CN105807731A - 一种城市排水调度管理*** - Google Patents

一种城市排水调度管理*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种城市排水调度管理***，用以管理各厂站的排水调度，包括数据采集监控设备、GIS***、GDI平台、SQL数据库、调度信息平台和调度管理中心，所述的数据采集监控设备分别与调度管理中心和SQL数据库连接，所述的GIS***通过GDI平台与SQL数据库连接，所述的SQL数据库与调度信息平台连接。与现有技术相比，本发明具有实用性强、统一调度、便于管理、功能强大等优点。

Description

一种城市排水调度管理***
技术领域
本发明涉及一种调度管理***，尤其是涉及一种城市排水调度管理***。
背景技术
城市排水是关系到城市正常运作和人民群众日常生活的基础设施，随着城市建设速度的加快，城市排水也成为制约城市快速发展的瓶颈之一，与国外相比，我国除了排水设计标准明显偏低外，其智能化管理技术水平也有明显的差距。
主要体现在以下几点：
各级厂站无法实现统一管理，有时多个厂站使用不同***。
信息交互不便捷，同一厂站的不同人员之间的交互或者不同厂站人员之间的交互都比较繁琐。
因此，一套完整而效率地当班管理***可以使相关工作人员更安全、更效率、更准确地监测分析数据及发布调度指令，而将已有的信息处理技术应用到当前城市排水的调度管理是本项目的目标。
专利号为CN102184490的中国专利公开了一种城市水资源实时监控与管理***，该***包括计量设备、信息采集模块、中心计算机、信息通讯设备和实时监控与管理模块，实现了对于城市各个水资源站点的统一监控，但是该***没有响应的调度***与其相匹配，只是单独的将各个水资源站点的监控信息收集起来处理，不便于人员管理和统筹规划。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实用性强、统一调度、便于管理、功能强大的城市排水调度管理***。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种城市排水调度管理***，用以管理各厂站的排水调度，包括数据采集监控设备、GIS***、GDI平台、SQL数据库、调度信息平台和调度管理中心，所述的数据采集监控设备分别与调度管理中心和SQL数据库连接，所述的GIS***通过GDI平台与SQL数据库连接，所述的SQL数据库与调度信息平台连接。
当城市排水调度管理***进行调度时，数据采集监控设备将实地采集到的监控信息发送到SQL数据库中，GIS***将实时采集到的水厂的地理信息和图片信息通过GDI平台的转换，传送给SQL数据库，调度信息平台和调度管理中心分别从SQL数据库中获取数据信息和监控信息，进行城市各厂站的排水调度。
所述的GDI平台包括OPC服务器、OPC客户机和GDI接口，所述的OPC客户机分别与OPC服务器、GDI接口和数据采集监控设备连接，所述的GDI接口与SQL数据库连接。
所述的调度管理中心包括相互连接的调度指令收发模块和权限控制模块，所述的调度指令收发模块与各厂站的数据采集监控设备连接。
所述的调度指令收发模块包括调度计划编制单元、调度指令提示单元、调度辅助信息单元和调度历史记录单元，所述的调度计划编制单元分别与数据采集监控设备、权限控制模块、调度指令提示单元、调度指令提示单元和调度历史记录单元连接。
所述的权限控制模块包括组织机构维护单元、人员信息维护单元和权限管理单元，所述的权限管理单元分别与调度计划编制单元、人员信息维护单元和权限管理单元连接。
所述的调度信息平台包括相互连接的工况数据监测模块和监测数据管理模块，所述的工况数据监测模块和监测数据管理模块分别与SQL数据库连接。
所述的工况数据监测模块包括GIS地图展示单元和辅助显示单元，所述的GIS地图展示单元分别与SQL数据库和辅助显示单元连接。
所述的监测数据管理模块包括数据处理单元、人工填报单元、统计图单元和报表管理单元，所述的数据处理单元分别与SQL数据库、人工填报单元、统计图单元和报表管理单元连接。
所述的数据采集监控设备为SCADA***设备。
所述的GDI接口为WCF数据接口。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、实用性强：通过大量的考察调研数据，结合城市排水的实际需求，本发明更加便捷更加人性化，满足用户需求。
二、统一调度、便于管理：通过调度信息平台和调度管理中心实现信息的交互和调度任务的分配，并且辅以调度指令收发模块和权限控制模块进行调度指令的收发和权限的分配以及工况数据监测模块和监测数据管理模块对数据的采集和处理，整体上实现了城市排水的综合调度。
三、功能强大：调度信息平台和调度管理中心内部设有各种功能模块，能够进行数据的分析和处理，调度命令的生成和分配，以及权限的管理，功能丰富多样。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为GDI数据传输过程图。
图3为排水管网监测调度功能图。
其中，1、数据采集监控设备，2、GIS***，3、GDI平台，4、SQL数据库，5、调度信息平台，6、调度管理中心，31、OPC服务器，32、OPC客户机32，33、GDI接口，51、工况数据监测模块，52、监测数据管理模块，61、调度指令收发模块，62、权限控制模块，511、GIS地图展示单元，512、辅助显示单元，521、数据处理单元，522、人工填报单元，523、统计图单元，524、统计图单元，611、调度计划编制单元，612、调度指令提示单元，613、调度辅助信息单元，614、调度历史记录单元，621、组织机构维护单元，622、人员信息维护单元，623、权限管理单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例：
