给水管线是城市的一项重要基础设施,它关系到人们日常生活用水的质量。随着城市现代化的不断发展,城市给水管线建设规模不断扩大,给水管线监控系统也越来越复杂。传统的给水管线监控主要以人工为主,存在着以下几个问题:(1)运行监控管理手段落后;(2)管线破损、爆裂等突发事故难以及时发现和处理。本文通过软件开发实现给水系统的运行监控及漏损处置功能,主要工作如下:首先,以城市给水管线建设的需求为背景,围绕城市给水管线的管理要求以及给水需求,搭建了一套给水管线模型,并将其作为实验研究对象。管线包括给水水泵,电磁阀门,各类传感器以及模拟漏损点,能够较为真实的模拟管线的多种运行状态。其次,针对现代城市的给水管线需要布置大量监测点,造成的经济压力过大这一情况,本文对管线监测点进行了优化布局工作。管线系统模型的特征可由各压力监测节点数据变化相关性表征,通过压力监测点间数据变化的相似性能够判别各监测点的相关性。本文采用Optics算法对压力节点空间特征矩阵进行聚类分析,根据聚类结果确定给水管线压力监测点的位置和数量,达到减少监测点的优化效果。再次,考虑到现阶段城市给水管线系统的漏损检测大多采用人工巡查方式,当漏损位置出现较多积水时才能发现,极大降低了漏损处理效率。本文利用优化后的BP算法进行压力数据分析,通过给水管线系统漏损时,区域监测点数据的异常减小,导致监测值的异常变化这一特征,得到各区域监测点数据正常波动范围,对超出波动范围的区域监测点数据进行漏损警示。最后,本文基于C/S模式开发了城市给水管线运行监控与漏损处置系统,并对数据库的设计进行了详细的介绍。系统底层终端设备负责给水管线的压力、流量、水质等数据的采集;数据传输层实现数据的远程传输和控制,结合GPRS技术通过短信通知,进行信息的快速传递;在系统上位机的设计与开发过程中,将.net framework 4.0技术作为开发平台,C#作为系统的开发语言,完成了登录模块,数据查询模块,数据采集模块,设备控制模块,故障报警模块,终端通信模块,数据传输接口模块设计以及实现。同时,本文对漏损处置功能进行了详细研究,结合Optics算法的管线优化,PSO-BP的漏损判定,最小区域的选择决策以及与其他功能模块的信号传递,完成了漏损处置模块的设计,实现了处置系统的高效数据获取,运行工况判定,决策方法提出以及方案实施处理这四个功能。城市给水管线运行监控与漏损处置系统为城市给水管线的科学化、数字化和智能化管理奠定了基础。