20180722智慧水务资料包05智慧管网城市供水管网信息化建设与运行管理技术措施

城市供水管网信息化建设与运行管理技术措施行管理技术措施周玉文周玉文北京工业大学教授，博士生导师[e-mail]基本内容„基本概念„信息的基本要素——数据信息化的软件平台„信息化的软件平台„信息化的硬件平台„信息化集成技术基于信息化的管理技术„基于信息化的管理技术信息化建设的基本内涵„供水管网信息化建设是围绕供水管网信息采集、储存维护表达和利用的软硬件系统构建储存、维护、表达和利用的软、硬件系统构建过程，在构建过程中不断完善，其应用领域也会不断扩大会不断扩大。„供水管网信息化系统由于信息的不断累积，其价值也会不断提高价值也会不断提高。„信息的价值在于它能够真实地反映供水管网的物理属性水力学属性地理与空间状态属性物理属性、水力学属性、地理与空间状态属性和运行状态属性。我国的供水管网一直处在动态的扩建与更新过程之中，加之信息化技术不态的扩建与更新过程之中，加之信息化技术不断更新，所以信息化建设只有开始，没有结束。信息化建设的基本内涵„城市给水管网系统信息化工程一般是由专业软件硬件基础数据和智力投入构建的系统集件、硬件、基础数据和智力投入构建的系统集成产品，可以直接服务于政府管理部门、规划设计与施工管理部门和城市给排水管网系统运设计与施工管理部门和城市给排水管网系统运行管理部门，它是数字化城市的重要组成部分。„为了促进和规范城市给排水管网系统信息化建为促范城市给水管系信化建设，国家“十一五”科技支撑项目中已经列专项进行科技攻关，促进加快我国城市给排水管网系统信息化建设的产业化水平网系统信息化建设的产业化水平。„城市给水管网系统信息化建设是高科技的系统工程，必须全盘考虑、统一规划、分步实施，工程，必须全盘考虑、统规划、分步实施，否则就会导致重复建设、重复投资，不仅整个系统的精度难以保证，而且会造成极大的浪费。信息化建设的发展机遇„随着城市化进程的加快和信息化技术的普及，我国给排水管网系统信息化建设已经进入了历我国给排水管网系统信息化建设已经进入了历史最好的发展时期，为我国从事给排水管网系统信息化建设研究工作的科技人员、软件开发与咨询务的高新企业和给排水管建设与管与咨询服务的高新企业和给排水管网建设与管理企业提供了良性发展的机遇。国际上水系统信息化研究开发和建设也处于„国际上水系统信息化研究、开发和建设也处于高速发展期。为了适应这一发展，人才培养、软件开发与硬件平台集成、数据准备与管理等软件开发与硬件平台集成、数据准备与管理等均得到了快速发展，已经产生了一个新的学科——水信息学（Hydro-Informatics），并已经推动了城市给排水管网系统设计方法的更新经推动了城市给排水管网系统设计方法的更新和进步。信息化建设的挑战„在国外发达国家已经形成比较成熟的城市给排水管网系统信息化建设咨询服务软件开发水管网系统信息化建设咨询服务、软件开发、硬件开发与集成、信息化管理人才培养等一整套产业体系而我国的给排水管网系统信息化套产业体系，而我国的给排水管网系统信息化建设和管理体系目前还不完善，尤其是给排水管网系统信息化产业的从业人员还很少，在同管网系统信息化产业的从业人员还很少，在同一个平台下竞争具有一定挑战性。„在我国供水管网的信息化建设早于排水管网的„在我国供水管网的信息化建设早于排水管网的信息化建设，供水管网信息化建设的原始动力来源于企业经济效益和提高服务质量。实现这一目标具有挑战性。领导重视是信息化建设的必要条件„我国现行规范指导城市给排水管网工程设计的基础是水力计算公式而欧美等发达国家已经基础是水力计算公式，而欧美等发达国家已经将设计规范修改成为基于模型的设计方法。„地理信息和建模软件不仅可以应用于城市给排„地理信息和建模软件不仅可以应用于城市给排水管网管理企业的运行管理，也可以在设计阶段发挥越来越大的作用。