在線構(gòu)架系統(tǒng)以及基于在線構(gòu)架的供水實時調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及給水管網(wǎng)信息化應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及基于在線構(gòu)架的供水實時調(diào)度方法。
【背景技術(shù)】
[0002]供水管網(wǎng)是由供水廠將水供應(yīng)至用水點的供水網(wǎng)絡(luò)，通過供水管網(wǎng)的供水，能夠?qū)崿F(xiàn)大量用戶使用到符合要求的水。
[0003]供水管網(wǎng)的調(diào)度是控制供水管網(wǎng)中所供應(yīng)的水的分配的手段，通過供水管網(wǎng)調(diào)度能夠安全可靠的將水壓、水量、水質(zhì)均符合要求的水送往每一處用水點，且水供應(yīng)量能夠滿足各個不同供水點的不同需求。供水管網(wǎng)調(diào)度的目標(biāo)是盡可能的對水的供應(yīng)靈活、有效，能夠滿足用水點的需求，同時降低成本，以取得更好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0004]供水管網(wǎng)調(diào)度根據(jù)其信息化程度的高低能夠劃分為三個階段，即人工經(jīng)驗調(diào)度、計算機(jī)輔助調(diào)度和實時調(diào)度控制。其中，人工經(jīng)驗調(diào)度即為通過相關(guān)調(diào)度人員的工作經(jīng)驗，由人工對供水管網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度；計算機(jī)輔助調(diào)度為通過采集管網(wǎng)數(shù)據(jù)，建立供水管網(wǎng)調(diào)度模型，運用模型對供水管網(wǎng)進(jìn)行相應(yīng)的運算和調(diào)度，對未來長時間段的用水情況進(jìn)行預(yù)測，并根據(jù)預(yù)測結(jié)果提供最優(yōu)用水調(diào)度方案；實時調(diào)度控制為通過實時采集供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)，通過實時采集到的數(shù)據(jù)對供水情況進(jìn)行預(yù)測，并通過預(yù)測結(jié)果對供水管網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度，實時水量數(shù)據(jù)能夠及時反應(yīng)用水情況的變化，使預(yù)測用水更加準(zhǔn)確。
[0005]但目前供水管網(wǎng)調(diào)度還存在一些不足，人工經(jīng)驗調(diào)度由于需要相關(guān)人員進(jìn)行人工調(diào)度，因此難免會出現(xiàn)錯誤，同時對于大型供水管網(wǎng)的調(diào)度，人工進(jìn)行調(diào)度復(fù)雜、費時，且效率低下；計算機(jī)輔助調(diào)度由于通過計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)測和處理，因此比人工調(diào)度更加準(zhǔn)確、快速，但由于計算機(jī)對供水情況的預(yù)測是通過歷史供水情況來預(yù)測的，且計算機(jī)會預(yù)測較長一段時間內(nèi)的供水調(diào)度方案，因此計算機(jī)輔助調(diào)度的時效性較差，預(yù)測出的供水情況時間越久越不準(zhǔn)確，同時無法對供水管網(wǎng)以及用戶用水的突發(fā)情況進(jìn)行快速的反應(yīng)；實時調(diào)度控制由于通過采集供水管網(wǎng)實時水量數(shù)據(jù)進(jìn)行供水情況分析，因此調(diào)度就具有一定的時效性，能夠更加貼近實際情況，同時由于實時調(diào)度控制通過實時水量數(shù)據(jù)預(yù)測將來的供水量，對供水管網(wǎng)的調(diào)度較為精準(zhǔn)，但目前的用水實時調(diào)度方法比較復(fù)雜，對現(xiàn)有水司調(diào)度機(jī)構(gòu)涉及較多的升級改造，步驟繁瑣。
[0006]隨著數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)不斷提高，傳輸成本不斷降低，使得傳感器收集數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的自動傳輸技術(shù)進(jìn)入實用階段，這為水司調(diào)度機(jī)構(gòu)能實時穩(wěn)定地獲取供水管網(wǎng)最新數(shù)據(jù)，依照供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)的變化進(jìn)行自身的自適應(yīng)變化提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。
