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摘要：自来水系统是关乎群众生产和生活的重大工程，自來水系统生产、调度和管网的有效管理不仅能极大地方便城市供水系统的顺畅展开，而且也能为自来水企业节省大量运营成本，本文结合作者多年的自来水系统管理经验，从管网系统的实际出发，介绍了数字平台在自来水生产、调度和管网监测调度系统中安装和使用，希望能为行业引进新的管理手段，提高管理效率提供帮助。
关键词：数据平台 自来水 生产 调度 管网监测调度
数字平台是将数字电台、数字监控、检测计量系统等整合为一体的现代化控制管理方式，利用数字信号处理、纠错编码和数字调制解调等技术，克服了传统自来水管理方法在使用中出现的丢失数据、情况处理速度慢以及通信经常中断等缺点。实际应用表明用数字平台代替原有的传统管理方案可大大提高自来水管理系统通信和处理异常情况的及时性和可靠性，为管网监测系统提供了一种较好的选择方案。
一、数字平台在自来水中的应用简介
数字平台可以将自来水企业以前的多个分系统合并到一起，实现信息的综合利用和便捷处理。数字平台的特点主要有以下几个：
(1) 系统都采用了DSP和PLC嵌入技术，自适应均衡，前向纠错技术，检测效果好，数据传输效率高，平台工作稳定性、传输可靠性、抗干扰性、传输速率和传输距离远远超过其他单一系统模式。
(2) 适宜在恶劣的环境条件下使用。平台要求温度和电源的工作范围宽，尤其是在干扰严重,传输路径阻挡的环境下表现优异。
(3) 具备网管功能:实现空中远程设置系统内其它电台参数如串口格式、发射功率、工作频率等，也可以实现空中远程监测系统内其它电台状态如工作电压、工作温度、接收信号强度、信噪比、误码率、状态告警等。
二、自来水生产环节的数字化管理
自来水生产过程需要经过图一所示的步骤：
图一
数字平台可以通过各个PLC和图像检测系统实现自来水生产的全过程监督和管理。首先是水源和取水口的实时监测工作，这样可以在源头避免出现水质问题；其次是在用管道将原水输送至一级泵房（取水泵房）并在一级泵房前加氯以杀灭藻类、植物和贝类动物和经过混合（在水源水中加入适量的氯化铝，俗称矾）、反应、沉淀、过滤、消毒等处理工艺，在相应的构筑物（如沉淀池、滤池、清水池等）的处理过程中，利用数字平台的信息交换和整合数据平台可以及时发现例如水质处理不合格、输水管网漏水等问题，并采取相关措施。再通过一级泵房将水送至厂内处理系统中。自来水在池内停留一小时左右就成为合格的饮用水，再经过二级泵房（供水泵房）加压输送到城市管网中，供生活饮用和生产使用。
三、数据平台在自来水调度和管网管理中的使用
随着技术的进步，新型的网络化远程视频监控，即基于嵌入式技术的远程网络视频监控在自来水调度管理中的使用也越来越方便。基于嵌入式数据平台技术的远程网络视频监控主要的原理是：网络摄像机(IPC)内置一个嵌入式芯片，采用嵌入式实时操作系统。摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过网络传送至监控主机。网络上用户也可以直接在计算机上观察图像，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。由于把视频压缩集成到一个体积很小的设备内，可以直接连入以太网，达到即插即看，省掉各种复杂的电缆，安装方便（仅需设置一个IP地址），用户的使用也简单，仅需操作软件。
自来水调度系统的结构如图二：
图二
（一）在管网调度监控室上的应用
在监控室配一台安装天视达监控软件的电脑，负责接收各个监控点发来的视频图像完成现场图像接收与显示，用户登录管理，优先权的分配，控制信号的协调，图像的实时监控，录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。本方案采用了现在最先进的数字化网络摄像服务器，将图像转换为基于TCP/IP网络标准的数据包，使摄像机所摄的画面通过RJ-45以太网接口直接传输到网络上。这样就充分利用用户现有的网络资源。可以实现以下功能：
1）接收各监控点联网终端通过网络传输过来的音频、视频和报警信息。
