高，成本费用消耗大，而在数据搜集子系统和基层的控制PLC网络实现链接时，需要将接口卡高效链接到目前的网络，进而就会在某种程度上加重了网络负担。然而已经具备的净水厂网络负担则更加严重，这种办法对于已经设置完成的PLC网络产生了巨大的不利。通过对以上的两种办法实现综合比对，需要使用OPC接口的模式来进行净水厂现场情况数据的高效搜集。并且在信息数据搜集系统的构成中，重点使用中心机房和水厂的数据搜集中心及其二级分布模式的网络。这种结构重点在于两个角度的优势，其一，与集中模式的数据搜集与展示相对比，使用分布模式的数据斗鸡发布可以高效预防数据产生过分集中。运用二级分布模式的网络可以高效降低系统网络的负担，并且二级分布模式结构体制可以高效实现对内网与外网的相互隔绝，在某种范围上促进系统的安全性。其二则是是分布式体系的体系将系统不同的功能版块高效分布于不同的服务器中，减少系统单故障节点，推动系统得到高效扩张。 总结 城市智能化供水调度系统身为一种技术水平相对较高的体制，这种系统涵盖了移动信息数据通讯子系统和工业自动化子系统及智能分析等很多领域的现代化技术，可以实现数据精确搜集和安全科学供水等有关调控目的。除此之外，城市智能化供水系统的运用能够在某种形式上降低工作人员的劳动耗费，高效推动管理控制水平的提高，进而推动企业得到更多的经济利益，并且促进和谐社会，推动城市智能化的高效进步。 参考文献 [1]吴斌,汤凯涛.城市智能化供水调度系统的研究与应用分析[J].科技创新与应用.2015(04).