淺談城市供水調度系統的建設與維護

黃東才

摘 要：從供水調度系統工程的建設入手，闡述了該系統的各種應用功能，重點介紹了供水調度系統的組成，并探討了供水調度系統的日常管理和維護，以期為調度系統的建設及投運后的維護管理工作提供借鑒。

關鍵詞：供水調度系統；公用設施；運行控制；可編程邏輯控制器

中圖分類號：TU991.64 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.10.128

作為城市公用設施中極為重要的組成部分之一，城市供水系統對人們的生活有著巨大的影響，其不僅保障著城市的日常用水和礦企的生產用水，還具備城市的消防、綠化等供水職能。為了實現城市供水系統的平穩、安全運行，從而保證社會生產的順利進行，必須加強對城市供水系統的管理。而城市供水調度系統具有調整和管控功能的中心系統，運用該系統可及時了解整個城市的供水情況，進而實現有效的供水調控。

1 城市供水調度系統的相關特征

供水調度系統是指在信息時代下，將城市供水的監測、采集和控制等融為一體，可實現自動化管控的系統。該系統是對當前計算機網絡技術、通訊技術等的整合，包含了專業的空間分析功能等，可實現對城市供水系統運行狀況的動態監測和數據分析，最終實現對城市供水調度過程中各個環節的科學配置，保證城市供水系統的穩定、安全運行。該系統中的部分調度系統能通過指令實現對監測點的遙控，從而使城市供水更加科學、合理。此外，該系統還充分利用了現代先進的互聯網信息技術，并與一些硬件設備相結合，促進了城市供水調度系統功能的有效發揮。這不僅能實現水廠對管網的動態監控，還能提高安全維護、項目搶修等工作的效率。因此，該系統是城市供水實現經濟、安全的必要基礎保障。

2 城市供水調度系統的組成

2.1 泵房自動化系統

目前，我國的水廠工程已逐步向自動化、智能化的方向發展。傳統的水廠工程受到經濟條件和科技水平的限制，自動化水平普遍偏低，僅具備常規的運行控制功能，無法滿足時代發展的需求。因此，必須采用先進的自動化控制技術對其改造。近年來，我國建設的水廠站充分滿足了自動化發展的需求，利用可編程邏輯控制器終端安裝了通訊裝備，實現了與城市供水調度中心的數據遠程傳送和信息共享。水廠站泵房運行的數據采集是通過可編程邏輯控制器終端集成來實現的，它能有效收集電纜信號，并傳輸至各個水泵機組、在線儀表等，以便于相關人員調整運行參數。經過改造后的水廠站泵房的整個控制流程和運行模式都發生了一系列的改變，具備了更強大的設計功能：①能通過可編程邏輯控制器終端觸摸屏在泵房現場對機組進行相關操作。②授權后，公司的供水調度人員可直接對水泵機房進行遠程控制，公司調度中心的調度人員與技術控制人員能同時在線查看水廠站泵房系統的運行參數，包括余氯、pH和耗電量等。而系統可以圖表、曲線和動圖等形式顯示這些參數，從而使相關人員更快地掌握系統運行的基本情況。這種模式已經打破了時間和空間的限制，只要具備網絡條件，相關工作人員便能隨時隨地掌握水廠站的運行情況。③水廠站泵房自動化系統不僅功能齊全，還具有相應的安全保護措施，在防雷、防電等方面的維護措施相當到位，完全按照規范設計，消除了潛在的安全隱患，且在系統終端配備了專門的備用電源，可避免測控系統紊亂的情況發生。

