利川市汪營鎮白(bái)羊塘村(cūn)安全飲水補短闆工(gōng)程

浮船取水、一(yī)體(tǐ)化水處理設備及一(yī)體(tǐ)信息化系統

　　第三部分(fēn) 管網監測

　　第一(yī)章 設計背景

　　1.1前言

　　供水安全工(gōng)程是水利建設重要的基礎設施，其質量直接關系到供水安全，建好、管好集中(zhōng)式供水工(gōng)程是保障居民供水安全的一(yī)項有效舉措，對保障居民身體(tǐ)健康和促進經濟社會的發展具有重要意義。

　　随着物(wù)聯網、雲計算、大(dà)數據、遙感遙測等新一(yī)代信息技術的迅猛發展，智慧水務逐漸成爲水務管理的新方向。

　　武漢國力世紀環保工(gōng)程有限公司緊跟時代前沿，根據相關領域管理經驗，自主研發了水環境智慧運營管理平台及智慧水務運營管理系統，實現可視化、信息化、數據化、智能化、高效化的“智慧環保”。

　　該平台包含電腦網頁版和手機APP版，實現項目現場—中(zhōng)控系統—客戶端的互聯互動，主要包含水質在線監測、視頻(pín)監控、工(gōng)藝監控、數據分(fēn)析、運營管理等功能，實時掌握水質情況、遠程掌握節點現場情況、全面掌握設備工(gōng)藝的運行情況等。

　　1.2項目背景

　　在團結水庫設置一(yī)處取水船，三台取水泵把水打至三公裏外(wài)的水廠，經過沉澱過濾等工(gōng)藝處理成嚴格标準的飲用水通過自流方式供給用戶。

　　本次項目管網延申距離(lí)大(dà)概在27公裏，途徑白(bái)羊唐、團和、魚龍、興隆、插旗共5個自然村(cūn)，4000餘戶。主管道施工(gōng)已經完成。目前分(fēn)支管網正在施工(gōng)過程中(zhōng)，分(fēn)支點數量及管徑等與設計有很大(dà)出入，分(fēn)支管網的選點設計方案在本方案中(zhōng)不夠充分(fēn)。

　　管網的高度落差大(dà)概在196米，根據現場實際情況本方案在主管網中(zhōng)選點13個，監測流量壓力數據。由于分(fēn)支管施工(gōng)未完成，暫定分(fēn)支監測點爲19個，以後可以擴充。

　　主管采集點DN200 設置8個;

　　主管采集點DN160 設置2個;

　　主管采集點 DN110 設置2個;

　　主管采集點 DN90 設置1個;

　　支管采集點 DN50 設置14個;

　　支管采集點 DN32 設置5個;

　　監測點類型全部爲流量壓力類型。

　　經實地勘察主管采集點有一(yī)個取市電不便，其它都可以就近取市電，從溝通取電難度方面出發，建議全部選用太陽能供電方式爲主，市電爲輻。

　　第二章 采集點概述

　　2.1采集點通訊方式概述

　　各管網測壓、測流點監控點分(fēn)布範圍廣、數量多、距離(lí)遠，地理位置偏僻，寬帶網絡不容易接入，因此考慮采用無線通訊網絡。

　　目前GPRS無線傳輸的速度可以達到115kbit/s，目前2.75G網絡的實際帶寬經測試能穩定在30~50 kbit/s，而管網測壓、測流點數據傳輸屬于突發性的數據業務，帶寬僅在1 kbit/s左右，因此，在管網測壓測流點采用GPRS網絡進行數據傳輸能滿足通訊穩定性、實時性、可靠性的要求。

　　目前，GSM網絡經過電信部門的多年建設，覆蓋範圍不斷擴大(dà)，已成爲成熟、穩定、可靠的通信網絡，特别是中(zhōng)國移動新推出的GPRS數據業務。GPRS系統可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業務平台上構建監控系統，實現管網監控點的無線數據傳輸具有可充分(fēn)利用現有網絡，縮短建設周期，降低建設成本的優點，而且設備安裝方便、維護簡單。因此，采用無線GPRS通訊是本系統最經濟合理的通訊方式，經過現場勘測，在管理站、進站支管、大(dà)用戶流量監測點等處均有中(zhōng)國移動通訊網絡覆蓋，完全滿足GPRS傳輸設備使用要求。

