自来水公司供水管网信息化建设与发展规划

自来水公司供水管网信息化建设与发展

规划

1、自来水公司供水信息化现状

简介

随着城市建设的高速发展，城市供水系统规模不断扩大，为供水企业的发展带来了大好的机遇，同时也对供水系统的管理工作提出了新的要求。近年来，提高供水领域科学技术水平受到了企业的极大重视，现代化管理技术的手段不断得到加强，特别在供水系统信息化管理、计算机技术应用等方面。自来水总公司从供水管理的需求出发，先后建立了自来水总公司营业收费综合管理系统、供水管网GIS 系统、生产运营实时数据远程采集系统、办公自动化系统。应用计算机实时模拟软件技术，有效地提高了供水系统科学综合管理水平，为供水系统的改扩建和规划等工作提供了科学依据和现代化技术，促进了供水企业科学技术进步。

2 信息化系统建设整体框架

供水管网信息化平台是一个集生产运营实时数据远程采集系统、管网数据管理（管网GIS 系统）、计算机建模功能等为一体的综合信息化平台，并在公司光纤连接的局域网支持下实现数据共享。

应用如下图所示

图1

信息化系统的建设概况：

2.1 供水管网GIS 系统

2008 年5 月自来水公司管网GIS 正式立项，根据自来水公司的要求采用ESRI公司的ArcGIS软件平台。通过与广东龙泉科技有限公司的开发合作，2010 年6~7 月系统投入运行，开始大量数据的录入，至此自来水总公司正式开始了管网地理信息系统的开发工作。2010 年

11 月管网GIS 在自来水总公司范围内推广试用，取得了初步效果。截至目前自来水总公司管网GIS 已经或将要在新建供水工程设计、规划、资料、营业客服等部门初步实现应用。

（1）在新建供水工程设计部门，通过GIS 系统可实现CAD 地形的直接导入，在新的接水方案设计中，可以通过调用GIS 管网的管线位置，从而指导设计工作的准确进行。

（2）在管网管理部门，根据事故抢修或者断水工程的位置，管网GIS 可以查询分析工程将要涉及到的管线、阀门与水表，生成阀门操作单与用户断水通知。

（3）在资料管理部门，管网资料可以直接绘制在管网GIS 内，不再

需要手工绘制道路与建筑地形，提高了工作效率。

（4）在营业客服部门，工作人员能够在管网GIS 上查询到水表位置等表务信息，可以查询断水工程所涉及到的受影响用户范围和清单。

2.2 生产运营实时数据远程采集系统

整个实时数据远程采集系统涵盖管网、水厂及直供井出水点的水力状态监测及水质监测，通过在线压力监测数据，可以了解到整个管网的压力分布情况，为生产调度提供辅助决策工具，实时数据远程采集系统管网监测点的数据为将来市供水管网水力水质建模提供了校核依据，提高了模型的准确度和实用程度。

供水管网的水力状态监测包括管网压力、流量两部分。现在共有33 个测压（测流）点，包括水厂、加压站和各关键节点压力监测点。目前在各压力监测点都有流量计，都具有在线收集能力，其数据可以远程传输给需要查看数据的公司各部门。

2.3 营业收费系统

与市区各大连锁超市、商业银行联网，实现实时收费或代扣收费，网点覆盖全市区郊县。与管网GIS相结合后，可查询任意指定管网区域内用户缴费情况统计信息，为供水经营决策提供可靠数据参考。

各子系统在整个信息化建设中，是相互依赖、相互作用的，彼此之间都是为其他系统提供服务的，同时又是被其他系统所服务的，数据在这些系统中形成了一个循环的整体，数据共享的同时又为彼此提供了参照和比对，让真实的数据更准确，让不真实数据及时得到纠正，这样，所有的系统，有依可循，有科学的方式给予指导，共同作用，最

终达到使整个供水模拟系统更加准确化、更加真实化的目的。

图2

3 自来水公司信息化发展规划

自来水公司管网信息化系统的建设初具规模，在生产、管理中发挥了重要的作用，但是仍存在一定的不足，需要按照各个子系统存在的问题进行分析，进行统筹规划，分布建设，明确各个子系统的定位及作用，力争在资金允许的情况下，充分利用现有资源，使信息化水平上一个新台阶。在实现调度的经济运行，规划的科学决策总体目标指导下，自来水公司将通过完善改进GIS 资源，整合加强生产运营实时数据远程采集系统、筹建供水管网动态水力模拟系统，发展管网水质模拟系统，建立公司内部信息化资源统一平台，实现管网信息化管理及应用水平的进一步提升。