2）数码录像。录像资料自动管理，无需人工干预。硬盘录满后，自动删除最旧的录像资料，重复循环使用硬盘空间。
3）录像资料查询回放。按相应的时间、地点、镜头号即可检索出每一幅图像花面，可多方位录像资料查询，一是在监控现场的计算机上查询回放；二是在控制中心通过远程网查询回放。
4）报警处理
(1)报警信号。系统可以对检测到的异常情况进行自动报警，自动报警的方式分为以下三种：接入视频服务器的传感器报警信号；图像动态侦测报警信号；视频丢失信号。前两种报警信号在管网的有效监督上起着重要的作用，对出现供水水压不足和水量超标或者过少的现象都可以及时发出警报。
(2)自动处理功能。平台对上传上来的报警信号进行分析，同时对报警信号自动记录，在按照人工设定的级别参数进行自动识别后，做出是否联动相应的摄像图像录像和联动相应控制设备进行自动处理的决策。
（二）中心调度室的管网管理功能
中心调度室是数据平台管理系统的关键部位，它包括一台主计算机和两台服务器。主计算机自动巡回监测各测压点的水压。对采集到的各子站数据进行整理、加工，并送到相应主数据库进行保存，对数据进行统计、分析，并以报表、曲线、文字等方式进行显示打印。主机管理两台服务器，其中一台显示各个点被测参数，比如管网压力等。另一台以地图方式显示各个管点的地理位置及工作状态。当系统显示出现错误时，平台可以根据RTU模拟器，话音模块和话音手机，和接口变换器组件以及诊断软件配合PC机完成设备远程诊断功能，确定管网出现渗漏或者堵塞等问题时，可以准确迅速的查处管网精确位置，进行抢修，可以实现“集——分”式的有效管理。
四、结束语
用数据平台组建自来水遥控遥测无线数据传输网络来代替传统的自来水管理模式，既大大提高了系统的可靠性和稳定性，减少了维修人员的劳动量，也降低了生产成本，实现了供水管网的全过程有效管理，值得广大城市自来水供水企业推广使用。
参考文献：
[1]吴杰,冯冬青.数字电台在自来水管网检测调度系统中的应用[J].中国工控.2007.<1>
[2黎林峰.数字化水司呼之欲出[J].中国建设信息.2008.<17>
[3]李建国,陈洛兹.长沙供水数字化工程研究与开发[J].办公自动化.2003.<11>
[4]王洪臣.城市污水处理厂运行控制与维护管理.北京科学出版社,1999.<1>
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：数据平台 自来水 生产 调度 管网监测调度
数字平台是将数字电台、数字监控、检测计量系统等整合为一体的现代化控制管理方式，利用数字信号处理、纠错编码和数字调制解调等技术，克服了传统自来水管理方法在使用中出现的丢失数据、情况处理速度慢以及通信经常中断等缺点。实际应用表明用数字平台代替原有的传统管理方案可大大提高自来水管理系统通信和处理异常情况的及时性和可靠性，为管网监测系统提供了一种较好的选择方案。
一、数字平台在自来水中的应用简介
数字平台可以将自来水企业以前的多个分系统合并到一起，实现信息的综合利用和便捷处理。数字平台的特点主要有以下几个：
(1) 系统都采用了DSP和PLC嵌入技术，自适应均衡，前向纠错技术，检测效果好，数据传输效率高，平台工作稳定性、传输可靠性、抗干扰性、传输速率和传输距离远远超过其他单一系统模式。
(2) 适宜在恶劣的环境条件下使用。平台要求温度和电源的工作范围宽，尤其是在干扰严重,传输路径阻挡的环境下表现优异。
(3) 具备网管功能:实现空中远程设置系统内其它电台参数如串口格式、发射功率、工作频率等，也可以实现空中远程监测系统内其它电台状态如工作电压、工作温度、接收信号强度、信噪比、误码率、状态告警等。
二、自来水生产环节的数字化管理
自来水生产过程需要经过图一所示的步骤：
图一
数字平台可以通过各个PLC和图像检测系统实现自来水生产的全过程监督和管理。首先是水源和取水口的实时监测工作，这样可以在源头避免出现水质问题；其次是在用管道将原水输送至一级泵房（取水泵房）并在一级泵房前加氯以杀灭藻类、植物和贝类动物和经过混合（在水源水中加入适量的氯化铝，俗称矾）、反应、沉淀、过滤、消毒等处理工艺，在相应的构筑物（如沉淀池、滤池、清水池等）的处理过程中，利用数字平台的信息交换和整合数据平台可以及时发现例如水质处理不合格、输水管网漏水等问题，并采取相关措施。再通过一级泵房将水送至厂内处理系统中。自来水在池内停留一小时左右就成为合格的饮用水，再经过二级泵房（供水泵房）加压输送到城市管网中，供生活饮用和生产使用。