[0007]因此，如何有效地運用數(shù)據(jù)的實時采集對供水管網(wǎng)的實時調(diào)度起到積極促進(jìn)作用就成為亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種在線構(gòu)架系統(tǒng)以及基于在線構(gòu)架的供水實時調(diào)度方法，通過對供水管網(wǎng)中數(shù)據(jù)的實時采集，以及水司調(diào)度機(jī)構(gòu)的實時監(jiān)控，對供水管網(wǎng)的供水情況進(jìn)行預(yù)測，以實現(xiàn)供水管網(wǎng)的實時調(diào)度。
[0009]本發(fā)明的一部分在于提供一種在線構(gòu)架系統(tǒng)，其特征在于，包括監(jiān)測站監(jiān)測子系統(tǒng)、普通用戶用水信息子系統(tǒng)、大用戶用水信息子系統(tǒng)和信息平臺；
[0010]監(jiān)測站監(jiān)測子系統(tǒng)、普通用戶用水信息子系統(tǒng)和大用戶用水信息子系統(tǒng)分別連接信息平臺，通過數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將各子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸至信息平臺，使得各子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)集中存儲于信息平臺中。
[0011]監(jiān)測站監(jiān)測子系統(tǒng)、普通用戶用水信息子系統(tǒng)和大用戶用水信息子系統(tǒng)通過無線通訊方式連接所述信息平臺。
[0012]監(jiān)測站監(jiān)測子系統(tǒng)、普通用戶用水信息子系統(tǒng)和大用戶用水信息子系統(tǒng)通過有線連接方式連接所述信息平臺。
[0013]本發(fā)明的另一部分在于提供一種基于在線構(gòu)架的供水實時調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0014]數(shù)據(jù)采集步驟，通過在線構(gòu)架系統(tǒng)實時采集信息平臺中各節(jié)點的水量數(shù)據(jù)；
[0015]數(shù)據(jù)清洗步驟，將通過數(shù)據(jù)采集步驟采集到的水量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并進(jìn)行異常數(shù)據(jù)處理，并將數(shù)據(jù)分析后的水量數(shù)據(jù)自動存儲入管網(wǎng)水量數(shù)據(jù)表中；
[0016]數(shù)據(jù)預(yù)測步驟，讀取管網(wǎng)水量數(shù)據(jù)表中相應(yīng)節(jié)點上當(dāng)前時間點水量數(shù)據(jù)以及同一節(jié)點上水量數(shù)據(jù)的歷史水量數(shù)據(jù)，根據(jù)讀取到的水量數(shù)據(jù)對該節(jié)點上未來短時間的水量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，并將預(yù)測得到的預(yù)測水量數(shù)據(jù)記錄到預(yù)測水量數(shù)據(jù)表中；
[0017]供水調(diào)度步驟，根據(jù)預(yù)測水量數(shù)據(jù)表中的預(yù)測水量數(shù)據(jù)生成實時調(diào)度指令，并將實時調(diào)度指令發(fā)送給水司調(diào)度機(jī)構(gòu)，以對水司調(diào)度機(jī)構(gòu)的供水情況調(diào)節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)指導(dǎo)。
[0018]水量數(shù)據(jù)包括:供水廠供水?dāng)?shù)據(jù)、普通用戶用水?dāng)?shù)據(jù)、大用戶用水?dāng)?shù)據(jù)和管網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)。
[0019]數(shù)據(jù)清洗步驟中異常數(shù)據(jù)處理包括異常數(shù)據(jù)丟棄、異常數(shù)據(jù)補(bǔ)償、異常數(shù)據(jù)修正。
[0020]數(shù)據(jù)預(yù)測步驟中相鄰兩次水量數(shù)據(jù)預(yù)測的預(yù)測間隔時間為1\小時；每次水量數(shù)據(jù)預(yù)測出預(yù)測時間為iyj、時內(nèi)的預(yù)測水量數(shù)據(jù)；且τζτ”
[0021]預(yù)測間隔時間T1優(yōu)選為O?2小時；預(yù)測時間T 2優(yōu)選為O?4小時。
[0022]實時調(diào)度指令包括控制點壓力調(diào)度指令、水廠流量調(diào)度指令、水泵調(diào)度指令、水廠功率限定。
[0023]還包括供水管網(wǎng)模型，供水管網(wǎng)模型連接水司調(diào)度機(jī)構(gòu)在線架構(gòu)系統(tǒng)，將實時采集的水量數(shù)據(jù)按照其節(jié)點位置分別傳輸至供水管網(wǎng)模型上的相應(yīng)節(jié)點上。
[0024]本發(fā)明的一種在線架構(gòu)系統(tǒng)以及基于在線構(gòu)架的供水實時調(diào)度方法具有以下優(yōu)占.V.