3.1 完善改进GIS及其子系统的规划

现在GIS处于不断填充数据和全部门推广使用和改进阶段。从以下几个方面规划并推进其应用：

（1）加快加强数据录入工作。在2012年底完成供水管网主体框架相关数据录入，数据要求准确、详细，为将来的各种应用打下坚实基础；（2）开始实施设施管理系统，以空间数据为基础，建立设施运行业务规则库及业务数据库，以B/S方式实现设施的查询、地图定位以及业务数据维护，逐步实现以至2012年底全面实现设施运行管理的所有业务应用及工单管理；

（3）改进完善工程图档系统, 以传统工程图档管理与GIS 技术相结合，空间数据管理与工程图档属性管理相结合，考虑技术、经济、社会和政治等方面因素，实现电子地图上工程位置与工程图档档案的完美统一，最终目的是协调工程图档管理内容，促使城市供水工程图档管理工作系统化、数字化、自动化；

（4）准备实施管网巡线系统，基于PDA的管网巡检系统是为户外管网设施巡查维护工作设计的辅助系统，在移动设备上面，能实时展现管线的GIS信息，使用GPS导航，定位，数码相机拍照，数据录入等手段辅助巡查工作的进行，使得巡查的数据得以标准化的录入、为管线设备的管理和决策工作提供高质量的数据。并能在发生爆管紧急情况时，辅助进行爆管现场的即时业务处理，提高爆管处理的速度和质量；

（5）数据采集达到一定程度时启用综合调度管理。当供水调度系统需要调整管网压力时,需要GIS察看可能影响到的区域范围和用户量;

当出现爆管事故时,可以利用GIS来分析可能的影响范围和需关阀门等。

3.2 生产运营实时数据远程采集系统的规划

主要是加强完善系统数据采集内容。管网是输配的重要环节，和产销差、能耗等密切相关。调度是对整个管网压力、流量进行适当的分配。生产运营实时数据远程采集系统系统在线提供管网调度的反馈数据，为调度人员调度提供了决策依据。目前的生产运营实时数据远程采集以压力流量调度为核心，通过对管网系统中水厂出水泵站的综合调度，实现管网中压力分布较为均匀，达到整个生产系统节能减耗的目标。公司将结合管网水力建模，进行压力、流量监测点的进一步优化布局，整合新、老监测点资源，通过模型知道生产运营实时数据远程采集系统进行在线监测，同时生产运营实时数据远程采集系统提供运行数据为水力模型进行校核，使模型模拟精度不断提高，更好地指导生产应用，实现系统的节能降耗运行。

3.3 管网资产管理系统的规划

规划建立供水管网资产管理系统,来整合相关的管网基本信息、运行信息,使其成为供水企业各部门的数据存储管理中心。

供水管网资产管理系统功能主要有:

(1)输入管网的事故数据,如爆管事故、漏水事故、客户投诉等以及事故处理结果,资产管理系统提供对管网运行状态的分析支持,以及对

管网规划和改造的评估支持；

(2)在资产管理系统中可以查询和分析养护数据,如管段从开始敷设、

对发生的每件事故进行的处理或养护情况记录、阀门的操作情况等；

(3)资产管理系统对导入源数据进行检查,及时发现错误,有效控制各源数据质量；

(4)结合管网资产的静态资料、动态运行记录以及相关信息,评估管网资产的实际运行情况,并结合不同的需求,为分阶段制定资产的修复计划提供技术支持；

(5)制定管网运营情况的统计分析及详细报告,主要包括养护、测量、事故、总结等方面；

(6)结合供水管网的敷设年份、日常维修情况、巡检记录、地面不均匀沉降程度、土壤腐蚀程度和地面交通压力大小等信息,可以在GIS 上显示高危程度的管线设备,同时制定相应的保护或者更新措施。3.4 管网水力模拟系统的规划

