摘要：本文以湛江水司的供水SCADA系統(tǒng)的建設(shè)為例。闡述SCADA系統(tǒng)在供水調(diào)度的應(yīng)用及其效益；探討新一代供水調(diào)度的需求迫切性與實(shí)現(xiàn)可行性及其新一展。
　　
　　關(guān)鍵詞:SCDA系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)調(diào)度，管網(wǎng)模型，調(diào)度預(yù)案
　　
　　1、供水調(diào)度SCADA系統(tǒng)的概況
　　湛江市自來水公司的供水調(diào)度系統(tǒng)是1997年電子工業(yè)部第七研究所建立的供水SCADA系統(tǒng)（SupervisoryControlAndDataAcquisition監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)），該系統(tǒng)的主要是對供水各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，由調(diào)度中心分析和制定調(diào)度方案，進(jìn)行調(diào)度供水。
　　供水SCDADA系統(tǒng)是調(diào)度中心通過無線電通訊（電臺）經(jīng)過中繼站發(fā)布指令到各端站，對各水廠、泵站的生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)和管網(wǎng)壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以實(shí)現(xiàn)對機(jī)泵狀況、管網(wǎng)壓力、水流量等數(shù)據(jù)的遙測、監(jiān)控。調(diào)度中心根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和結(jié)合遙測的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)綜合分析，制定調(diào)度方案，實(shí)現(xiàn)供水的信息化、自動化。
　　2、供水SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用與效益
　　供水SCADA系統(tǒng)的投產(chǎn)標(biāo)志著過去憑借經(jīng)驗(yàn)的供水調(diào)度方式之結(jié)束和新的信息化供水調(diào)度方式的誕生，使優(yōu)化調(diào)度供水變成了現(xiàn)實(shí)。即是利用供水SCADA系統(tǒng)中各項(xiàng)歷史數(shù)據(jù)和對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，制定和評估調(diào)度方案，對調(diào)度工作具有重要的指導(dǎo)意義，促進(jìn)從經(jīng)驗(yàn)調(diào)度向經(jīng)濟(jì)調(diào)度的過渡。
　　在過去經(jīng)驗(yàn)調(diào)度階段，通過人工電話方式了解、判斷供水運(yùn)行情況，作出供水調(diào)度方案；而現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)調(diào)度階段，則是供水SCADA系統(tǒng)通過各個(gè)端站采集并貯存系統(tǒng)里，有歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際情況得出最高值、平均值、最小值的供水分界線，經(jīng)過分析制定最佳調(diào)度方案進(jìn)行供水調(diào)度。
　　優(yōu)化供水調(diào)度的最終目標(biāo)是建立微觀調(diào)度，微觀調(diào)度必須是供水SCADA系統(tǒng)建立在正確的管網(wǎng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過管網(wǎng)測壓點(diǎn)傳送回壓力參數(shù)，調(diào)整管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)壓力，使節(jié)點(diǎn)流量的理論值與測壓點(diǎn)的實(shí)測值接近。校正后運(yùn)用該方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，能夠確保管網(wǎng)壓力平穩(wěn)，達(dá)到“削峰填谷”的效果，從而減少爆管，降低漏耗、電耗等，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度供水（如圖1）。
　　
　　圖1：經(jīng)驗(yàn)調(diào)度與經(jīng)濟(jì)調(diào)度的曲線對比
　　供水SCADS系統(tǒng)通過采集供水生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)，應(yīng)用優(yōu)化調(diào)度保障管網(wǎng)所需壓力，安全供水、科學(xué)供水，降低運(yùn)行成本。因此，供水調(diào)度科學(xué)與否，潛藏著巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
　　3、新一代供水調(diào)度系統(tǒng)的探討
　　目前，國內(nèi)外供水行業(yè)也不斷改進(jìn)供水調(diào)度系統(tǒng)，建立以管網(wǎng)動態(tài)水力模型為核心技術(shù)、自動生成調(diào)度預(yù)案的供水調(diào)度系統(tǒng)。然而，湛江水司原有的供水SCADS系統(tǒng)仍在運(yùn)行使用，但其硬件性能及軟件功能已不能滿足現(xiàn)在調(diào)度供水的要求了，必須建立新的技術(shù)以支持科學(xué)調(diào)度供水。
