城市供水调度系统设计方案概述
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。
1．３信息模型
系统运营的信息包括变化的动态信息和相对稳定的静态信息。动态信息主要是通过动态监测系统获取的实时变化的信息，主要包括水厂（水源地）配电设备、工艺设备的运行状态信息，比如变压器的电压电流、配电开关的闭合状态、加压泵的电压电流功率等；水厂出水口压力、流量和余氯等工艺参数信息；管网压力监测点的压力信息和水库的水位信息。这些信息一方面通过自动控制系统反馈,控制水厂设备的正常运行，另一方面送到公司进行综合分析。还有一类动态信息就是水厂累计流量信息、水厂设备和管网维护信息、漏水调查信息以及用户用水量信息，这些信息经过综合分析,为供水管网的平稳运行、故障排除、查漏维护提供决策支持信息。静态信息包括企业变化缓慢的一些业务信息、地理信息和企业运营的历史信息。这些信息和动态信息相互结合,提供更好的决策支持信息。更好的决策支持信息返回来对水的生产消费环节产生作用，使其成为良性的循环链，达到最大运营效益的要求。
1.4给水系统操作控制基本原理
1．4．１控制目标
给水系统操作控制目标可以是单一的，也可以是多个的，对于取水工程,一般是BOD、DＯ指标上下限、水库的水位上下限等;对于整个给水系统，控制目标是满足服务供应及系统约束前提条件下，总费用最小;大规模给水系统操作控制是一个多目标复杂约束条件下的混合离散型动态规划问题。
１.4.2控制原理
城市供水网管信息查询系统方案
城市供水管网信息查询系统 解 决 方 案 2010-2
一、应用需求 随着我国经济的发展、城市规模的扩大和现代化程度的不断提高，城市的供水管网系统也越来越庞大，且许多供水管线的填埋情况复杂、资料不清，有些管线甚至仅凭当时施工工人的记忆去寻找，造成诸多设计上的失误和施工中的事故。采用人工方法，借助图纸、各类卡片来管理城市供水管网系统，已越来越难以满足实际需要。所以实现对供水管网管理系统的需求是相当迫切的。业内众多有识之士已达成共识：使用计算机，借助无线网络系统技术来进行供水管网的管理、管网设计及数据采集，已是势在必行。 城市供水管网信息查询系统的主要目标是利用GIS的空间管理和分析技术，结合供水管理的业务，使业务数据可视化，使管理工作融入空间域的管理理念，使业务数据的统计分析上升到更易被人们接受的空间分析层次，从中挖掘出普通文字表格无法得到的数据信息，为供水的管理和决策提供更有价值的科学依据，使供水业务的管理、规划上升到一个更高的层次。 二、系统概述 城市供水管网信息查询系统是供水企业的基础生产管理信息平台，其面向各个应用层次的软件模块保证了在供水企业中设备、业务、实时信息的闭环共享；形成了各个业务部门围绕管网模型的协同作业；系统分布式的多服务器结构可将业务处理流程和管网信息的及时更新联系在一起，从而保证了系统不再需要专门的维护人员，系统也成为真正的活的工具。 城市供水管网信息查询系统由调度中心、无线GPRS 网络、远程终端单元（RTU）几个部分组成：
2.1远程终端单元（RTU） 远程终端单元RTU 分散的分布在供水管网的遥测点上，主要由GPRS模块、电源、天线、PLC 的CPU 及各种I/O 模板及后备电池、机箱等几部分组成。远程终端单元RTU与现场设备的开关量、模拟量信号相连，进行数据采集、处理、存储并通过GPRS 网络与调度中心传送数据，接收并执行上位机的命令。具体功能如下： RTU 机箱：安装于遥测点现场，为壁挂式，具有防盗功能（包括GPRS 模块天线），其固定螺丝置于箱体内，设置门锁，箱体内具有220V 交流电（如井下无条件具备220V电压，可考虑蓄电池、锂电池等能满足终端产品电压需求的供电装置），信号输入输出接线端子，设置交流进线空气开关，如有条件可配备一220V 交流电插座（检修时方便使用）； PLC：使用西门子、三菱、欧姆龙等知名品牌 提供4 路4-20mA 模拟输入、6 路开关量输入、4 路开关量输出，无需监控中
略谈城市给水系统
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。
城市供水系统布局的优化选择-2019年文档