2.2 供水管網壓力監控終端

應根據城市的地形和管網分布情況確定合適的監測點和科學的水管網數量。在主城區，可在各水廠的分界處建立監控終端；在居民生活區及閉塞、偏僻的區域，可通過壓力監測裝置監控。此外，還應充分利用GPRS數據傳輸技術，將所采集到的數據上傳至城市供水調度服務中器，調度人員可通過對比服務器中的數據，全面了解配水管網的壓力情況進，從而進行科學、有效的分析，實現對供水設施的優化和科學調度。目前，我國大部分城市已建立了完善的管網監測終端，平均每2萬人配備有1處管網測壓點，監測數據非常精準。需要注意的是，在建設管網監測終端時，要充分考慮公司的實際供水情況，結合公司未來的建設和發展思路，并從長遠利益的角度考慮。

在管網終端的建設中，還需要考慮建成后的水質和流量。監控終端的數據傳輸主要采用無線服務技術，可實現監控系統與調度中心的有效連接和數據的實時傳輸。在實際應用過程中，可根據工作需求添加程序更新等功能。配水管壓力監控終端主要通過大容量蓄電池、單晶硅太陽能電池板、太陽能控制器等供電，它能24 h為監測設備供電，白天對膠體電池充電，晚上或在陰雨天氣為監測設備供電，運行機制安全、有效，效果較好。

2.3 視頻遠程監控系統

在城市的供水調度系統中，大部分水廠站分布在市郊水源地或城市周邊地區，位置偏遠且比較分散，不利于集中管理。因此，視頻遠程監控系統成為了水廠站管理的重中之重。在供水系統中的某些位置，比如泵房、值班室和水源取水口等處安裝了視頻監控設備，對這些區域進行24 h的動態監控，以便管理人員及時掌握供水站的運行情況。視頻監控系統具有良好的兼容性，不僅能支持以太網絡控制，還能接入各種模擬信號，避免出現不同系統設備之間不兼容的情況，且還能對已有的監控資源進行整合應用。具有訪問和查詢功能，只需通過IE瀏覽器和客戶端軟件便能了解供水站的運行情況并實現有效控制，管理人員可隨時調取和查看視頻資料。具有強大的軟件功能，能同時滿足管理人員的多項工作需求，可實現多級用戶權限的管理。在供水調度系統中，每名管理人員負責的項目不同，工作內容也不同。對這些管理人員或技術人員實行權限開放能促進按需要開放權限工作的開展，從而避免權限的過度開放和視頻監控管理混亂等現象。視頻監控系統所涉及的范圍較廣，且終端設置點較多，如果人力有限，則無法同時對這些視頻資料進行全面監控。因此，視頻遠程監控系統還具備按需回放視頻的功能，工作人員可根據實際工作情況調取所需的視頻信息。此外，該視頻遠程監控系統設備的性能較好，不僅能實現24 h的監控運作，還能在一些無光或光線較弱的場所應用，不存在監控盲區，可實現對水源地、泵房及供水系統其他部位的全方位監控。

2.4 終端數據的有效采集

2.4.1 數據查看方式多樣化

供水調度系統的數據類型多種多樣，數據的查看方式也有很多種。以地圖監控為例，其主要包括百度地圖和衛星地圖兩種。其中，在百度地圖中能對管網測壓點、泵房終端等位置進行標注，通過點選能彈出相應的參數菜單，從而實時查看和分析這些數據。這種方式比較直觀，且能及時更新數據，便于管理人員調整調度方案，且在遇到突發狀況時，管理人員能依據這些參數對事件進行科學分析，從而找到相應的解決辦法。此外，也可采用參數總覽查看方式。該方式具有一定的優越性——水廠站與泵站等運行參數能在同一個頁面顯示，有利于調度人員對水廠站的運行情況進行全面了解。

2.4.2 數據的有效分析

數據分析中的數據主要包括實時數據和歷史數據兩種，主要通過報表、柱形圖和曲線圖等形式顯示這些數據。該系統能根據實際需要對數據的時間、測點和參數進行分析，并生產不同類型的數據圖。比如，要想了解某地的壓力變化指標，只需要選取相應的測點并確定時間段即可獲得這些指標。不同的查詢方式的顯示形式也有所不同，如果選取曲線查詢，則系統會自動生成曲線圖，顯示這一時間區域內各測點的壓力變化情況。這具有一定的直觀性，且能使管理人員有效判斷、分析這些參數指標，從而進行科學的調整。