城市给排水管网系统信息化建设以创造巨大„城市给排水管网系统信息化建设可以创造巨大的市场和就业机会，政府管理部门应在城市给排水管网系统信息化建设过程中发挥积极作用排水管网系统信息化建设过程中发挥积极作用，尽快修订相关规范，科学促进城市给排水管网系统信息化建设，不断提高城市管理水平。领导重视是信息化建设的必要条件„城市给排水管网系统规划、设计和管理企业是城市给排水管系统信息化建的主力城市给排水管网系统信息化建设的主力军，积极推进城市给排水管网系统信息化建设不仅可以提高企业管水平能够创造更高的效以提高企业管理水平，而且能够创造更高的效益。„城市给排水管网系统信息化建设是城市信息化建设的基础，信息化建设将伴随城市建设、管理的全过程，抓好基础才能保证城市给排水管网系统信息化建设的质量，才能发挥其作用。信息化建设是实实在在的工程，不是花架子。提高基础数据的质量是重中之重„我国是发展中国家隐蔽程„隐蔽工程„管理体系„虽然我国在城市给排水管网建设的技术档案管理方面有严格的规定，但是由于管理方式落后等多方面原因，造成大量基础数据资料的丢失。构建基础数据资料规范化管理制度与体系的问题亟待解决。信息化建设的基础是可靠的基础数据，在进行城市给排水管网信息化建设过程中，对基础数据资料的重要性如何强调都不过分。应设专人对正在使用的城市给排水管网信息进行核实，在新建城市给排水管网验收过程中应重视信息资料的审核经过新建城市给排水管网验收过程中应重视信息资料的审核，经过一个阶段的努力既可以保证信息资料的可靠性。我国正处在城市给排水管网的高速建设时期，规范化的数据资料管理十分重要。专才信息专业人才短缺是制约信息化发展的关键„城市给排水管网系统信息化建设涉及到多学科交叉研究生阶段能够培养城市给排水管网系统信叉，研究生阶段能够培养城市给排水管网系统信息化建设方面的人才院校很少，培养的人才有限。„设计规范没有对应用模型进行专门的规定人才„设计规范没有对应用模型进行专门的规定，人才就业市场没有考虑人才储备。„欧美等国外发达国家已经修改了相关设计规范„欧美等国外发达国家已经修改了相关设计规范，建立了涉及规划设计、咨询、管理等城市给排水管网系统信息化行业人员培养体系，已经培养了管网系统信息化行业人员培养体系，已经培养了一大批专业技术人员。欧盟的水信息研究生培养项目和Hydro-Europe项目以及Hydro-Asia项目，已经构建出新的城市给排水管网系统信息化建设人才培养模式。基本内容„基本概念„信息的基本要素——数据信息化的软件平台„信息化的软件平台„信息化的硬件平台„信息化集成技术基于信息化的管理技术„基于信息化的管理技术信息的基本要素——数据„城市给排水管网系统信息化建设离不开基础数据科学表达城市给排水管系统础信息的据。科学表达城市给排水管网系统基础信息的数据包括描述给排水管网物理属性的静态数据和描述运行的动态数据和描述运行工况的动态数据。„由于我国在城市给排水管网系统信息化建设方面还没有统一的规范，因此首要的任务是必须建立静态与动态数据的采集与管理的标准化规范体系，在科学的规范标准约束下，才能保证城市给排水管网系统信息化建设的健康发展。需要采集信息的类型„静态信息数据„动态信息数据管理信息数据„管理信息数据„统计信息数据„预测信息数据模拟计算信息数据„模拟计算信息数据信息的采集——静态信息数据„供水管网的物理属性——数据库„地理与空间状态属性——地理信息供水管网的更新数据信息维护„供水管网的更新——数据信息维护„城市给水管网系统静态信息化数据应包括描述管网基本属性的图形数据和属性数据、特殊管理需求的图形数据和属性数据、特殊管理需求的图形数据和属性数据。城市给排水管网系统静态的采集与管理„城市给排水管网系统静态的采集与管理一般借助于计算机实现。信息的采集——动态信息数据„城市给水管网系统动态信息化数据应包括描述管本行状态的数据属性数据特管网基本运行状态的图形数据和属性数据、特殊状况管理需求的图形数据和属性数据。„城市给排水管网系统动态数据的采集与管理一般借助于计算机和SCADA等设备实现，并应保证及时维护和备份。