[0025](I)通過在線構(gòu)架系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)了預(yù)測普通用戶供水?dāng)?shù)據(jù)、大用戶用水?dāng)?shù)據(jù)等水量數(shù)據(jù)所需數(shù)據(jù)的實時在線獲取，簡化了數(shù)據(jù)采集的過程，提高了水量數(shù)據(jù)預(yù)測的效率;
[0026](2)僅僅預(yù)測當(dāng)前時間點后短時間段數(shù)據(jù)的水量數(shù)據(jù)，提高了預(yù)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，防止預(yù)測長時間的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性下降，造成水司調(diào)度機(jī)構(gòu)進(jìn)行錯誤調(diào)度處理，同時由于預(yù)測所采用的水量數(shù)據(jù)為實時采集的真實供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)一步的保證預(yù)測水量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；
[0027](3)通過引入供水管網(wǎng)模型實現(xiàn)對水量數(shù)據(jù)的預(yù)測更加方便，同時將供水管網(wǎng)模型與在線構(gòu)架系統(tǒng)相互連接，通過在線構(gòu)架系統(tǒng)實時采集各節(jié)點的水量數(shù)據(jù)，能夠使各節(jié)點的預(yù)測更加快速，同時通過實時采集的水量數(shù)據(jù)還能夠校驗預(yù)測供水?dāng)?shù)據(jù)，以對水司調(diào)度機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)度提供支持。
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1是本發(fā)明的基于在線構(gòu)架的供水實時調(diào)度方法的一個實施例的流程圖。
[0030]圖2是本發(fā)明的基于在線構(gòu)架的供水實時調(diào)度方法的一個實施例的調(diào)度情況記錄圖。
[0031]圖3是本發(fā)明的基于在線構(gòu)架的供水實時調(diào)度方法的一個實施例的運行監(jiān)測圖。
【具體實施方式】
[0032]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033]在本實施例的水司調(diào)度機(jī)構(gòu)在線構(gòu)架系統(tǒng)，包括監(jiān)測站監(jiān)測子系統(tǒng)、普通用戶用水信息子系統(tǒng)、大用戶用水信息子系統(tǒng)和信息平臺；
[0034]監(jiān)測站監(jiān)測子系統(tǒng)、普通用戶用水信息子系統(tǒng)和大用戶用水信息子系統(tǒng)分別連接信息平臺，通過數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將各子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸至信息平臺，使得各子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)集中存儲于信息平臺中。
[0035]具體的，水司調(diào)度機(jī)構(gòu)中監(jiān)測站監(jiān)測子系統(tǒng)監(jiān)測供水廠的運行參數(shù)和供水管網(wǎng)的運行參數(shù)，其中包括供水廠供水水量、供水管網(wǎng)水量壓力、供水廠水泵運行狀態(tài)等。
[0036]普通用戶用水信息子系統(tǒng)中包括普通用戶的具體用水水量數(shù)據(jù)。
[0037]大用戶用水信息子系統(tǒng)中包括大用戶的具體用水水量數(shù)據(jù)。
[0038]將水司調(diào)度機(jī)構(gòu)的監(jiān)測站監(jiān)測子系統(tǒng)、普通用戶用水信息子系統(tǒng)和大用戶用水信息子系統(tǒng)通過有線連接方式或無線通訊連接方式連接至信息平臺，使各子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠有效的傳輸至信息平臺，信息平臺將接收到的來自不同子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分別存儲，以備對在線構(gòu)架系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的提取應(yīng)用。
[0039]在線構(gòu)架系統(tǒng)提高了相互獨立的系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的利用率，使得系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠自信息平臺通過無線通訊或有線連接等方式進(jìn)行在線采集，既保證在線采集數(shù)據(jù)的快速性，又能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0040]信息平臺將在線構(gòu)架系統(tǒng)中各子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸、接收后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，數(shù)據(jù)在分類存儲后，通過不同類型的數(shù)據(jù)組能夠明顯的展示出共水廠供水情況、普通用戶用水情況和大用戶用水情況的運行、變化等情況。
[0041]如圖1所示，本實施例的基于在線構(gòu)架的供水實時調(diào)度方法可以包括以下步驟:
[0042]數(shù)據(jù)采集步驟101，通過在線構(gòu)架系統(tǒng)實時采集信息平臺中各節(jié)點的水量數(shù)據(jù)。
[0043]具體的，通過在線構(gòu)架系統(tǒng)中的信息平臺對水司調(diào)度機(jī)構(gòu)供水廠供水?dāng)?shù)據(jù)、普通用戶用水?dāng)?shù)據(jù)、大用戶用水?dāng)?shù)據(jù)等水量數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集。
[0044]根據(jù)實際供水管網(wǎng)的設(shè)計圖紙、施工圖紙等對實際供水管網(wǎng)進(jìn)行管網(wǎng)模型建立，或直接選取已經(jīng)建立好的該實際供水管網(wǎng)的供水管網(wǎng)模型，并將供水管網(wǎng)模型中的各節(jié)點與在線構(gòu)架中的相應(yīng)節(jié)點數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，通過在線構(gòu)架直接將節(jié)點上的水量數(shù)據(jù)發(fā)送至供水管網(wǎng)模型上，使得供水管網(wǎng)模型符合實際供水管網(wǎng)的真實情況。
[0045]其中，節(jié)點包括供水廠中各監(jiān)測點、普通用水用戶的用水點、大用戶的用水點、供水管網(wǎng)中的監(jiān)測點等。
[0046]數(shù)據(jù)清洗步驟102，將通過數(shù)據(jù)采集步驟101采集到的水量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并進(jìn)行異常數(shù)據(jù)處理，并將數(shù)據(jù)分析后的水量數(shù)據(jù)自動存儲入管網(wǎng)水量數(shù)據(jù)表中。
[0047]具體的，對通過在線構(gòu)架系統(tǒng)中信息平臺實時采集到的供水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，對供水?dāng)?shù)據(jù)中存在的數(shù)據(jù)缺失、數(shù)據(jù)異常等情況進(jìn)行篩選，將篩選出的供水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的異常數(shù)據(jù)處理，處理方法包括:異常數(shù)據(jù)丟棄、異常數(shù)據(jù)補(bǔ)償、異常數(shù)據(jù)修正等；將剩余的正常供水?dāng)?shù)據(jù)以及經(jīng)過異常數(shù)