论“城市优化供配水系统”研

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1、论“城市优化供配水系统”研摘要　在人类进入二十一世纪之际，如何运用先进的和化的管理手段，来解决城市自来水管网系统优化供配水，是摆在每一个城市自来水公司，尤其是缺水地区的自来水公司面前的艰巨任务；本文利用优化建模及系统仿真方法，并结合城市管网GIS，对城市自来水管网供配水系统，进行了优化建模和优化配水，企图从根本上解决城市节约用水的问题，并为建设节水型城市准备了必要的工具。关键词城市信息化管网供配水系统优化建模1、概述随着现代科学技术的进步，在世界范围内，机已经进入生产的各个环节，并取得了飞速的；在我国建设飞速发展的今天，以信息技术改造

2、传统产业和大力倡导工业自动化，已成为不可逆转的趋势；面对城市建设的快速发展，供水行业已充分认识到：对城市供配水管网系统，必须采用现代化的管理手段，对其进行高效地管理，使管理由经验型管理向科学型管理转变，大力节约水资源，改善面向社会的服务水平；我们已经深刻地认识到，加强城市自来水系统综合自动化建设，是达到这一目标的重要措施；这里所说的城市自来水系统综合自动化解决方案，通常包括以下四个方面：（1）生产过程的SCADA系统；（2）企业现代化管理MIS/DSS；（3）城市供配水管网系统数学模型建立、系统仿真与优化设计；（4）自动抄表（AMR）

3、收费等系统等四大部分。利用计算机及信息技术，以上述四大内容为基础，对城市供水行业进行企业现代化改造，是保证企业实现信息化，并与国际接轨的重要举措；城市供配水系统综合自动化解决方案的主体结构如图1所示：城市优化供配水系统的全称应该是：城市供配水管网系统数学模型、仿真与优化设计，它以城市供配水管网地理信息系统（GIS）为背景进行开发，其主要任务有：1.对现行城市供配水管网各功能子系统进行调查，并进行系统需求；2.建立城市优化供配水系统的建设目标，进一步对新系统（即城市优化供配水系统）的功能进行再分析；3.以地理信息系统（GIS）为工具，建

4、立城市供配水管网系统数学模型，并针对该供配水管网系统数学模型，并针对该供配水管网系统数学模型，进行系统仿真与优化设计；4.建立新系统的日常运行机制，颁布新系统的管理与维护法规；5.向市场提供城市优化供配水系统全套商业软件，并开展优质服务活动。在人类进入21世纪之际，最需要解决的问题就是水资源短缺问题；解决这一问题的方法就是开源节流；城市供配水优化系统的研究与开发，是从根本上解决城市用水的节流问题；城市自来水公司在向城市工业和居民供配水的过程中，一旦建立了城市供配水优化系统后，就从供配水的源头控制了水的流失和浪费问题，保证了城市最大限度

5、的节约用水；因此，我们说城市供配水优化系统研究与开发，其市场前景是极其广阔的，它所带来的经济与社会效益也是巨大的2.城市优化供配水系统的功能描述城市优化供配水系统的开发，是以城市供配水系统管网GIS为背景，建立起来的一个软件系统，它具有以下功能：城市供配水系统管网GIS功能，高度现代化的生产调度指挥系统功能、完全信息化的在线优化供配水系统功能、应急事故处理的社会服务功能等；下面我们一一予以介绍。2.1城市供配水系统管网GIS功能城市供配水系统管网GIS功能，是城市优化供配水系统的核心功能，具有以下六大功能子系统，它们分别是基础平台的图

6、库管理子系统、管网编辑子系统、管网管理子系统、管网运行调度子系统、事故处理子系统、管网维护管理子系统等；通常每个子系统均可由数个模块组成，下面将分别叙述各个子系统的功能和其模块的功能。城市自来水管网系统在实际运行过程中，有可能发生各种各样的事故（诸如爆管、停水、水压不足等），城市居民、单位均可通过预先设置的通知自来水公司，以便急时得到维修，这就是应急事故处理的服务功能。3、城市优化供配水系统的开发3.1城市优化供配水系统数学模型的建立1、建立城市优化供配水系统数学模型意义人类进入21世纪，由于全球性水资源的短缺（我国更为严重），极大地

7、威胁着人类的生存；因此，合理的利用水资源、节约城市与生活用水已迫在眉睫，建立城市优化供配水系统数学模型，实施城市管网优化供配水，从而达到城市节约用水的目的。建立了城市优化供配水系统数学模型以后，我们就具备了深刻理解城市供水系统地下管网运行的条件，该模型不仅提供城市供水系统中不同泵的供水范围，而且还可明显的反映出城市供水系统地下管网可能发生的瓶颈现象，模型同时还可提供各种供配水方案的直观模拟演示，这就为系统操进行实时在线优化供配水提供了有利条件。在城市供配水管理方面，由于有了城市优化供配水数学模型，对城市因其而需要进行管网扩展，模型提供

8、了有力的数据支持，从而保证了城市供配水系统的优化管理，用户也得了高质量的服务。2.城市优化供配水系统数学模型建模前的准备（1）城市优化供配水系统数学模型的结构如下：城市优化供配水系统数学模型的建模过程，如图2所示；通常在