三、数据平台在自来水调度和管网管理中的使用
随着技术的进步，新型的网络化远程视频监控，即基于嵌入式技术的远程网络视频监控在自来水调度管理中的使用也越来越方便。基于嵌入式数据平台技术的远程网络视频监控主要的原理是：网络摄像机(IPC)内置一个嵌入式芯片，采用嵌入式实时操作系统。摄像机传送来的视频信号数字化后由高效压缩芯片压缩，通过网络传送至监控主机。网络上用户也可以直接在计算机上观察图像，授权用户还可以控制摄像机云台镜头的动作或对系统配置进行操作。由于把视频压缩集成到一个体积很小的设备内，可以直接连入以太网，达到即插即看，省掉各种复杂的电缆，安装方便（仅需设置一个IP地址），用户的使用也简单，仅需操作软件。
自来水调度系统的结构如图二：
图二
（一）在管网调度监控室上的应用
在监控室配一台安装天视达监控软件的电脑，负责接收各个监控点发来的视频图像完成现场图像接收与显示，用户登录管理，优先权的分配，控制信号的协调，图像的实时监控，录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。本方案采用了现在最先进的数字化网络摄像服务器，将图像转换为基于TCP/IP网络标准的数据包，使摄像机所摄的画面通过RJ-45以太网接口直接传输到网络上。这样就充分利用用户现有的网络资源。可以实现以下功能：
1）接收各监控点联网终端通过网络传输过来的音频、视频和报警信息。
2）数码录像。录像资料自动管理，无需人工干预。硬盘录满后，自动删除最旧的录像资料，重复循环使用硬盘空间。
3）录像资料查询回放。按相应的时间、地点、镜头号即可检索出每一幅图像花面，可多方位录像资料查询，一是在监控现场的计算机上查询回放；二是在控制中心通过远程网查询回放。
4）报警处理
(1)报警信号。系统可以对检测到的异常情况进行自动报警，自动报警的方式分为以下三种：接入视频服务器的传感器报警信号；图像动态侦测报警信号；视频丢失信号。前两种报警信号在管网的有效监督上起着重要的作用，对出现供水水压不足和水量超标或者过少的现象都可以及时发出警报。
(2)自动处理功能。平台对上传上来的报警信号进行分析，同时对报警信号自动记录，在按照人工设定的级别参数进行自动识别后，做出是否联动相应的摄像图像录像和联动相应控制设备进行自动处理的决策。
（二）中心调度室的管网管理功能
中心调度室是数据平台管理系统的关键部位，它包括一台主计算机和两台服务器。主计算机自动巡回监测各测压点的水压。对采集到的各子站数据进行整理、加工，并送到相应主数据库进行保存，对数据进行统计、分析，并以报表、曲线、文字等方式进行显示打印。主机管理两台服务器，其中一台显示各个点被测参数，比如管网压力等。另一台以地图方式显示各个管点的地理位置及工作状态。当系统显示出现错误时，平台可以根据RTU模拟器，话音模块和话音手机，和接口变换器组件以及诊断软件配合PC机完成设备远程诊断功能，确定管网出现渗漏或者堵塞等问题时，可以准确迅速的查处管网精确位置，进行抢修，可以实现“集——分”式的有效管理。
四、结束语
用数据平台组建自来水遥控遥测无线数据传输网络来代替传统的自来水管理模式，既大大提高了系统的可靠性和稳定性，减少了维修人员的劳动量，也降低了生产成本，实现了供水管网的全过程有效管理，值得广大城市自来水供水企业推广使用。
参考文献：
[1]吴杰,冯冬青.数字电台在自来水管网检测调度系统中的应用[J].中国工控.2007.<1>
[2黎林峰.数字化水司呼之欲出[J].中国建设信息.2008.<17>
[3]李建国,陈洛兹.长沙供水数字化工程研究与开发[J].办公自动化.2003.<11>
[4]王洪臣.城市污水处理厂运行控制与维护管理.北京科学出版社,1999.<1>
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。