　　新一代供水調(diào)度系統(tǒng)是綜合管網(wǎng)、水廠、水表等多方面的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)軟件對管網(wǎng)模型行進(jìn)實(shí)時(shí)模擬計(jì)算，自動生成調(diào)度預(yù)案以實(shí)現(xiàn)科學(xué)調(diào)度決策。主要包括以下幾方面：
　　3.1新一代供水調(diào)度系統(tǒng)是多個(gè)信息系統(tǒng)的復(fù)合系統(tǒng)
　　這一系統(tǒng)對多種數(shù)據(jù)要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)計(jì)算，必須從管網(wǎng)GIS系統(tǒng)、營業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)、SCADS系統(tǒng)和各類信息系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)。還有，供水SCADS系統(tǒng)原來是依靠無線通信也出現(xiàn)了“瓶頸問題”，不能滿足數(shù)據(jù)傳輸速率和容量，須采用現(xiàn)有成熟GSM網(wǎng)絡(luò)中的GPRS通信系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具有很好的實(shí)時(shí)響應(yīng)與處理能力，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，數(shù)據(jù)傳輸率高和容量大等特點(diǎn)。
　　3.2管網(wǎng)動態(tài)水力模型是實(shí)現(xiàn)科學(xué)調(diào)度的核心技術(shù)
　　管網(wǎng)動態(tài)水力模型是將供水系統(tǒng)中的一些給水設(shè)施(如：水泵、管道、閥門、水庫或水井等)的特性、屬性及水量等數(shù)據(jù)輸入管網(wǎng)模擬計(jì)算軟件，進(jìn)行延時(shí)模擬計(jì)算，并達(dá)到一定校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的模型。管網(wǎng)動態(tài)水力模型能夠?qū)崟r(shí)、動態(tài)地根據(jù)相關(guān)系統(tǒng)數(shù)據(jù)計(jì)算管網(wǎng)的工況，為工作人員提供調(diào)度參考，是新一代供水調(diào)度系統(tǒng)的核心技術(shù)。
　　3.3調(diào)度預(yù)案自動生成及評估系統(tǒng)是新一代供水調(diào)度系統(tǒng)的標(biāo)志
　　新一代供水調(diào)度系統(tǒng)是把整個(gè)管網(wǎng)（包括機(jī)泵）數(shù)字化、模型化后通過理論計(jì)算及計(jì)算機(jī)模擬自動生成最佳調(diào)度預(yù)案。可見，調(diào)度預(yù)案自動生成及評估是新一代調(diào)度系統(tǒng)的標(biāo)志。
　　因此，根據(jù)系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)對某日管網(wǎng)供水壓力的模擬曲線和系統(tǒng)自動生成調(diào)度預(yù)案的預(yù)測曲線，經(jīng)校驗(yàn)兩組曲線基本吻合。說明模型能正確反映出某日管網(wǎng)供水壓力模式，為調(diào)度供水提供科學(xué)根據(jù)。（如圖2：）
　　
　　圖2：模擬值與預(yù)測值的壓力曲線
　　總之，建立新一代調(diào)度系統(tǒng)是供水行業(yè)發(fā)展的必然需求，也是供水行業(yè)走向科學(xué)管理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必由之路和發(fā)展方向。
　　4、結(jié)束語
　　供水SCADA系統(tǒng)所采集的管網(wǎng)壓力和水廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)運(yùn)行參數(shù)，憑借長期工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行決策，以遙控或電話通知下級控制員的方式啟停設(shè)備來完成，帶有一定的被動式。根據(jù)目前國內(nèi)外供水行業(yè)發(fā)展趨勢，供水調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)在原有SCADA系統(tǒng)的基礎(chǔ)上引進(jìn)新的科學(xué)計(jì)算模型，把整個(gè)系統(tǒng)數(shù)字化、模型化，并通過理論計(jì)算及計(jì)算機(jī)模擬后自動生成最佳調(diào)度預(yù)案，所以，建立新一代供水調(diào)度系統(tǒng)是未來發(fā)展方向。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　1、 王煜明，供水行業(yè)信息化建設(shè)論文集，2004.4
　　2、 張矩森、段林興，供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步規(guī)劃論文選編，1998.9
　　3、 方旭明、林楷譯，無線與移動網(wǎng)絡(luò)節(jié)構(gòu)，人民郵電出版社