張虎軍

摘 要：在城市建設與發(fā)展過程中，供水管網發(fā)揮著十分重要的作用，是保證城市正常運轉的關鍵環(huán)節(jié)。只有對供水管網進行科學管理，才能更好地滿足城市用水需求，促進城市的發(fā)展。因此，必須構建供水管網網格化智能管理系統(tǒng)，通過應用傳感技術、通信技術以及計算機技術，直觀展現(xiàn)供水管網的運行狀態(tài)，實現(xiàn)供水管網的網格化智能管理，提高供水管網運行效率。文章將對供水管網網格化智能管理系統(tǒng)構成展開闡述和分析，探討供水管網網格化智能管理系統(tǒng)工作流程，以供參考。

關鍵詞：供水管網;網格化;智能管理

中圖分類號：TP3;TU9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2022）03--03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.03.051

供水管網是供水企業(yè)中最核心的設施，科學管理供水管網是促進供水企業(yè)健康發(fā)展的重要措施，也是保證供水服務質量的關鍵環(huán)節(jié)。

目前，供水管網管理工作普遍存在系統(tǒng)老化、管理模式落后、工作效率低、人員素質差等方面的問題，嚴重阻礙了供水管網管理水平的提高。為改變這一現(xiàn)狀，供水企業(yè)要實現(xiàn)供水管網的網格化智能管理，實現(xiàn)相關工作的精細化、標準化、智能化，進一步提高供水管網管理水平，促進供水企業(yè)的發(fā)展。

1 供水管網的網格化管理

隨著科學技術的快速發(fā)展，數字化技術已經被廣泛應用于各行各業(yè)，對于行業(yè)發(fā)展具有重要意義。在供水管網中，對供水采用數字化管理，解決供水全過程監(jiān)測問題，保證了供水質量安全，保障了用戶的合法權益，促進了供水企業(yè)的長遠發(fā)展。目前，我國部分地區(qū)已經采用數字化管理模式，例如，山東省某市的水務公司對供水采用了數字化管理模式，建立了專用網絡，對水質實施全過程監(jiān)測，在企業(yè)內部實現(xiàn)了數字化辦公，從而提高供水服務質量和工作效率。

對于供水企業(yè)而言，供水管網網格化管理是提高供水管網管理工作效率的重要舉措，對于提高供水服務質量具有重要意義。具體管理工作中，要建立統(tǒng)一管理的數字化平臺，將整個供水管網科學劃分為不同的單元網格，以便全面、準確地掌握用戶信息以及供水管網的參數變化，進而展開全面而透徹的分析，形成標準化作業(yè)流程，提高管理水平和工作效率。供水管網網格化管理的實現(xiàn)，能夠拉近供水企業(yè)與用戶之間的距離，促進所有單元網格用戶提高服務質量，提高供水管網管理的精細化水平[1]。

一般情況下，供水管網網格化管理要遵循以下工作原則：第一，形成完善的網格布局，實施條塊整合管理;第二，做好信息整合工作，實現(xiàn)有度通達;第三，充分共享現(xiàn)有資源，制定有償融通規(guī)則;第四，有條不紊地促進業(yè)務協(xié)同運作;第五，為公眾提供滿意服務;第六，監(jiān)管管網系統(tǒng)，提高管理工作的有效性。

在對供水管網進行網格劃分的過程中，要參考以下幾個方面因素：第一，網格劃分盡量選擇天然的地形分界，為后期管理創(chuàng)造一定的便利條件;第二，在第二層的網格劃分中，網格區(qū)域邊界要參考主干道路管道走向，保證所有網格區(qū)域都擁有良好的交通條件;第三，在第三層的網格劃分中，網格區(qū)域的邊界要按照業(yè)務管轄劃分，有利于提高管理效率。

為了建立網格化的管理體系，要有效利用用戶基礎信息以及管網系統(tǒng)數據，全面監(jiān)控與傳輸水管網系統(tǒng)中各項供水特征數據，還要完成水表抄收、用戶投訴、用水宣傳、管網維修以及壓力、水質等方面的工作內容，并進行新用戶報裝[2]。

通過供水管網網格化智能管理系統(tǒng)構建與應用，可以提高水務企業(yè)的風險管控能力，提高水務企業(yè)的決策分析能力，促進企業(yè)的標準化運營，提高企業(yè)管理的服務水平和工作效率。因此，必須高度重視供水管網網格化智能管理系統(tǒng)構建與應用，充分發(fā)揮其對于供水企業(yè)的作用，促進企業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展[3]。

2 供水管網網格化智能管理系統(tǒng)的構成

通過供水管網網格化管理，劃分網格責任區(qū)，提高水務企業(yè)人員的管理水平，確保水務責任落實到位，提高企業(yè)的管理效率。為實現(xiàn)供水管網的網格化智能管理，要建立相應的管理系統(tǒng)，所有管理工作都要依托該系統(tǒng)完成。一般情況下，供水管網的網格化智能管理系統(tǒng)主要由感知層、網絡層以及應用層構成，其中每一層都能發(fā)揮相應的作用，才能保證系統(tǒng)的正常運行。