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
城市供排水调度及水务信息化系统
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。
城市给水工程系统规划的用水量预测
城市给水工程系统规划的用水量预测摘要: 城市建设首先是各类工程的建设,而规划在城建中占有举足轻重的地位。一个城市的基础设施的位置、分类、功能、本套程度、能力大小等直接关系到城市的生活水平的提高,因此,城市规划对城市的作用是不言而喻的。城市工程系统指 的就是城市基础设施的综合体系,它由交通、通信、供热〔气〕、给排水、环卫、 全等工程体系构成,它们的规划就是城市工程系统规划,而给水工程系统规划则中的重要组成部分。 关键词:给水工程; 一、概述 城市给水工程系统由取水工程、净水工程、输配水工程、水资源保护工程等组成,其规划的主要任务和内容是:进行城市水源规划和水资源利用平衡工作;确 定城市给水设施的规模和容量;科学布局给水设施和各级给水管网系统,满足用 户要求;制定水资源保护措施和设施分布及规模。给水工作系统与排水工程系统 被称为城市生命保障体系,因此,做好它的规划有着极其重要的现实意义和社会意义。 二、预测方法 预测方法主要分定额指标法和函数法二大类。它们的侧重点是不相同的,定额法侧重于定性,函数法侧重于数学分析,要做好预测要用二者互相验算、互 相修正和互相补充,才能使预测所得结果最大限度地符合要求,满足规划的需要。 1.定额指标法 所谓定额指的是单位用水量,是国家相关部门根据不同条件下用水量
调查统计结果,考虑各种因素发布的规范指标,具有一定的科学性、规范性、权威性,这是规划工作者必须严格执行和认真实施的,对规划工作具有很好的指导作用和约束作用。用水量预测主要定额指标有:单位人口综合用水量指标(万m3/万人·d)、单位建设用地综合用水量指标(万m3/km2·d)、居住用地用水量指标(m3/ha·d)、综合生活用水量定额(L/人·d)、其他用地用水量指标 (m3/ha·d)、工业用水重复利用率(%)。一般在预测时根据城市规模大小、工业规模取不同值乘上相应的规划人口预测数或工业产值即可得到预测用水量。此类方法简单明了、通俗易懂、计算快捷方便、数值有一定的准确性,但如果城市发展变化大则易失准。比如海南海口市在20世纪90年代中期曾发生过供水严重不足的情况,居民生活用水连五楼都短缺,这即是规划跟不上变化的结果,用水量预测占了很大的因素。 2.函数法 函数法就是将与用水量有关的各种要素作为自变量,以对应关系建立与用水量Q有关的关系式,在一定的条件下通过数学计算求得Q值。主要有:线性回归法、产函数法、年递增率法、生长曲线法等。 ( (3)年递增率法 根据历年供水能力的增加(增值是非均匀的),考虑经济发展速度和人口增加因素,确定一个合理的年平均增长率用复利公式预测城市规划期用水量,根据有关资料,我国城市用水年增长速率在4%～ 6%之间,规划人员应根据城市发展规模和经济、人口的变化趋势确定年增长率的取舍,保证预测的准确性,另外此预测方法时限不宜过长。 (4)生长曲线法 城市用水量的变化根据我国各典型城市的数字来看,呈S型曲线,则据
城市供水系统优化调度 数学模型的建立
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
(完整word版)化工过程分析与合成
名词解释 1.夹点的意义 （夹点处，系统的传热温差最小（等于ΔT min ），系统用能瓶颈位置。夹点处热流量为 0 ，夹点将系统分为热端和冷端两个子系统，热端在夹点温度以上，只需要公用工程加热（热阱），冷端在夹点温度以下，只需要公用工程冷却（热源）；） 2.过程系统能量集成 （以用能最小化为目标的考虑整个工艺背景的过程能量综合） 3.过程系统的结构优化和参数优化 （改变过程系统中的设备类型或相互间的联结关系，以优化过程系统；参数优化指在确定的系统结构中，改变操作参数，是过程某些指标达到优化。） 