„水量信息水量信息„水质信息水压信息„水压信息信息的采集——管理信息数据„调度与运行管理信息„收费系统信息事故处置信息„事故处置信息„改、扩建信息信息的采集——统计信息数据„行政管理部门需要上报的信息„用水量变化信息水质变化信息„水质变化信息„缴费信息„漏失水量信息信息的采集——预测信息数据„长期调度和短期调度预测信息„改扩建预测信息漏失预测信息„漏失预测信息„能耗预测信息„经济预测信息信息的采集——模拟计算信息数据„准确性要求高„不确定性专业性强„专业性强„模型简化„从地理信息系统导入的可行性基本内容„基本概念„信息的基本要素——数据信息化的软件平台„信息化的软件平台„信息化的硬件平台„信息化集成技术基于信息化的管理技术„基于信息化的管理技术软件技术„数据库„地理信息建模软件„建模软件„预测模型„管理软件软件技术——数据库„ORACLE„SQLSEVERACCESS„ACCESS软件技术——地理信息„国内外常用的GIS软件ESRIArcGIS„ESRIArcGIS„MapInfo„IntergraphMGEGeomedia„AutoDeskAutoCADMapp„MapGISArcGISArcGISMapInfoMapInfoMapInfo是由美国MapInfo公司推出的一个地理信息系统软件。公司将MapInfo的市场定位总结为一个等式：公司将MapInfo的市场定位总结为个等式：MapInfo=Mapping+InformationGeoMedia®GeoMedia®ProfessionalAtCADMAPAutoCADMAPMAPGISMAPGISMAPGISMAPGIS软件技术建模软件软件技术——建模软件常用国外建模软件zDHIzBentleyzWallingfordzWallingfordzUSEPA供水管网建模技术的发展历程MikeUrbanSewerGEMSSewerGEMSInfoworksCSEPANET&SWMMEPANET&SWMM软件技术建模软件软件技术——建模软件„常用国内建模软件„WNW„NETSIMU„NETSIMU„NETGIS„国外软件的二次开发基于地理信息平台进行二次开发，如ArcGIS、基于地理信息平台进行次开发，如cGS、MapInfo的二次开发。特点：①成本低；②适合国内企业需求。NETGIS之系统界面建模管企业需做的事建模——管网企业需要做的事传统技术档案大多以建筑物电线杆等作为参照物建模需要管网节点的坐标传统技术档案大多以建筑物、电线杆等作为参照物确定管线的位置，一旦建筑物或电线杆拆迁变动，就很难再准确定位就很难再准确定位。利用利用GPSGPS确定管网的地理信息坐标确定管网的地理信息坐标软件技术——预测模型„长期预测模型„短期预测模型随机预测模型„随机预测模型软件技术——管理软件„客服中心„办公自动化网络发布系统„网络发布系统„基于GPS事故处置„调度基本内容„基本概念„信息的基本要素——数据信息化的软件平台„信息化的软件平台„信息化的硬件平台„信息化集成技术基于信息化的管理技术„基于信息化的管理技术硬件技术„SCADA„自控技术GPS„GPS„视频技术基本内容„基本概念„信息的基本要素——数据信息化的软件平台„信息化的软件平台„信息化的硬件平台„信息化集成技术基于信息化的管理技术„基于信息化的管理技术系统集成技术„系统架构设计„模块化设计与实现数据流„数据流„接口„标准化建模框架动态监控管网设施的运行工况建模框架管网模型SCADA系统管网模型系统集成GIS系统系统集成基础数据库GIS系统模拟预测评估管网设施的状态弄清楚管网设施的现状和能力管网设施的状态基本内容„基本概念„信息的基本要素——数据信息化的软件平台„信息化的软件平台„信息化的硬件平台„信息化集成技术基于信息化的管理技术„基于信息化的管理技术基于信息化的管理技术„基于信息化的企业日常管理„基于信息化的调度运行管理基于信息化的事故处置„基于信息化的事故处置„基于信息化的管网改、扩建设计结语及展望结语及展望„基于城市供水管网信