专利名称：供水管网管理系统及方法
技术领域：
本申请涉及一种供水管网的管理系统及管理方法。
背景技术：
在用于供水的管网系统中经常会发生漏水现象，这些漏水现象将会造成水资源的 浪费并带来经济损失，因此需要及时发现管网中的漏损点并对其进行检修。目前对管网系统的漏损监测往往仅依靠检查发生了爆管事故的漏点，在爆管发生 后，再采取补救措施。然而，通常发生爆管事故前，这些漏点已经存在了较长时间，并由此造 成了大量的水资源损失和经济损失。此外，一旦形成爆管事故，往往会造成大量的水资源浪 费、经济损失甚至恶劣的社会影响。因此，需要提供一种能够实现有效的管理供水管网的系 统和方法。
发明内容
本申请要解决的技术问题包括提供一种能够有效的管理供水管网的系统和方法。根据本申请的一个方面，提供了一种供水管网的管理方法，包括建立供水管网地 理信息系统；监测供水管网中的水流数据；根据所述供水管网地理信息系统和所述水流数 据确定供水管网中的各个管网区域的漏损水平；以及根据所述各个管网区域的漏损水平， 确定需处理的管网区域，并确定所述需处理管网区域中需处理的漏点。根据本申请的另一个方面，提供了一种供水管网管理系统，其中，所述供水管网包 括多个管网区域，各个管网区域设置多个监测点，所述系统包括输入装置，用于输入所述 供水管网的地理信息系统数据和水流数据；数据管理装置，分析并管理从所述输入模块获 取的所述供水管网的地理信息系统数据和水流数据，以确定各个管网区域的漏损水平；以 及漏损管理装置，根据所述各个管网区域的漏损水平，确定需处理的管网区域，并确定所述 需处理管网区域中需处理的漏点。根据本申请的供水管网的管理系统和方法，能够监控管网的水流数据，确定供水 管网的漏损情况，并提供了漏损的处理策略，从而减少了事后补救情况的发生，降低管网的 水量损失和运营成本。
图1是根据本申请的一个方面的供水管网的管理方法流程图；图2是用于输入水流数据的用户界面示例；
图3是根据本申请的一种实施方式的供水管网的管理方法中，综合 虑了 SDBI指 标和ILI指标来确定需处理的管网区域的示意图；图4显示了根据本申请的水量平衡表；图5A-5B显示了需处理的漏损区域的检修成本曲线图；图6是根据本申请的一个实施例的供水管网的管理系统方框图；以及
图7是根据本申请的另一种实施方式的供水管网的管理系统方框图。
具体实施例方式以下结合附图及 实施方式，对本申请进行进一步详细说明。图1是根据本申请的一个方面的供水管网的管理方法流程图。如图1所示，为实 现对供水管网进行管理以控制和减少漏损，该方法包括在步骤101，建立供水管网的地理 信息系统(GIS)；在步骤102，监测供水管网中的水流数据；在步骤103中，根据所述供水管 网GIS和所述水流数据确定各个管网区域的漏损水平；步骤104，根据所述各个管网区域的 漏损水平确定需处理的管网区域，并确定所述需处理管网区域中需处理的漏点。在图1的步骤101中建立的供水管网的地理信息系统(以下简称“供水管网的 GIS")中记录了供水管网的管道位置信息。此外，供水管网的GIS还可以记录供水管网的 管道特性信息。管道特性信息可以包括管道的管径、管材等信息，还可以包括管道的埋深、 长度、管道铺设年代、管网控制构件的参数(例如泵站、阀栓、检查井、水表的位置、数量、 启闭规则、特征曲线等)。供水管网GIS的建立可以利用已有的现场勘查的方法来获取供水管网GIS数据。 例如，可以通过管线定位仪、高精度GPS仪器定位测量等测量设备对整个供水管网进行现 场勘查，以获取供水管网GIS数据。当然，对于某些管网如有已经经过勘查的供水管网，则 可直接利用已经建立好的供水管网信息系统数据库。可以理解，当供水管网的地理信息发生变化时，例如加入了新的水管节点，要对供 水管网GIS的数据进行相应的更新，以保证供水管网GIS能够实时准确地反映当前供水管 网的地理信息。供水管网中的水流数据(在图1的步骤102中监测)可以包括流量数据、压力数 据、噪声数据等。这些数据包括基于时间序列的水流数据，可以通过例如流量计、压力计等 外部工具来测量。可以理解，一般供水管网的管线长度通常超过几百公里，而漏点的大小通常只有 几毫米到几厘米，因此很难实现对整个管网的漏点进行全面监控。根据本申请的一种实施方式，为了有效地监测供水管网中的水流数据，找到漏点， 可以将管网划分为多个管网区域。在各个管网区域中分别设置多个监测点，并监测所述多 个监测点的水流数据。监测的方法可以是例如在多个监测点分别安装流量计、和/或压力 计等外部工具。这种分区安装流量计等装置以监测水流数据的方法称为“分区装表法”。区域划分的原则和目标是划分出永久独立的子系统，使漏点的定位更为容易。这 里的永久独立是指分区装表所划分的子区域一旦通过在区域边界安装流量计/水表和关 闭区域边界上的部分阀栓完成划分，则永久存在，不再改变。