4、化工过程系统模拟 （对于化工过程，在计算机上通过数学模型反映物理原型的规律） 5、过程系统优化 （实现过程系统最优运行，包括结构优化和参数优化） 6、过程系统合成 （化工过程系统合成包括：反应路径合成；换热网络合成；分离序列合成；过程控制系统合成；特别是要解决由各个单元过程合成总体过程系统的任务） 7、过程系统自由度 （过程系统有m个独立方程数，其中含有n个变量，则过程系统的自由度为： d=n-m，通过自由度分析正确地确定系统应给定的独立变量数。） 填空题 1.稳态模拟的特点是，描述过程对象的模型中( 不含 )时间参数 2.( 集中参数模型)认为状态变量在系统中呈空间均匀分布，如强烈搅拌的反应罐就可以用这一类模型来描述. 3. ( 统计模型 )又称为经验模型，纯粹由统计、关联输入输出数据而得。 (确定性模型 )又称为机理模型 4.( 结构 )优化和( 参数 )优化是过程系统的两大类优化问题，它们贯穿于化工过程设计和化工过程操作。 5.换热网络的消耗代价来自三个方面： (换热单元（设备）数) ( 传热面积) (公用工程消耗) 6.过程系统模拟方法有、和。 7.试判断图a中换热匹配可行性 1 , 2 , 3 , 4 。
城市供水调度系统设计方案概述
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。
浅谈城市供水系统安全性
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
城市给水系统
城市给水系统 供给城市生产和生活用水的工程设施，是城市公用事业的组成部分。城市给水系统规划是城市总体规划的组成部分。城市给水系统（又称上水道工程或自来水工程）通常由水源、输水管渠、水厂和配水管网组成。从水源取水后，经输水管渠送入水厂进行水质处理，处理过的水加压后通过配水管网送至用户。 城市给水系统要持续不断地向城市供应数量充足、质量合格的水，以满足城市居民的日常生活、生产、消防、绿化和环境卫生等方面的需要。因此，必须对给水系统进行通盘而周密的规划和设计。城市的给水系统规划（又称给水工程规划）主要内容包括：估算城市用水量,确定水源和水处理方法，选定水厂位置,进行输水管渠和配水管网的布置等。制订规划时，要考虑分期建设的可能性，为城市远期发展的水源供应留有足够的余地；要合理利用已有的给水设施；要防止盲目开采，把各单位的自备水源纳入城市水源规划。 常用的城市水源有地下水和地表水两类。中国北方城市的水源多以地下水为主，南方城市以地表水为主。 1、地下水的水质通常比较好，经过消毒，即可达到生活饮用水的卫 生标准。地下水源的取用量不能大于可开采量。过量开采会造成 地下水位下降，导致地面沉陷。 2、地表水一般指江河、湖泊等的淡水。用地表水作生活用水时,一 般经过混凝、沉淀、过滤和消毒等净化处理,使水质符合卫生标 准。为保证城市正常供水，要注意研究地表水源枯水期流量对城 市供水的保证率。 水厂位置要选择在地质条件和环境卫生条件较好、不受洪水威胁、交通方便、靠近电源的地方。 保护水源1、城市水源上游要植树造林,保持水土,涵养水源。 2、水源地区要设卫生防护地带。 3、水源受到污染的应积极治理。 4、沿海城市开采地下水，要防止海水渗入。 输水管渠和配水管网布置 为保证城市安全供水，保证不间断供水。常采用两条输水管渠送水，两管之间间隔一段距离设置连通管，装置阀门，保证发生故障时不间断供水。如用一条输水管渠，则在用水地区附近设安全储水池。 配水管网应根据城市地形、道路系统、用量较大用户的位置、用户要求的水压等进行布置。城市配水管网的形式有环状和枝状两种，环状管网供水可靠性好。配水管网的水压要满足城市一般楼房最高层用水的需要。少数高层建筑和水压要求高的用户可自设加压设备。如果城市地形起伏、
基于GIS的城市供水信息系统的设计与实现