2.4.3 系統管理功能的多樣化

數據的采集和分析系統能滿足不同用戶的多樣化需求，使城市供水調度系統的管理更具科學性和有效性，避免交叉管理現象的發生。該系統的管理功能主要有以下幾項：①能對各種運行參數進行有效調整，比如，某些儀表的數據出現偏差后，可通過后臺修正這些數據；②能發布相關的公告和生產指標等信息，以便于管理人員或技術人員參考；③管理人員或技術人員能通過分系統瀏覽數據，且系統中的工作人員能實現實時溝通，從而共享信息，這大大地提升了管理效率；④該系統的用戶能實時查看視頻資料，但需要針對不同的用戶給予不同的權限，且禁止隨意回放視頻，。

3 城市供水調度系統的日常維護

3.1 系統測控終端硬件的維護

城市供水調度系統的正常運行需要日常維護和管理奠定基礎，從而保證檢測數據的準確性。對于系統測控終端硬件的維護，維護人員需要考慮多方面的因素，并根據終端的特點采取具有針對性的維護措施。一般情況下，系統測控終端安裝于環境相對較好的泵房或配電室，其維護工作比較簡單，做好清掃除塵工作和定期檢查即可。對于強電路部分，應加強對控制信號線路和電源供電線路的維護，避免出現短路現象。此外，在供水站的泵房內包含了大量的排水設備、管道和電纜等，維護人員應明確這些線路的走線和安裝位置，避免出現滲水問題，且應對相關的電氣安全設備進行有效檢查，消除潛在的安全隱患。

3.2 管網測壓終端的維護

通常情況下，管網測壓終端多安裝在城市道路路邊及郊區，易受到塵土等環境因素的影響，因此，其維護工作的主要內容為防塵——但我國夏季的雨水量較大，經過雨水的沖刷后，一般不需要對太陽能電池板除塵；在冬季，尤其是降雪后，為了避免積雪對終端造成影響，應及時開展除雪工作。采取上述措施后，部分灰塵仍能通過百葉窗或門縫進入設備內部，進而影響了電子設備功能的發揮。因此，應定期清灰，保證設備的穩定運行，從而降低設備的故障率。此外，還應維護管網測壓終端的防水設備，這是因為一些在線儀表等設備多安裝于地下閥門處，在實際運行過程中此處易出現滲水的情況，因此，相關維護人員應定時巡查，及時解決此類問題，保證在線儀表的有效運行。

3.3 儀表設備的故障管理

在線儀表在供水調度系統中起著極為重要的作用，因此，在選擇儀表的過程中，相關人員就應盡量選擇廠家信譽度高、運行性能好的品牌。在實際應用中，維護人員應積極觀察儀表的運行狀況，推廣應用運行狀態良好的儀表；關注儀表的運行環境，避免其處于潮濕、電磁等環境中，進而影響儀表參數的準確性，尤其是在冬季，儀表易受到天氣現象的干擾，進而導致數據出現偏差，因此，維護人員要對其進行定時檢測，及時發現問題，并采取有效的措施解決這些問題；積極開展儀表的日常維護工作，觀察儀表數據是否存在較大的偏差、儀表的運行狀態是否良好，并有效解決存在的問題，保證儀表功能的有效發揮。如果儀表長期處于數據偏差大、運行狀態差的情況，則其提供的測量數據無參考價值，儀表設備也會失去應用價值。

4 結束語

城市供水調度系統具有一定的技術含量，包含了自動化技術、監控技術、數據采集和分析技術等多種現代化技術。因此，相關工作人員應充分了解該系統的運行知識，并加強對該系統的管理和維護，從而促進城市供水調度系統功能的有效發揮。

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〔編輯：張思楠〕