2.1 感知層

在供水管網網格化智能管理系統(tǒng)中，感知層是整個系統(tǒng)架構最基礎的組成部分，只有保證感知層的功能，才能為系統(tǒng)運行提供保障。在感知層中，主要設備是供水管網中的各類在線儀表，包括壓力儀表、流量儀表、水質儀表或專業(yè)水質監(jiān)測機構提供的檢測報告等。

供水管網網格化智能管理系統(tǒng)運行過程中，感知層可以利用在線監(jiān)測儀表，在不影響供水管網正常運行的情況下完成各項供水管網監(jiān)測數據的采集，全面掌握供水管網的真實運行情況[4]。

2.2 網絡層

在供水管網網格化智能管理系統(tǒng)中，網絡層能夠科學利用互聯(lián)網技術，實現(xiàn)與通信網絡的有效融合，在完善網絡的前提下，實現(xiàn)供水管網網格化智能管理系統(tǒng)的數據傳輸功能。

通過網絡層的正常運行，將供水管網的網格化智能管理系統(tǒng)采集到的各項數據通過網絡傳輸到數據中心，同時實現(xiàn)對數據的管理、維護以及存儲等操作，為上層的運行提供必要的數據支持，以便更好地實現(xiàn)系統(tǒng)功能，充分發(fā)揮網格化智能管理系統(tǒng)的作用[5]。

對于供水管網網格化智能管理系統(tǒng)而言，網絡層的性能會對數據傳輸速度造成直接影響，因此，對于網絡層的軟硬件設備提出了更高的要求。

2.3 應用層

在供水管網網格化智能管理系統(tǒng)中，通過感知層和網絡層的運行，可以全面獲取供水管網中的各項數據，這些數據包括流量數據、壓力數據以及水質數據等，為供水管網管理提供重要的參考依據。

獲取這些數據后，通過深入分析數據，充分發(fā)掘這些數據代表的實際意義，明確不同數據之間存在的關系，為不同用戶之間配水比重分配及管網系統(tǒng)管理層作出決策提供重要依據[6]。

供水管網網格化智能管理系統(tǒng)的運行過程中，通過感知層和網絡層對采集到的供水管網運行數據進行簡單加工，并展示其結果，可以提供供水管網運行狀態(tài)的主觀感知，基本掌握供水管網的實際運行情況。再對這些數據進行全面匯總，并做好相應的分析與對比，可以實現(xiàn)對供水管網運行數據的深層運用，為供水管網管理工作提供重要依據。

對于供水管網網格化智能管理系統(tǒng)，要通過不同的功能模塊實現(xiàn)相應的功能，包括抄表管理、用戶基礎信息、統(tǒng)計分析、在線監(jiān)控、應急管理、用水申報、維修搶修、服務熱線、考核評價、服務互動、掌上網格、用水常識、產銷差分析、用戶評價意見反饋以及系統(tǒng)管理等，才能采集到準確的供水管網信息，并實時傳輸相關信息，采取管理辦公協(xié)同的方式，實現(xiàn)監(jiān)督與服務一體化。因此，通過供水管網網格化智能管理系統(tǒng)的建設與應用，為用戶構建全能、高效、全時段、全方位覆蓋的供水網格化服務體系[7]。

3 供水管網網格化智能管理系統(tǒng)的工作步驟

供水管網網格化智能管理系統(tǒng)運行過程中，其工作流程主要包括感知、分析、執(zhí)行三個步驟。

3.1 感知

感知是供水管網網格化智能管理系統(tǒng)運行中的第一個步驟，通過對各類在線儀表的控制獲取供水管網的運行狀態(tài)[8]。一般情況下，需要通過壓力、流量以及水質等在線儀表采集供水管網中的壓力數據、流量數據以及水質數據，感知供水管網的實際運行狀態(tài)。如果通過數據，判斷供水管網在運行過程中是否出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會發(fā)出自動報警信息，提醒系統(tǒng)對故障采取處理措施。

3.2 分析

分析是供水管網網格化智能管理系統(tǒng)運行中的第二個步驟，要對感知步驟中獲得的數據進行分析。接收到感知發(fā)出的報警信息后，系統(tǒng)將分析其中的具體信息，判斷供水管網異常產生的原因以及出現(xiàn)異常的大致位置，為制定異常處理措施提供重要的參考依據，保證處理措施的及時性與有效性。

3.3 執(zhí)行

執(zhí)行是供水管網網格化智能管理系統(tǒng)運行中的第三個步驟，系統(tǒng)要按照制定好的處理措施對異常進行妥善處理。在處理完供水管網異常后，要及時將處理結果反饋給系統(tǒng)，同時要及時完善數據庫信息，為后續(xù)管理工作提供參考。

