基于北斗導航系統的智能水管理系統

安徽省滁州中學高三（2）班 張代峰

基于北斗導航系統的智能水管理系統

安徽省滁州中學高三（2）班 張代峰

將北斗衛星導航系統的定位，導航,精密受時,短報文通信功能運用于城市智能水管理系統中，可有效解決管網漏水；有效控制水的質量；提高消防供水管網的可靠性；智能管理居民生活用水。以加強對水資源的使用和管理，保護我們的水資源。

北斗衛星導航；城市智能水管理系統；水資源的保護；使用和管理

“別讓我們的眼淚，成為地球的最后一滴水”------一語道出了水資源的寶貴和缺乏。水是生命之源，動植物離不開它，人類更離不開它。城鎮化的發展趨勢更加大了城市對水資源的需求，城市用水包括生產、生活用水和消防用水。如何安全、有效、合理地運用水資源，保護我們賴以生存的水資源質量，減少輸送管道滲漏，減少突發的跑冒滴漏給我們生活帶來的不便成為管理“水”資源重要課題。但由于給水管網大多敷設在地下，且管網分布廣泛，水量的計量比較分散，這些因素給供水系統的管理帶來不便。

北斗衛星導航系統是我國自主建設、獨立運行、開放兼容和穩定可靠覆蓋全球的衛星導航系統。它是我國重要的時空和信息基礎設施，使我國成為繼美、俄之后第三個擁有自主衛星導航系統的國家，可向全球用戶提供高質量的定位、導航、授時與短報文服務，在國民經濟社會各行業廣泛應用。北斗衛星導航系統的精準位置服務和短報文通信功能將全面支持用水物聯網體系建設，充分提升城市水資源地下管網安全管理水平。

在市政供水管網中，我們把相應的感應器和處理器（以下合稱智能遙感器）嵌入和裝備至供水系統的重要結點上，如水廠出水閥門、供水主干管及沿管路的主要閥門、市政消火栓和自來水公司直管的一戶一表的水表等，通過智能遙感器獲取相應的物理量（如水壓，水質參數，溫度，流速等），通過北斗通信系統將智能遙感器獲得的信號在設定條件下，按上傳時間向主站管理系統上傳信息；智能遙感器接收主站管理系統發出的返回信息；智能遙感器處理返回信息；智能遙感器向主站管理系統返回應答信息。這樣在智能水系統管理主站的信息平臺上，可以清晰地看到整個管控區的自來水管道，閥門在哪兒，消防栓在哪兒，水表讀數等都可一目了然。公共供水管網平均漏損率為20%，若以每噸水的供水成本1.5元計算，每年因漏損造成的直接經濟損失為154億元。有了智能水管理系統，智能遙感器將測出的水壓、水質參數、溫度、流速和噪聲等數值返回主控機，通過數值對比，管理人員在管理主站平臺上可以發現哪段管道漏水了，哪個閥門壞了，何處消火栓漏水了，平臺會利用北斗的精準定位及時發現故障點，技術人員就能快速、準確找到問題管線的位置并進行修復，克服了地下管網不易被發現和受到障礙物等設施的干擾的影響[1]，及時修復漏水點，減少水資源的無謂消耗。

1 有效解決漏水問題

中國供水管網建設速度為平均每年3萬公里長度，全國城市

2 有效控制水的質量

城市用水分生活用水、生產用水和消防用水，每種性質的用水對水質的要求也不同。如果統一按生活用水的質量要求統一供水，勢必加大對水處理設備的投資，不利于節能。我們可對不同用水按照各自的水質要求分別進行監控，通過對管網用水末端的水質探測器獲取水的含氧量、細菌含量等數據，再通過信息傳輸至管理主站。當測出水質受到污染不能達到相應用水標準時，通過北斗的定位功能關閉受污染管段，找出污染原因，盡快治理，讓千家萬戶喝上干凈健康的水。

3 提高消防供水管網的可靠性

隨著城市化進程的加大，城市中的高樓大廈拔地而起，大型商場超市相繼落成，對城市消防管網的要求也越來越高。通過消防管網上的智能遙感器可有效探測消防管網上壓力和水充滿度，保證消防管網內充滿有一定壓力的水，這樣在遇到火情滅火時，消防車可從市政消火栓上接到有效可使用的消防水，不致出現打開室外消火栓放不出水，或放出涓涓細流不能滿足滅火的要求的情況，導致火情肆虐，給國家和人民的生命財產造成不必要的損失。

4 智能管理居民生活用水

供水主站通過和互聯網相聯后，用戶可及時查閱自家的用水量，短期不在家時或出門忘了關水龍頭可通過手機告知管理主站關閉自家閥門，以免有未關閉的水龍頭或管道滲漏造成漫水或水資源損失等問題。信息平臺上可看到高層的二次加壓供水，通過對溫度、環境的狀況實時監測，及時調整水壓力，壓力過小，不能滿足用戶的需求；壓力過大，就會減少管網和用水設備的使用壽命。

城市供水管網是現代城市的基礎生命線，管網安全直接關系著人民生命財產安全和城市運行安全保障。建設水物聯網體系，充分應用信息化、智能化技術，加強水資源管理能力，已成為供水系統管理的必然發展之路。在這個過程中，北斗衛星導航系統以其獨有的優勢，將為水物聯網建立起精準、牢固的時空保障科技基礎。[2]

[1]徐瑤.中國位聯啟動“百城百聯百用”行動[N].中國測繪報, 2014-08-12.

[2]趙梅.燃氣攜手北斗,共鑄管網安全[J].城市燃氣,2014(09):47.