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軟件技術要求概述：

      基于SCADA系統的長輸供水管道泄漏監測系統軟件(管道泄露檢測定位系統軟件)應部署在水廠及轄屬多級管理站調度中心，作為整個連通輸水工程中心調度平臺的基礎。該調度中心負責所有管理站、輸水管道的調度、運行以及生產管理數據的存儲、應用、發布、管理等功能。同時為遠期調度管理范圍的擴建預留相應的軟硬件接口。

      調度中心部署工程師站、以太網主干交換機、數據服務器等硬件設備以及多級廠站智能調度模型、智能處置分析軟件、智能評估及報警軟件、應用開發工具等軟件。其系統軟件技術要求如下：

上圖為長輸供水管道泄漏監測系統軟件登入界面圖

一、智能調度模型系統

      調度系統配置在SCADA系統平臺上定制開發的長輸供水管道泄漏監測系統軟件，多級管理站智能調度模型、用于實現輔助決策支持及專家調度的功能，通過建立系統的水量預測模型、水力水質計算模型和決策調度模型，根據預測的水量，利用計算決策模型分析調度方案，進而產生在滿足安全條件下的較經濟運行方案，其主要由三個模型構成，分別為水量預測模型、水力模型和決策模型。

（1）水量預測模型

      輸配系統的水量預測對安排生產計劃和設備維護計劃，事故應急切換具有重要的意義。通過用水量預測對各個受水點的用水量歷史數據與天氣、節假日、施工等情況的關聯分析，生成用水量預測值（包括分鐘、小時、日、旬、月等）。考慮到水量既會隨氣溫變化（季節變化），也隨居民作息時間發生變化，同時節假日也會影響城市需水量。因此，需充分考慮各種不同因素對模型的影響，分類歸納需水量函數。

      日供水量預測：水量相對穩定的季節水量預測模型可按每周作為周期進行預測，建立每周工作日、休息日及節假日的預測模型。水量變化較大的過渡期還需建立每日水量預測模型，可按工作日、休息日及法定節假日進行預測某天的需水量。

      24h水量預測：建立日供水量預測模型后，需正確分析每天當中的流量變化規律，才能為調度模式預測提供數據支撐，通過預測每天24h（按小時時段劃分）的變化規律，進而預測一天24h的逐時段水量。

水量預測模型的選擇：目前水量預測的方法很多，根據對數據的不同處理方式，水量預測常用的方法有三大類：時間序列法、結構分析法和系統方法。

（2）水力模型

      建立受水廠與管理站之間輸水水力計算模型，其原理與模型主要包括的內容應如下。

      輸水管道泄漏監測系統的管網水力學模型通常采用曼寧公式計算，即針對管網（包括管段、閥門、水泵、水塔等）的動態信息和靜態信息，建立管網的狀態方程（包括連續性方程、能量方程和管段水頭損失方程），然后求得管網中各管段的流量、流速、水頭損失，各節點壓力，以及各水源的供水量和供水壓力。zui后將所得的計算結果與監測數據相比較，如果誤差不滿足要求，則相應修正模型的相關參數。

輸配水力模式其實質是對輸水管網的計算機模擬，模型需包括以下和實際設施對應的對象：節點、管段、閥門、水泵、水池。此外，模型還需要和供水管網數據采集與監測系統進行對接，獲得系統測流、測壓裝置的檢測數據。

上圖為SCADA系統長輸供水管道泄漏監測系統軟件(管道泄露檢測定位系統軟件)水力模型展示圖

（3）調度決策模型

      系統在運行過程中流量是隨時間變化的，流量的變化導致各節點水位或壓力變化。為確保系統運行效率zui高，需及時修正輸水閘門控制運行頻率或組合以及各受水點的調節設備狀態。

      日常調度需以水位和流量變化兩個指標為調度目標，以原水輸配系統的效率zui高為優化方向。日常調度根據實測流量、水位、開度數據，調用實時調度指令生成模型，快速計算出下一時刻各泵站流量、閘門開度，并形成相應的調度指令。

（4）模式優化及調度專家庫

      計算機輔助調度系統根據接收到的管網運行實時數據，利用管網動態水力模型作為分析基礎，綜合管網分布數據等，計算出后續時刻需要采取的資源調度模式，并根據數據庫中存儲的當前管網中使用的各種類型設備的水力特性，各類控制設備的運行特性，以制水成本作為目標函數反饋自動調度指令修正，制定出統一的管網各泵組協同工作的優化模式方案。

（5）事故預案

      調度中心根據管理站及管線運行故障進行模擬分析，形成可能的事故處理預案。當實際運行時一旦調度系統監測出對應的事故狀態發生時，調度中心介入，根據事故處理預案進行處理。

二、計算機輔助調度

       計算機輔助調度系統，是應用現代信息技術（包括自動檢測、現代通信、計算機和自動控制等新型技術），對影響輸水全過程各環節的主要設備、運行參數進行實時監測、分析，提出調度控制依據或實施參考方案，輔助輸水調度人員及時掌握配水系統實際運行工況，并實施科學調度控制的自動化信息管理系統，主要包括SCADA系統和調度管理系統。

       基于SCADA系統的長輸供水管道泄漏監測系統-計算機輔助調度系統負擔的主要任務是：匯集供水工程范圍內全過程輸水生產調度所需的數據和參數，包括水量、水壓、水質、水位、電量等工藝運行參數和電氣參數；主要工藝設備運行工況參數。完成對運行數據的預處理、存檔、顯示和打印，同時，要把水廠及各級管理站數據通過通訊系統提供給調度層面的GIS管理信息系統、管網動態仿真及水力模型系統和多管理站智能調度模型系統，并將優化后的的調度操作指令，通過數據通信系統下達到SCADA系統遠程站或由人工下達。其具體實現功能如下：

上圖為SCADA系統長輸供水管道泄漏監測系統軟件GIS管理信息系統展示圖

（1）數據遠程通信功能

（2）數據管理功能

（3）監測和報警功能

（4）調度功能

（5）事件處理功能

（6）系統的再開發功能

（7）計算機輔助調度系統的擴展功能

三、智能處置分析系統

      SCADA系統智能處置分析系統主要對長輸供水管道泄漏監測系統(管道泄露檢測定位系統軟件)發生的事故事件進行處理，建立一套事故判別、事故損害評估、應對預案、切換效果評估、預案實施步驟的完整體系。包括事故判別、事故評估、事故預案庫、預案實施效果和影響評估、預案水力模擬和仿真分析、預案操作方案，其需包括以下主要功能：

（1）突發事件數據采集：收集突發事件相關預警模塊信息，現場數據采集（應急檢測、現場數據圖像傳輸）。

（2）應急響應：根據分析評估提供的信息完成應急預案啟動/解除、應急信息上報、聯動與救援指揮等調度功能，并在應急處置完成后生成事件處置過程報告。

（3）應急預案管理：應急資源管理根據應急處置報告完成調度應急預案的修訂，查詢、更新。

（4）應急培訓演練：應急培訓演練需具有應急培訓、演練的功能，主要為培訓調度管理人員，提升風險防范意識，提升系統應急指揮能力。

四、智能評估及報警系統

      通過數據采集和傳輸設備RTU獲得豐富的實時數據后，智能分為兩個層次，一是簡單的底層報警判斷評估。對工藝、設備、水質的安全建立報警界限，監測到數據超出界限范圍，則發送實時報警信號；二是數據的統計分析和關聯處理，為系統評估、調度、能耗管理等提供基礎數據支持。

上圖為SCADA系統長輸供水管道泄漏監測系統軟件(管道泄露檢測定位系統軟件)報警界面截圖