未来3-5年内要建立全市全部管辖区域（高开区、复兴区、丛台区、邯山区、）的管网模型。在水力模型中将涵盖管径从100mm 到1000mm 的所有管段。另外，管网模型中还包括直供井泵站、水厂、单泵模拟。供水管网水力动态模拟系统是将现实中供水系统各组建（主要包括水厂二泵房以后、管网、泵站、用户用水点等）输入到数学模型中，通过水力分析和计算，模拟各节点、管段水力状态及运行工况。供水管网水力动态模拟系统主要应用于现实管网运营状态的评估、管网规划、预案模拟、优化调度、异常日情况历史模拟分析等。图3

供水管网水力动态模拟系统结构

3.5 管网水质模拟的规划

水质监测点与管网及水厂监测点相同，通过无线数据传输方式将浊度、余氯等指标发送到监控中心，在监控中心通过WEB 方式可以实时监控到管网中的水质状况。供水管网的水质模拟计算是实现管网中水质科学管理的重要工具，针对自来水总公司现状，提出如下发展规划：（1）建立在线水质监测点，可以实时监测管网中的余氯及浊度变化情况，在监控中心可以通过互联网实时查看水质监测点的水质状况。（2）管网的水质模拟计算基于管网基本资料的电子化及水力模拟，计划基于供水管网水力模型，读入水力模拟计算结果数据，包括管道流速、流量及节点流量等信息，读入生产运营实时数据远程采集系统监测的数据，主要包括水厂出水的余氯浓度信息，与管网动态水力模型一样在水质建模软件中实现公司主干管网（直径不小于100mm）的余氯浓度动态模拟计算。

（3）根据在线水质监测点的监测数据，完成水质模型的实时校核，使模型模拟结果在可接受的精度范围内吻合实际生产监测数据。

（4）基于动态的水质建模，根据多水源特点，制定科学合理的加氯方案，使供水管网中的余氯浓度维持在一个合理的范围内。

（5）根据模拟计算结果，并进行现场勘测，查找出对水质有不良影响的管段，进行更换或者内涂衬处理。

3.6 建立信息统一平台的规划

要把已有或将要建立的信息化系统有机的结合在一个统一的平台上，使得全公司各部门信息共享度更高，信息流通更便捷，为公司决策和日常生产管理提供更多支持。

3.7 信息化应用的保障机制

为了保证信息化真正能和实际生产得以结合，需要健全各个部门信息化资源共享的制度，对于信息化资源按照部门分工进行统一规划，完善数据的更新维护及实用机制，充分挖掘生产数据及固定资产数据的价值。在设计管网业务的各个部门需要配备信息化维护人员，由管网信息化管理部门将管网信息化资源进行网络数据共享，同时按照各部门业务权限，在数据库中设置不同的级别，对于管网的数据享有一定的网络查看权限。同时，由信息中心开展相关的信息化讲座及培训，让信息化渗透到日常的管网生产管理中，提高企业的信息化应用能力。

结语

供水企业在管网管理中对信息化建设有迫切需求，同时供水管网信息

化建设又对供水管网管理起到极大的促进作用。供水企业的信息化建设是一个长期不断完善的过程。我们在信息化建设中应该注意以下

5 点：

（1）供水管网信息化平台的实现应遵循“总体规划、联合研发、结合实际、分步实施”的原则。同时，实现各系统间的数据共享，系统功能的相辅相成。

（2）建立完善水司自己的营销业务综合管理系统，自己的给水设施地理信息系统。

（3）我国水司大部分都具有SCADA 系统，只需进行略微的数据传输改造就可以了，我们的生产运营实时数据远程采集系统其实也是SCADA 系统的另一种通讯手段的表现形式。

（4）在各个系统的设计和建设阶段一定要注意各个系统之间在专业上的技术联系，在这方面多花一些时间，避免走许多别人走过的弯路。（5）供水管网信息化平台不只是单纯的计算机系统，而是一个综合管理系统。信息化系统能否发挥出应有效益，不仅仅是软件和硬件的建设，而且需要将信息化和日常工作进行结合，加强实际生产和信息化管理部门的沟通与互动，从制度上确保信息化在供水管理和生产中发挥出应有的作用。