　　GPRS無線傳輸數據有以下(xià)優勢：

　　GPRS設備聯機的特性，對于使用者而言，随時都在上線的狀态。這項技術系與GSM網絡配合，傳輸速度可以達到115kbit/s。GPRS是目前解決通信信息服務的一(yī)種較完美的業務，它是以數據流量計費(fèi)、覆蓋範圍廣泛、數據傳輸速度更快。GPRS的推出，爲行業和企業用戶開(kāi)展無線傳輸提供了基礎設施平台。

　　GPRS用戶可随意分(fēn)布和移動自己的網絡點，無須擔心線路的維護或有線在移機時導緻的通訊中(zhōng)斷。

　　終端價格比較低，與DDN相比，較DTU或基帶Modem(DDN專線Modem)其終端價格便宜很多，采用數據流量包月方式即可滿足測控的傳輸要求。

　　GPRS 資(zī)費(fèi)方式：GPRS根據通信數據的流量和提供的服務質量進行計費(fèi)。在GPRS網絡中(zhōng)，用戶隻需建立一(yī)次連接就可長時間的保持，而且隻在傳輸數據占用信道時計費(fèi)，保持時不占用信道不計費(fèi)。用戶不用頻(pín)繁點擊建立連接，也不必支付傳輸間隙時的費(fèi)用。

　　GPRS能更好地支持頻(pín)繁或少量突發型數據業務，通信質量穩定可靠，永不掉線。

　　GPRS網絡接入速度快，提供了與現有數據網的無縫連接。由于GPRS網本身就是一(yī)個分(fēn)組型數據網, 支持TCP/IP、X.25協議，因此無需經過PSTN等網絡的轉接，直接與分(fēn)組數據網(IP網或X.25網)互通，接入速度僅幾秒鍾，快于電路型數據業務。采用TCP/IP協議，較以前的無線數據網絡(集群，雙向傳呼，GSM短信息)而言，網絡接入更加直接方便。

　　信号覆蓋好。與很多無線數據網絡(集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA)比較，其網絡覆蓋範圍廣、信号穩定。

　　GPRS基本不需維護，系統擴展性好。建設新的用戶點無需進行拉線、埋線等工(gōng)作。比光纖或專線系統投資(zī)少，設備安裝方便。

　　根據以上分(fēn)析，測壓、測流點傳輸部分(fēn)均采用GPRS網絡。

　　2.2無線GPRS傳輸工(gōng)程建設方案

　　爲了實現GPRS無線遠程測控，業主需通過當地網絡運營商(shāng)，在水務局申請可有上網的寬帶接入，實現計算機的網絡連接。

　　在管網流量、壓力測控點，安裝GPRS通訊模塊，模塊安裝中(zhōng)國移動GPRS數據流量包月卡，數據包月流量100M，通訊模塊通過GPRS網絡與水務局服務器建立連接，這樣即可實現GPRS無線傳輸網絡的數據傳輸。

　　2.4流量壓力監測系統

　　現場管網監測點示意圖：

　　現場實際查探，大(dà)部分(fēn)地點如圖所示，管道埋藏深度淺，地面爲石質地面，從保護設備方面出發，管網監測點需要修砌如下(xià)圖所示檢測井。

　　采集點組網示意圖：

　　現場安裝示意圖：

　　2.5終端設備安裝說明

　　本測控終端被安裝在供水管網主管處，采集主管道壓力、流量;

　　由于供電條件的限制，所以供電方式一(yī)般采用太陽能供電或高能電池組供電，市電220V作爲輔助電源。壓力流量測控終端所使用的GPRS模塊、控制器都采用低功耗設計。

　　該測控終端安裝的環境比較潮濕，設備安裝完畢需要做防潮處理。

　　太陽能供電測控終端設備

　　2.6設備性能說明

　　◆遙測終端機：

　　RTU可以通過筆記本電腦現地對系統的配置進行修改，也可以通過中(zhōng)心站遠程對系統的配置進行修改。

　　具有低功耗和高可靠性，并具有擴展傳感器接口、通信、電源等各種接口，接口應具有過壓和過流保護設置;