4 案例分析

4.1 網格化分區(qū)概況

以某一供水片區(qū)為例。在供水片區(qū)中，日供水量約為11萬噸，其中，35 km的供水管道為DN100及以上級別，水表數量有5.3萬只。根據供水管網劃分網格，可以將這一供水片區(qū)劃分為8個區(qū)域。供水管網中的道路交叉口位置安裝了壓力傳感器，用于監(jiān)測系統(tǒng)的供水壓力，并將監(jiān)測到的數據進行實時傳輸。

與此同時，要在大的路口、用戶集中區(qū)域以及對水質有特殊要求的用戶處安裝水質監(jiān)測儀表，監(jiān)測這些位置的水質，同樣要對監(jiān)測到的數據進行實時傳輸。此外，還要在各村總表、重點工業(yè)用戶以及分區(qū)邊界的位置設置實時遠傳數值流量點，確保數據傳輸正常。

4.2 案例分析

選擇該供水片區(qū)中的一個網格區(qū)域作為示范區(qū)，這一示范區(qū)網格區(qū)域的面積約為1.52 km2，其中大部分為生活區(qū)域，包括2個大型農村社區(qū)、6個房地產小區(qū)以及1個公園，還包括5家行政事業(yè)單位以及一部分商業(yè)區(qū)。

在這一示范區(qū)網格區(qū)域周圍，供水管網主要為DN400、DN300，用戶數量約8 000戶左右，示范區(qū)網格區(qū)域內設置了13處壓力監(jiān)測點、2處水質監(jiān)測點。由于該區(qū)域采用多路進水的方式，并且在邊界管網系統(tǒng)中安裝了流量計，施工難度較高，因此沒有安裝邊界監(jiān)控流量計。此外，采用壓力法實時監(jiān)控管網漏水情況，可以為確定漏水點位置提供重要的參考依據。

在樹枝狀的供水管網中，如果出現(xiàn)供水管道漏水情況，會導致下游供水管道中的供水壓力不足，無法滿足下游用戶的用水需求，對漏水點下游的供水管道造成嚴重影響。

在環(huán)狀的供水管網中，如果出現(xiàn)供水管道漏水情況，會導致各個監(jiān)測點的壓力變化存在顯著差異，距離漏水位置近的區(qū)域壓力變化更大，距離漏水位置遠的區(qū)域壓力變化較小，對漏水位置區(qū)域內的壓力情況造成嚴重影響。通過對壓力監(jiān)測點的監(jiān)測，能夠確定漏水故障發(fā)生前后的壓力變化情況，根據以往的工作經驗判斷發(fā)生漏水的實際位置。

例如，通過觀察壓力坡降雷達圖可以看出，2號壓力監(jiān)測點的壓力出現(xiàn)了顯著變化，而3號壓力監(jiān)測點的壓力變化要小于2號壓力監(jiān)測點。根據示范區(qū)域的管網分布情況可以看出，4號、3號、2號在管道上線性分布，由此判斷這個區(qū)域出現(xiàn)漏水問題的位置在2號壓力監(jiān)測點與3號壓力監(jiān)測點之間。

某日，該示范區(qū)網格區(qū)域的供水管網網格化智能管理系統(tǒng)中的“在線監(jiān)測”模塊發(fā)出報警信息，顯示該區(qū)域中的壓力變化處于異常狀態(tài)。通過“輔助決策”模塊，分析區(qū)域內的壓力點監(jiān)測值，分析結果形成“壓力變化雷達圖”及“壓力變化表”，通過這些數據基本可以確定供水管網中的漏水位置。確定漏水位置后，“維修搶修”模塊將生成相應的工單，通知維修搶修人員去往現(xiàn)場維修。

與此同時，供水管網網格化智能管理系統(tǒng)中的“地理信息系統(tǒng)”模塊還能根據實際情況制定科學的關閉方案，“用戶基本信息”模塊則根據漏水位置確定可能受到影響的用戶，列出相應的清單。如果會出現(xiàn)停水或降壓的情況，“用戶熱線”模塊為用戶自動推送相關信息。在故障處理完成后，“考核評價”及“用戶評價意見反饋”模塊詳細記錄事件的全過程，相關部門要接受相應的考核。

5 結語

綜上所述，在供水管網運行過程中，為了提高管理水平，要建設并應用供水管網網格化智能管理系統(tǒng)，提高供水服務質量，促進城市的健康發(fā)展。

應用供水管網網格化智能管理系統(tǒng)能夠更好地實現(xiàn)抄表收費、維修搶修、在線監(jiān)控等各項業(yè)務工作逐步信息化、標準化，不僅能夠提高維護管理以及客戶服務等方面的工作效率，而且可以在一定程度上拉近供水企業(yè)與用戶之間的距離。在實際應用過程中，要不斷完善系統(tǒng)功能及基礎數據，使之為保障管網安全運行、推動節(jié)能降耗、提高服務質量提供有力支撐。

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