浅谈城市自动化供水系统

　　摘要：本文简单介绍了城市自动化供水系统中供水管网的远程监控、供水泵站的自动化系统的主要特点和现阶段的适用技术，特别在网络技术的影响下，城市自动化供水系统发展迅速。本文主涉及其中的两个方面:供水管网的远程监控、供水泵站的自动化系统，现将就这两方的现状做一个简单的介绍。
　　关键词：城市；自动化；供水系统；
　　一城市自动化供水管网远程监控系统
　　1.城市自动化供水管网远程监控系统的特点
　　在城市供水管网系统中，由于各管网监控点分布范围广、数量多，个别点地处偏僻，因此架设光缆、铺设电缆难度大、不切合实际，向电信部门租用专用电话线要申请很多电话线，而且有些监控点线路难以到达，况且采用电话线路时需要等待漫长电话拨号过程，速度慢、运营成本高。总之，监控系统采用有线通信方式建设周期长、作难度大、运行费用高，不便于大规模使用。与之相比，无线通信方式则显得非常灵活，它具有投资较少、建设周期短、运行维护简单、性价比高等优点。
　　在监控系统中，无通信方式主要包括:超短波(23OMHz)无线数传、扩频、卫星通信、GS叨GPRS通信统等，其中卫星通信由于通信费用昂贵，只在一些特殊的领域下使用，未得以普及;而频通信技术虽然速率高，但传输距离有限，应用也受到限制。采用超短波数传电台作为输信道，具有组网灵活、维修方便、运行费用低等优点，但由于系统工作230M时z且多采用普通间接调制的数传电台，这就造成系统易受外界干扰、通信速率低、误码率高、信号覆盖范围小等缺点。
　　2.网络技术在城市自动化供水管网远程监控系统的运用优势
　　随着无线通信数字网络的发展，国内GSM网络覆盖范围不断扩大，己成为成熟、可靠的通信网络，建立在GSM网络结构的基础之上的GPRS的网络，不但具有覆范围广、数据传输速度快、通信质量高、永远在线和按流量计费等优点，而且其本身就一个分组型数据网，支持TCP八P协议，无需经过PS翎(公用电话交换网)等网络的转接，可直接与hitemet网互通。同时，为配合GS叨GPRS技术在各个领域的应用，国内外众通讯设备制造商都针对性的推出了相应GS叨GPRS模块。借助GS树GPRS技术在数据传上的优越性能，远程监控技术得到了迅猛地发展，各种基于GS叨GPRS技术的终端产正不断涌现，其应用领域极为广阔。
　　供水管网监控系统是典型的远程监控系统，GSM、GPRS技术在其上的应用正逐渐为城市供水系统优化的一个热点。监控端负责各管网监测点数据的采集和设备的监控，监控中心负责对来自监控终端的数据进分析处理，并发布各种调度命令，协调整个供水系统，监控中心与监控终端通过Gs树GP网络进行双向通讯。各种方案中，GSM、GPRS的具体组网策略有所不同，性能各有偏。虽然GSM、GPRS技术都能单独的实现数据远传功能，但因其实现机理的不同，各其优缺点。
　　3.供水管网监控方案的优化
　　而现有供水管网监控方案中，或单纯的采用GsM组网方式，或单纯的用GPRs组网方式，未能很好地结合两者的优点，导致系统在运行费用、效率及靠性等方面并不理想。为提升供水管网监控系统的性能，有必要对数据远传方案做进一地优化。随着单片机技术不断发展，单片机的能不断提高，开发难度也不断降低，以单片机为核心的一体化嵌入式设备，已成为监控终端的最理想选择，是当前供水管网监控系统化的一个热点。
　　二、泵站自动化供水技术
　　1.间接的优化途径
　　提高城市供水量预测的实时性和精度。使水厂能根据当前城市的用水状况，实时地得出最佳的水厂出水流量和出水压力，并以此指导泵站的供水。这样不但避免了因供水不足，致使的城市用水压力过低;同时，也不会因供水过剩，导致管网压力过高，造成爆管等事故，更加重要的是减少了功耗的浪费，间接提高了泵站的工作效率。管网正常运行时，任意一个用户水量的变化会影响整个管网状态。不同特性用户对管网状态的影响也各不相同。启闭阀门瞬间，管网内水流急剧变化，水流变化遵循波动方程而产生水击。
　　从供水系统的特点和实际运行的角度出发，重点对引水渠道有水状态下的水位、流量及渠段水位传播时间进行研究。通过在管网各关键节点设置监测点，并引用新的数据采集和通讯技术，提高管网监测数据的实时性和有效性，使其尽可能准确地反映当前的城市用水状况，为预测提供可靠的数据保障。GSM、GPRS等通讯技术在管网远程监控系统中的应用，极大的扩展了管网监点的设置范围，以及监测点数据的实时性和可靠性。此外，管网监测点的选址也是影响监测点数据有效性的一个重要因素，好的监测点选址策略，可以减少监测点数量，降低投资和运行费用。
　　2.直接的优化途径
　　通过水泵调速和泵组的优化调度，在己知最佳水厂出水流量和出水压力的前提下，使泵组以最佳的组合方案实施供水，泵站始终运行在较优的工作状态，降低泵站的能耗，提高了泵站的工作效率。此外，在调速过程中可保持效率基本不变，这样就可以避免水泵机组在低效率区域运转造成的电动机过载。但是，一方面，考虑到使用变频技术的设备费用与技术难度较恒速控制高；另一方面，泵站在大部分时间里的供水需求变化幅度较小，且恒速泵在额定工作条件下的效率要高于调速泵，因而在实际的泵站系统中，多采用恒速泵和调速泵并存的混合配置方案。
　　三、结语
　　在现阶段，结合GSM、GPRS两种通讯技术，构建一种新型城市自动化供水系统，不但降低了其管网监控系统的运行成本和维护难度，而且提高了系统的响应速度及通讯质量，对我国城市的供水系统的改革有着一定的推动作用。