　　應能實現自報式和查詢-應答式的混合工(gōng)作制式;

　　應能按時序記錄、存貯和發送所連接傳感器采集的參數值，配置1個串行接口;

　　應保證在野外(wài)環境溫度、低濕度和沙塵的環境中(zhōng)能正常工(gōng)作。

　　RTU在正常維護條件下(xià)平均無故障工(gōng)作時間MTBF不小(xiǎo)于25000h。

　　◆ 電磁流量計

　　一(yī)體(tǐ)式電磁流量計産品特點：

　　1、測量不受流體(tǐ)密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響;

　　2、測量管内無阻礙流動部件，無壓損，直管段要求較低;

　　3、系列公稱通徑DN15～DN3000。傳感器襯裏和電極材料有多種選擇;

　　4、轉換器采用新穎勵磁方式，功耗低、零點穩定、精确度高。流量範圍度可達1500：

　　5、轉換器可與傳感器組成一(yī)體(tǐ)型或分(fēn)離(lí)型;

　　6、轉換器采用16位高性能微處理器，2x16LCD顯示，參數設定方便，編程可靠;

　　7、流量計爲雙向測量系統，内裝三個積算器：正向總量、反向總量及差值總量;可顯示.莊、反流量，并具有多種輸出：電

　　流、脈沖、數字通訊、HART;

　　8、轉換器采用表面安裝技術(SMT)，具有自檢和自診斷功能;

　　第三章 中(zhōng)控室組網及軟件概述

　　3.1網絡結構圖

　　中(zhōng)控室需要的硬件如下(xià)：

　　操作員(yuán)計算機2台

　　管理員(yuán)計算機 1台

　　企業級服務器4台(其中(zhōng)平台運行服務器1台，數據處理服務器3台)

　　企業級交換機 1台

　　企業級防火(huǒ)牆1台

　　矩陣大(dà)屏幕

　　需要單獨房間布置服務器及網絡設備。

　　3.2軟件架構

　　3.3軟件界面

　　3.4 軟件系統實現功能概述

　　1.生(shēng)産管理體(tǐ)系

　　通過生(shēng)産管理體(tǐ)系，可建立起一(yī)套标準化的生(shēng)産管理機制，爲供水企業提供運行調度、應急指揮等方面的管理工(gōng)具，包括SCADA調度系統、化驗室水質管理系統、能耗管理系統、應急指揮調度系統、水力模型。

　　(1)SCADA 調度系統

　　借助調度功能，調度中(zhōng)心可遠程監測各供水單元的實時生(shēng)産數據和設備運行參數，并可遠程控制水泵、閥門等供水設備。

　　(2)化驗室水質管理系統

　　該系統能夠及時、準确的爲運行管理人員(yuán)提供化驗檢測數據，使其掌握生(shēng)産運行各階段的水質情況。

　　(3)能耗管理系統

　　過去(qù)粗放(fàng)型的能耗管理已不适用于當前的環境，必須建立一(yī)套完整的能耗管理系統，對水廠的電耗、藥耗進行全方位的監管和分(fēn)析。

　　(4)應急指揮調度系統

　　能夠提高企業處置城鎮供水重特大(dà)事故的能力，加強對突發事故應急處置工(gōng)作的統一(yī)組織和指揮，減少突發事件造成的損失、保障城鎮安全供水、确保市民的飲水安全。

　　(5)水力模型

　　供水管網建模是仿真供水管網系統動态工(gōng)況的最有效的方法，能夠提供供水系統最有價值的信息，有助于供水管理者實現管網科學化、現代化管理。

　　2、運維管理體(tǐ)系

　　運維管理體(tǐ)系是針對管網及其附屬設施的管理系統，爲管理者提供基礎的數據管理工(gōng)具，以及日常巡檢、檢漏等業務的管理工(gōng)具。

　　(1)管網巡檢系統

　　利用管網巡檢維修系統，巡檢人員(yuán)通過GPS 定位，及時發現供水管道及附屬設施有損壞、缺失或有危及安全運行的情況。

　　(2)設備管理系統

　　面向企業的設備管理人員(yuán)，對企業設備的日常業務進行全面管理，幫助企業全面清晰的掌握設備狀況，保障穩定運行。

　　(3)管網GIS 系統

　　用于供水企業管線日常業務管理，将管網管理從粗放(fàng)式向精細化過渡，提高對供水管網的綜合監管水平，降低異常事件的發生(shēng)，從而提高供水安全。

　　(4)漏損管理系統

　　對各DMA 分(fēn)區内的流量和壓力節點進行實時監測，應用夜間最小(xiǎo)流量原理，實現對供水系統漏損或問題區域快速判斷，該系統同時具有系統中(zhōng)設備故障的在線報警功能。