为实现该目标，可以参考GIS 数据，确定管网区域，使每个管网区域都具备以下特征边界永久关闭，能够实施常规监测， 这样一旦发生变化，能够及时察觉；分区入口由有限的一根或几根管道供水，且每根供水管 上装有流量计以改善入流的测量精度。可以理解，如果分区太小，建设与管理成本较高；如 果分区太大，则会对确定新漏点造成较大困难。因此，管网分区的方式还可以综合考虑管网 的水力特点和运营状况来进行。根据一种实施方式，可以对管网系统设置多层分区。例如，在规模较大的管网中，可以首先将供水管网划分为多个管网区域(第一层分区)，然后再选择一个或多个管网区 域将其进一步划分成多个管网子区域(第二层分区)。这样，可以合理地规划分区的大小， 有利于区域监测和管理。 通过对管网进行分区，可在各个管网区域中分别设置多个监测点，并监测多个监 测点的水流数据，可以通过分区的监测和管理实现对整个供水管网系统的监控。如上所述，根据本申请的供水管网中的水流数据可以包括流量数据、压力数据、噪 声数据等。其中流量数据是供水管网中的与水流量相关的数据，包括流量计监测到的供水 管网中的流量数据、各个管网区域中的流量数据、和/或管网区域中的管线的流量数据，以 及统计到的系统供水量和用水量数据等。压力数据是与水的压力相关的数据，包括监测到 的供水管网中的、各个管网区域中的、和/或管网区域中的管线的压力数据。噪声数据是指 监测和记录的漏点噪声数据。为了更准确地监测当前的供水管网工作状态，供水管网中的水流数据还可以进一 步包括漏损报修数据。漏损报修数据包括用户投诉的信息，例如路面上有水、压力下降等。 每个投诉信息都被存档在一个报告中。漏点位置还可以用图像或地图报告。根据一个实施例，供水管网中的水流数据还可以进一步包括漏损定位数据和漏损 修补数据。漏损定位数据包括已定位的漏损的相关信息，如已有漏点的位置、大小等信息。 漏损修补数据包括进行修复的漏损的相关信息，如在什么时候发现的该已有漏点、通过何 种方式对其进行修复的。当获取到上述水流数据后，可以将各种水流数据存储到数据库中。图2示出了为 用户提供的将水流数据导入数据库的一种输入界面。可以理解，各种水流数据可以以表格 等形式存储到数据库中。可选地，部分水流数据可以通过形成表格并以人工填写的方式输 入数据库，例如，漏损报修数据、漏损定位数据和漏损修补数据。在数据库中，可以为各种水 流数据分配数据ID，以便于通过查询数据ID来调用相关水流数据。此外，对于数据库中所 存储的各种水流数据，可以例如按照时间序列以图形、表格等方式显示出来并可以打印，或 者以文本(text)格式导出。根据本申请的一实施例，还可以进一步对水流数据进行初步筛选。例如，可以检查 存储在数据库中的水流数据，如果存在负值或者极大的值，则说明这些数值是错误的，可以 清除这些数值并生成初步筛选报告，报告相关的错误情况。当水表分区进入运营状态后，就通过获得的水流数据和GIS数据来确定供水管网 中的各个管网区域的漏损水平。管网区域的漏损水平能够表示管网区域的漏损的严重程度。为了衡量这种漏损的 严重程度(漏损水平)，需要一定的指标作为参考。根据本申请的一种实施方式，可以通过获得的水流数据结合GIS数据来计算各个 管网区域的以下的一个或者多个漏损性能指标(具体的计算过程将在后文详细描述)来确 定供水管网中的各个管网区域的漏损水平，其中，具有高的漏损性能指标的区域，表示该区 域的漏损水平高，而具有低的漏损性能指标的区域表示该区域的漏损水平低。1)产销差指标，即总漏水量(水损耗)相对于供水总量的百分比。2)漏损基准指标，该漏损性能指标能够考虑管网中具有不同连接密度的管线的漏 损情况。即，对于连接密度为每千米大于20个管线连接的管网，漏损基准指标一般用每天在若干连接点的漏水量来表示，可简写为漏水量/连接数/天(ml/cormections/day)；对于 连接密度为每千米小于20个管线连接的管网，漏损基准指标按每天在主管线长度(千米) 上的漏水量表示，简写为漏水量/主管线长度/天(m3/Km of mains/day)。3)基础设施漏损指数(Infrastructure Loss Index :ILI)，该指标是国际水协 (IWA)推荐的漏损性能指标，其计算公式如下
权利要求
