基于SCADA系統(tǒng)的供水管網(wǎng)模擬與綜合管理系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、城市供水管網(wǎng)是支撐和保證城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的重要基礎(chǔ)設(shè)施。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展和城市規(guī)模的日益擴(kuò)大，供水管網(wǎng)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，從而對(duì)供水管網(wǎng)管理的要求也相應(yīng)提高。由于管網(wǎng)管理涉及的內(nèi)容繁多、信息量大，因此，借助單一的軟件系統(tǒng)，如GIS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)等，難以滿足管網(wǎng)全面監(jiān)控和管理的實(shí)際需要。因此，利用計(jì)算機(jī)、借助管網(wǎng)模擬的管理手段，開發(fā)供水管網(wǎng)的綜合管理集成軟件，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行及維護(hù)具有重要的理論意義和實(shí)用

2、價(jià)值。
　　 本文依據(jù)相關(guān)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，并結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)的組件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和管網(wǎng)建模技術(shù)，針對(duì)供水行業(yè)的需求和特點(diǎn)，建立了一套供水管網(wǎng)現(xiàn)代化管理平臺(tái)的解決方案，即以管網(wǎng)模擬為管理手段、以管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合管網(wǎng)水力計(jì)算、狀態(tài)模擬、檢漏檢爆和爆管預(yù)警等方法，通過運(yùn)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)、Delphi組件開發(fā)技術(shù)和。Windows API函數(shù)，開發(fā)出了集管網(wǎng)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)管理功能于一體的綜合性應(yīng)用軟件，以期為實(shí)現(xiàn)城市供水管網(wǎng)的科學(xué)

3、化、數(shù)字化和智能化管理奠定基礎(chǔ)。
　　 基于SCADA系統(tǒng)的供水管網(wǎng)模擬與綜合管理系統(tǒng)共包括3個(gè)子系統(tǒng)：即規(guī)劃設(shè)計(jì)子系統(tǒng)、實(shí)時(shí)模擬與控制子系統(tǒng)和信息管理子系統(tǒng)，而每個(gè)子系統(tǒng)又分為若干個(gè)功能模塊。本文主要從供水管網(wǎng)的研究背景和現(xiàn)狀、系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)、系統(tǒng)需求分析、總體設(shè)計(jì)、各子系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)等幾個(gè)方面，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了分析、設(shè)計(jì)和開發(fā)。
　　 (1)在詳細(xì)分析了系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求與功能需求的基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)與開發(fā)

4、模式；該系統(tǒng)在整體上采用數(shù)據(jù)層、邏輯層和交互層的3層結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步劃分為管網(wǎng)枷劃設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)模擬與控制和信息管理3大子系統(tǒng)；詳細(xì)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，將整個(gè)數(shù)據(jù)庫劃分為5個(gè)子數(shù)據(jù)庫，并對(duì)每個(gè)子數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)表的組成與結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　 (2)將規(guī)劃設(shè)計(jì)子系統(tǒng)分為圖形操作、水力計(jì)算、數(shù)據(jù)管理和文件操作4大功能模塊；綜合運(yùn)用Delphl的組件開發(fā)技術(shù)、Windows API函數(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，完成了管網(wǎng)繪圖與建模、水力計(jì)算、成果輸

5、出和數(shù)據(jù)管理等功能的開發(fā)。
　　 (3)分別利用坐標(biāo)判斷法、區(qū)域染色法、多邊形面積法和深度優(yōu)先搜索法，實(shí)現(xiàn)了管網(wǎng)銜接矩陣、環(huán)路信息、回路矩陣和管路矩陣的識(shí)別，為管網(wǎng)的計(jì)算、模擬奠定了基礎(chǔ);提出了基于壓差相似系數(shù)法的測壓點(diǎn)優(yōu)化布置方法，以反映管網(wǎng)的水壓分布狀況，有利于優(yōu)化調(diào)度的實(shí)現(xiàn)；利用變尺度法進(jìn)行管網(wǎng)狀態(tài)模擬模型的求解，并通過在不同規(guī)模管網(wǎng)的應(yīng)用計(jì)算，對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的精度分析;完成了啟發(fā)式遺傳算法的程序開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了基于監(jiān)測范圍法

6、的測流管優(yōu)化布置。
　　 (4)利用Delphi的各種VCL組件，開發(fā)了實(shí)時(shí)模擬與控制子系統(tǒng)的主界面與各功能模塊界面，根據(jù)管網(wǎng)各種模型的數(shù)學(xué)解法，利用GUI編程、Windows API函數(shù)、Ttimer組件以及數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù),實(shí)現(xiàn)了管網(wǎng)測壓點(diǎn)與測流管的動(dòng)態(tài)優(yōu)化布置、實(shí)時(shí)的狀態(tài)模擬與顯示、爆管實(shí)時(shí)診斷及預(yù)警等功能。
　　 (5)論述了信息管理子系統(tǒng)的功能要求與任務(wù)，將該子系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)分為人機(jī)接口層(系統(tǒng)總控)、應(yīng)用層和信