基于GIS的城市供水信息系统的设计与实现21世纪，信息化技术的应用已经得到了非常深入的普及。在信息化发展的 浪潮下，城市的供水企业作为一个传统的公共资源提供企业，顺应了时代的潮流，进行了信息化的改革和发展。同时，供水行业由于行业的特殊性，需要对复杂且庞大的地下供水管网进行管理。基于以上的基本条件，对供水管网等进行了研究，提出了供水管网信息管理信息系统方案，并设计和实现了应用系统。 标签：基于GIS；城市供水；信息系统；设计；实现 一、GIS城市供水信息系统建设的基本原则 （一）实用性原则 供水管网信息管理系统应该满足日常王作的实际需求，提高管理人员的工作效率，实现供水管理的自动化、信息化。使得最终用户在日常使用中获得方便和帮助。最终实现管理成本和生产成本的降低。 （二）可靠性原则 信息系统的自身系统安全和数据安全都是相当可靠的，系统设计时应考虑灾备冗余和性能冗余。当遇到信息安全事件时，（包括但不限于系统遇到攻击、系统服务雍疾、数据遭遇丢失和恶意篡改），都有相应的技术手段和应急预案可进行系统修复和重建。最大限度的降低由于系统安全事件而造成的相应损失。 （三）完备性原则 系统内数据的录入都是经过相应验证和检査的。数据的完整性和賴合关联性是系统设计时候所必须考虑的因素。从而确保系统数据是准确的且满足最终用户需要的。 （四）科学性和规范性原则 系统开发过程的每个环节都是严格按照软件工程理论和软件项目管珪要求进行的。从而使得系统符合相关要求的科学性和规范性要求。同时，系统在业务处理上，还需要满足相关给排水理论和实际管理学理论的要求。且符合供水行业的相关文件的要求和规范。 （五）经济性和可操作性原则 在系统设计时，要充分考虑到系统项目建设的实际需要，在软硬件的选型上具各相应的性能要求和经济性要求。在项目实施过程中，严格按照软件工程相关规范进行实施，降低软件开发的工程效率，降低不必要的费用。同时，在设计上，
城市供水系统的优化与运行管理
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。
城市供水总调度系统
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.360docs.net/doc/0219111347.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。
城市供水是城市建设的重要基础设施
城市供水是城市建设的重要基础设施，对保证城市经济的稳定发展和人民生活水平的提高有着举足轻重的作用，漏损率是反映供水企业管理水平的重要标志之一，降低供水管网漏损率蕴藏着极大的经济效果和社会效益。 一、供水管网漏损率的确定 建设部提供的资料表明，根据对４０８个城市的统计，我国城市公共供水系统（自来水）的管网漏损率平均达２１.５％。 国家相关标准确定了城市供水企业管网基本漏损率不应大于12%。根据我公司2003年底的统计资料（生产科提供）：年供水量为735万吨，年售水量为540万吨，确定我公司的修正值为+2%，最终确定 我公司供水管网漏损率为24%。 二．影响管网漏损率的主要因素 1、旧城区管网管材落后、腐蚀老化、年久失修，旧城管网所用管材主要是灰口铸铁管、自应力混凝土管和镀锌钢管，漏失甚是严重。 灰铸铁管因其生产工艺本身的缺陷和问题，含碳量较高、金属基体组织和石墨形态不理想、管体截面不均匀、铁水易于吸取气体、管壁孔气难于消除等方面的问题，造成灰铸铁管脆性大、强度低，残余应力大，成为管道爆管和暗漏的主要隐患。 自应力混凝土管由于铺设年代久远，经过道路改、扩建多位于机动车道下面，路面移动荷载较多，且埋深较深，由于路面沉降，易造成管道断裂、接口脱落爆裂，由于路面干扰噪音较大，漏点不易检测。 我市DN100以下多数采用镀锌钢管，钢管埋设在地下，年久内外腐蚀严重，造成漏水。DN100以下虽然管径较小，但位于背街小巷与下水道混杂，跑冒滴漏不易检测，漏点个数位居第一，其漏水量不容忽视，特别是压力稍大时，可以说是整管到处都漏。 2、施工质量也是引起供水管网损漏的重要因素。 安装管理不严格，所用材料质量把关不严，沟槽基础和土方回填不合格，而导致的安装漏失严重。 1）、管道经过软土地基时。软土天然含水量大、可压缩性高、承载能力低，当软地基压缩沉降、或管体上部受覆土、车辆荷载及土体侧向位移时，产生纵向、横向剪切，在接口、腐蚀点等最薄弱处产生破裂而漏水。或发生胶圈挤脱、水泥承口松脱而发生漏水。 2）、在有局部坚石、砖块相接触处或回填有大于规范的石块、建筑垃圾、冻土等，由于没有处理好基础垫层和回填土方质量不好从而引起UPVC管发生破损。
浅析城市给水网系统的优化
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