[發(fā)明專利]城鄉(xiāng)統(tǒng)籌供水管網(wǎng)水力水質(zhì)模擬平臺(tái)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910072351.6
• 申請(qǐng)日: 2019-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN109784746A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱光燦;楊忠蓮;王玉敏;林國(guó)峰;郭楊;熊正龍;孫軍益;任峰;徐春蕾;李金城;朱建國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);江蘇省城鎮(zhèn)供水安全保障中心;鹽城市自來水有限公司;江蘇省城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張華蒙

1.城鄉(xiāng)統(tǒng)籌供水管網(wǎng)水力水質(zhì)模擬平臺(tái)，其特征在于：包括以水力水質(zhì)離線模型為基礎(chǔ)的在線報(bào)警預(yù)警模塊、優(yōu)化調(diào)度管理模塊、事故應(yīng)急處置模塊、漏損監(jiān)測(cè)報(bào)警模塊和系統(tǒng)配置模塊；所述的在線報(bào)警預(yù)警模塊通過系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻水力狀況和水質(zhì)狀況并預(yù)測(cè)未來24小時(shí)的水力和水質(zhì)趨勢(shì)；所述的優(yōu)化調(diào)度管理模塊包括水力優(yōu)化調(diào)度管理、水質(zhì)優(yōu)化調(diào)度管理和調(diào)度專家?guī)烊糠郑凰龅穆p監(jiān)測(cè)報(bào)警模塊通過運(yùn)行在線模型模擬事故點(diǎn)所帶來的影響和受影響區(qū)域的范圍，利用模型做多種水廠泵站調(diào)度方案；所述的系統(tǒng)配置模塊對(duì)系統(tǒng)中的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括用水量預(yù)測(cè)設(shè)置、監(jiān)測(cè)報(bào)警閾值設(shè)置、DMA分區(qū)參數(shù)設(shè)置、水泵能耗設(shè)置、測(cè)點(diǎn)設(shè)置和在線模型更新上傳。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城鄉(xiāng)統(tǒng)籌供水管網(wǎng)水力水質(zhì)模擬平臺(tái)，其特征在于：所述的在線報(bào)警預(yù)警模塊包括地圖展示、水力分析、水質(zhì)分析、用水量預(yù)測(cè)和報(bào)警預(yù)警信息列表。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的城鄉(xiāng)統(tǒng)籌供水管網(wǎng)水力水質(zhì)模擬平臺(tái)，其特征在于：在所述的地圖展示的地圖中點(diǎn)選任意管線或監(jiān)測(cè)點(diǎn)，查看管線屬性信息、管線流量/流速/余氯模擬曲線、上下游節(jié)點(diǎn)壓力曲線以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)信息；所述的水力分析是從當(dāng)前時(shí)刻起，動(dòng)態(tài)模擬未來24小時(shí)的壓力、流速及反流次數(shù)；所述的水質(zhì)分析是從當(dāng)前時(shí)刻起，動(dòng)態(tài)模擬未來24小時(shí)的余氯、三鹵甲烷及鹵乙酸；所述的用水量預(yù)測(cè)是結(jié)合預(yù)測(cè)的天氣、溫度、節(jié)假日進(jìn)行未來時(shí)刻水量預(yù)測(cè)；所述的報(bào)警預(yù)警信息列表用于顯示當(dāng)前壓力報(bào)警、當(dāng)前余氯報(bào)警和未來壓力預(yù)警。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城鄉(xiāng)統(tǒng)籌供水管網(wǎng)水力水質(zhì)模擬平臺(tái)，其特征在于：所述的水力優(yōu)化調(diào)度管理和水質(zhì)優(yōu)化調(diào)度管理通過三種途徑獲得：優(yōu)化算法、人工經(jīng)驗(yàn)和專家?guī)欤幌到y(tǒng)供查詢的水力結(jié)果為管線中的流速、流量、反流次數(shù)與節(jié)點(diǎn)壓力；系統(tǒng)供查詢的水質(zhì)結(jié)果為余氯、三氯甲烷和鹵乙酸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城鄉(xiāng)統(tǒng)籌供水管網(wǎng)水力水質(zhì)模擬平臺(tái)，其特征在于：所述的事故應(yīng)急處置模塊是當(dāng)管網(wǎng)運(yùn)行過程中發(fā)生突發(fā)污染事故時(shí)，能夠?qū)ξ廴臼鹿蔬M(jìn)行污染物擴(kuò)散模擬，制定應(yīng)急處置方案，并對(duì)各水廠應(yīng)急水力調(diào)度方案進(jìn)行評(píng)估。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城鄉(xiāng)統(tǒng)籌供水管網(wǎng)水力水質(zhì)模擬平臺(tái)，其特征在于：所述的漏損監(jiān)測(cè)報(bào)警是通過建立供水DMA分區(qū)，統(tǒng)計(jì)分析每個(gè)分區(qū)的夜間最小流量、區(qū)平均壓力以及區(qū)平均供水量等信息來實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)中的漏損事件進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城鄉(xiāng)統(tǒng)籌供水管網(wǎng)水力水質(zhì)模擬平臺(tái)，其特征在于：所述的水力水質(zhì)離線模型是基于Mike Urban軟件建立并經(jīng)過參數(shù)率定的數(shù)學(xué)模型，用于搭建城鄉(xiāng)統(tǒng)籌供水管網(wǎng)水力水質(zhì)模擬平臺(tái)；基于搭建好的水力水質(zhì)離線模型，建立在線管網(wǎng)水質(zhì)模型，從三個(gè)接口方面實(shí)現(xiàn)，分別為GIS系統(tǒng)接口、SCADA系統(tǒng)接口及營(yíng)業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫接口；GIS接口支持shp文件重復(fù)導(dǎo)入及持續(xù)更新，保證模型與GIS系統(tǒng)同步更新；SCADA系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫接口等技術(shù)每15min從SCADA系統(tǒng)提取管網(wǎng)壓力、流量的實(shí)時(shí)在線采集數(shù)據(jù)及水廠的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，用于實(shí)時(shí)在線供水管網(wǎng)水力模型的建立及校核；營(yíng)業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫接口，實(shí)現(xiàn)用水量信息導(dǎo)入，建立模型節(jié)點(diǎn)和用戶之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)水量分配及用水模式管理；所述的在線管網(wǎng)水質(zhì)模型基于EPANET建立，研究水質(zhì)指標(biāo)為余氯與消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷、鹵乙酸；其中，余氯遵從一級(jí)衰減方程，見表達(dá)式(I)：

式I中，k₁為總的余氯衰減系數(shù)，見表達(dá)式(II)：

式(II)中k_b為主體水余氯衰減系數(shù)，k_w為管壁余氯衰減系數(shù)，k_f為傳質(zhì)系數(shù)，r_h為水力半徑，C₁為余氯濃度；

消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷，氯乙酸遵從限制一級(jí)增生方程，見表達(dá)式(III)：

式(III)中，k₂為總的消毒副產(chǎn)物增生系數(shù)，C₂為消毒副產(chǎn)物濃度，C_L為消毒副產(chǎn)物最大濃度。