1.一种供水管网的管理方法，包括 建立供水管网地理信息系统； 监测供水管网中的水流数据；根据所述供水管网地理信息系统和所述水流数据确定所述供水管网中的各个管网区 域的漏损水平；以及根据所述各个管网区域的漏损水平，确定需处理的管网区域，并确定所述需处理管网 区域中需处理的漏点。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括，将所述供水管网划分为多个所述 管网区域，在所述管网区域中设置至少一个监测点，并且所述监测供水管网中的水流数据 包括检测所述多个监测点的水流数据。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述水流数据包括流量数据、压力数据、噪声数据。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述水流数据进一步包括漏损报修数据、漏损定位 数据和漏损修补数据。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述根据水管网地理信息系统和水流数据确定各 个管网区域的漏损水平的步骤进一步包括计算所述各个管网区域的漏损性能指标，并根 据漏损性能指标确定漏损水平。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述漏损性能指标包括产销差指标、漏损基准指 标、或者基础设施漏损指数。
7.如权利要求5所述的方法，其中，所述确定需处理的管网区域的步骤进一步包括，计 算所述各个管网区域的水资源充沛指标，并根据各个管网区域的漏损性能指标和水资源充 沛指标确定需处理的管网区域。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述水资源充沛指标包括供给要求平衡指标。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述确定所述需处理管网区域中需处理的漏点的 步骤进一步包括，计算各个漏点主动漏损控制运营成本和损耗水的成本，以确定各个漏点 的处理优先级别。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述确定所述需处理管网区域中需处理的漏点的 步骤进一步包括，确定所述需处理管网区域的漏损经济级别指标，以确定需处理的漏点数量。
11.如权利要求2所述的方法，其中，所述方法进一步包括建立供水管网数学模型，通 过供水管网数学模型模拟各个管网区域的划分，并根据模拟的结果更新管网区域的划分。
12.如权利要求2所述的方法，其中，所述方法进一步包括建立供水管网数学模型，通 过供水管网数学模型模拟管网区域中各个监测点的设置，并根据模拟的结果更新监测点的设置。
13.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括建立供水管网数学模型，通 过供水管网数学模型模拟所述需处理管网区域的各个漏点的处理方案，并根据模拟的结果 确定最终处理方案。
14.一种供水管网管理系统，其中，所述供水管网包括多个管网区域，各个管网区域设 置多个监测点，所述系统包括输入装置，用于输入所述供水管网的地理信息系统数据和水流数据；数据管理装置，分析并管理从所述输入模块获取的所述供水管网的地理信息系统数据 和水流数据，以确定各个管网区域的漏损水平；以及漏损管理装置，根据所述各个管网区域的漏损水平，确定需处理的管网区域，并确定所 述需处理管网区域中需处理的漏点。
15.如权利要求14所述的系统，其中，所述数据管理装置进一步被配置为计算所述各 个管网区域的漏损性能指标，并根据漏损性能指标确定漏损水平。
16.如权利要求14所述的系统，所述漏损管理装置进一步被配置为计算各个管网区域 的水资源充沛指标，并根据各个管网区域的漏损水平和水资源充沛指标确定需处理的管网 区域。
17.如权利要求16所述的系统，所述漏损管理装置进一步被配置为计算主动漏损控制 运营成本和损耗水的成本，并确定需处理管网区域中需要进行处理的漏点。
18.如权利要求14所述的系统，进一步包括导入管理器和数据库，从输入装置输入的 供水管网的地理信息系统数据和水流数据通过导入管理器导入并存储到数据库中。
19.如权利要求14所述的系统，进一步包括模型管理模块，建立供水管网数学模型，根据从所述数据库中得到的供水管网的地理 信息系统数据和水流数据，利用所述模型模拟供水管网的分区、监测点的设置、以及各种处 理方案；以及优化模块，通过所述模拟的结果，更新供水管网的分区、监测点的设置，并选择处理方案。
全文摘要
本申请提供了一种供水管网的管理方法，包括建立供水管网地理信息系统；监测供水管网中的水流数据；根据所述供水管网地理信息系统和所述水流数据确定供水管网中的各个管网区域的漏损水平；以及根据所述各个管网区域的漏损水平，确定需处理的管网区域，并确定所述需处理管网区域中需处理的漏点。此外，本申请还提供了一种供水管网的管理系统。该供水管网的管理方法和系统能够监控管网的水流数据，确定供水管网的漏损情况，并提供了漏损的处理策略，降低了管网的水量损失和运营成本。
文档编号G06F17/50GK102033969SQ20091017886
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者亚历山德罗·贝坦, 奥古斯托·普雷特纳 申请人:Sgi工程有限公司