　　3、經營管理體(tǐ)系

　　通過現代化的科學管理手段，建立完善的水務客戶信息收集、管理和跟蹤系統。

　　(1)營業收費(fèi)系統

　　營業收費(fèi)系統是一(yī)套符合國家标準的專業化系統，采用模塊化、插件化設計，融入現代管理理念，注重各功能模塊間的信息互聯和共享，強化數據深度處理和利用。

　　(2)報裝業務系統

　　該系統對用戶報裝進行統一(yī)的信息化管理，所有文檔均可快速查找，所有操作日志(zhì)都會記錄，在部門之間使業務流程自動流轉下(xià)去(qù)。

　　(3)表務管理系統

　　對水表全生(shēng)命周期進行管理，從水表入庫至報廢皆可進行全程跟蹤。

　　(4)手機抄表系統

　　該系統在抄表工(gōng)作以及管理方面提供更加高效快捷的管理方法，并有效的提高工(gōng)作效率。

　　(5)自助繳費(fèi)終端機

　　· 提供水費(fèi)賬單查詢功能，并支持微信、支付寶等多種繳費(fèi)方式。

　　· 提供用戶繳費(fèi)記錄、水費(fèi)詳情查詢功能。

　　· 支持對IC卡水表的水卡充值。

　　· 支持對IC卡水表的水卡充值記錄進行查詢。

　　· 提供用水的基礎信息學習和發布服務，便于社會公衆能夠掌握用水知(zhī)識。

　　· 提供發布供水公司及供水情況動态信息的服務，便于社會公衆能夠第一(yī)時間掌握供水資(zī)訊。

　　· 支持自助繳費(fèi)終端機運行狀态的實時監控。

　　4、客戶服務體(tǐ)系

　　高标準的客戶服務管理體(tǐ)系，提升企業的整體(tǐ)服務水平，爲用戶提供多種服務方式，能夠提高用戶的滿意度。

　　(1)微信公衆号

　　爲水司日常管理人員(yuán)提供與用戶進行交互的平台，爲社會工(gōng)作提供獲取水動态信息及快捷辦理繳納業務的現代化途徑，進一(yī)步提升供水公司和政府單位的社會形象。

　　(2)服務熱線系統

　　客戶通過自動語音服務查詢用水量、水費(fèi)、水價、申請流程等信息，也可以轉人工(gōng)座席，對有關用水計量、水壓、水質、報漏、設施維修、違章用水等問題進行咨詢和投訴。

　　(3)門戶網站

　　堅持“以用戶爲中(zhōng)心，以服務爲宗旨，突出政務特色”的原則進行網站開(kāi)發建設，主要體(tǐ)現“信息公開(kāi)、在線辦公、公衆參與”三大(dà)功能。

　　5、綜合管理體(tǐ)系

　　綜合管理體(tǐ)系爲各業務部門提供相應的業務系統，用以規範各業務的工(gōng)作流程、優化辦公手段、提高工(gōng)作效率、促進各部門間協作、确保工(gōng)作成果準确完整。

　　(1)綜合辦公系統

　　通過先進成熟的計算機和通信技術手段，建立的一(yī)個高質量、高效率、智能化的辦公輔助系統。

　　(2)決策分(fēn)析系統

　　幫助企業的決策管理層了解企業經營現狀，發現企業運營的優勢和劣勢，預測未來趨勢，對決策的執行情況和結果進行客觀準确的評估。

　　(3)工(gōng)程管理系統

　　建立标準化的工(gōng)程管理系統，将各水務公司的工(gōng)程項目進行集中(zhōng)管理、全局掌控，實現工(gōng)程項目的預算管理以及全過程管控。