本发明基于GDI平台，以SQL数据库为核心，构建SCADA***与数据库***集成平台，构建通用型的城市排水调度管理***，以及一套完整的权限管理***。结合用户的切身需求，针对城市既有的排水设施，通过排水***优化管理，综合排水泵站和排水管道的综合效率、达到节能降耗和设施最佳运行的目标。
如图1所示，一种城市排水调度管理***，用以管理各厂站的排水调度，包括数据采集监控设备1、GIS***2、GDI平台3、SQL数据库4、调度信息平台5和调度管理中心6，所述的数据采集监控设备1分别与调度管理中心6和SQL数据库4连接，所述的GIS***2通过GDI平台3与SQL数据库4连接，所述的SQL数据库4与调度信息平台5连接。
数据采集监控设备1为SCADA***设备，用以SCADA数据的实时展现，以及相应的历史查询及分析，便于当班人员进行数据的监测。
GDI平台3包括OPC服务器31、OPC客户机32和GDI接口33，所述的OPC客户机32分别与OPC服务器31、GDI接口33和数据采集监控设备1连接，所述的GDI接口33与SQL数据库4连接，GDI接口33为WCF(WindowsCommunicationFoundation)数据接口。
调度管理中心6包括相互连接的调度指令收发模块61和权限控制模块62，所述的调度指令收发模块61与各厂站的数据采集监控设备1连接。
调度管理中心6：用以各厂站间的实时通讯，可以和各厂站可互发消息指令，进行统一协调管理，支持工艺调度计划编制、调度指令提示、调度辅助信息浏览和调度历史记录功能。并为将来基于污水厂静态模型的计算机调度预留数据接口，提供与实时监控SCADA平台的数据接口。
调度指令收发模块61包括调度计划编制单元611、调度指令提示单元612、调度辅助信息单元613和调度历史记录单元614，所述的调度计划编制单元611分别与数据采集监控设备1、权限控制模块62、调度指令提示单元612、调度指令提示单元612和调度历史记录单元614连接。
调度计划编制单元611：支持工艺调度计划，包括管网计划检修、开停泵计划等，使调度员能方便的获取重大维修及调度计划，更好的进行调度。可以查询过去历史调度计划配置。
调度指令提示单元612：通过电子化流程化对污水调度下达调度指令，以及污水厂、泵站所上传通报的调度信息，记录和确认。
调度辅助信息单元613：对工况数据库中的数据进行分析，能实时的提供各种调度设备的工作状况，如电耗、维修时间和持续运行时间等参数，为调度提供科学依据。支持对直接采集的仪表设备数据进行报警条件设置。
调度历史记录单元614：记录主管人员发布的调度指令如水泵开停、阀门开关和变频泵的频率等，并通过SCADA自动获取现场人员的操作执行结果及相关的工况参数，方便调阅和参考。按照调度指令和操作可以查询各个操作的执行时间和执行人。
权限控制模块62包括组织机构维护单元621、人员信息维护单元622和权限管理单元623，所述的权限管理单元623分别与调度计划编制单元611、人员信息维护单元622和权限管理单元623连接。
权限控制模块62：管理员可根据具体情况配置不同人员的权限，可以提供灵活便捷的权限控制机制，支持按角色、用户组授权，支持审批权限代理。应该保证平台有足够的安全性，能提供***操作日志，可以迅速、准确地进行在线情况分析，了解***访问和应用情况。
组织机构维护单元621：维护和建立***的组织机构。按管理制度和机构之间的关系建立，确保各级单位之间的关系准确。
人员信息维护单元622：建立本***的人员信息。人员信息包括直接使用本***的操作人员和不使用本***但又在本***中需要涉及的人员。
权限管理单元623：维护和建立***的各种角色，根据实际管理权限和操作本***的人员情况，对人员进行角色的划分，如***管理员、***操作员、企业高管、部门主管、业务负责人等。不同角色的人员可使用的功能权限不同，根据工作的需要进行按角色分配功能权限。
调度信息平台5包括相互连接的工况数据监测模块51和监测数据管理模块52，所述的工况数据监测模块51和监测数据管理模块52分别与SQL数据库4连接。
工况数据监测模块51包括GIS地图展示单元511和辅助显示单元512，所述的GIS地图展示单元511分别与SQL数据库4和辅助显示单元512连接。
辅助显示单元512：各当班人员可记录并且查询日志、天气、设备情况等一下其他信息。
工况数据监测模块51具备融合GIS***数据功能，可在GIS图上，结合SCADA数据进行区域展示和编辑，并可对区域内的数据内容(如污水厂、泵站、窨井监测点等参数)进行定制关联，并对如管网液位分布、管道坡降等数据进行区域性统计，具备分区计量等相应功能。
监测数据管理模块52包括数据处理单元521、人工填报单元522、统计图单元523和报表管理单元524，所述的数据处理单元521分别与SQL数据库4、人工填报单元522、统计图单元523和报表管理单元524连接。
数据处理单元521：调度信息平台5对存放在SQL数据库4中的数据，可根据需要，生成各类报表、趋势曲线、实用图表，包括即时报表、班报、日报、月报、季报、年报、各类趋势曲线。
人工填报单元522：调度信息平台5提供数据填报界面，可将部分目前尚未自动采集的数据(化验室水质化验数据)，通过人工填报的方式存储，数据填报界面支持用户自定义配置，同时记录人工填报日志，记录录入人、时间、化验报告内容。
统计图单元523：调度信息平台5提供基于时序的工况趋势图展示和分析，并可进行放大、缩小、移动、组合、数显等操作，提供操作员多种分析操作手段。
调度信息平台5提供的统计图，采用多维分析的方式，操作员可以任意组合数组、数轴，可以选择各种适合的图形(如曲线图、折线图、直方图、饼图、面积图等)，提供丰富的决策支撑。
报表管理单元524：自动生成各类污水调度日报、月报、年报、综合报表，各时期、各类型的报表都可以随时生成查看。报表可根据实际情况进行自定义配置，通过对运行数据的分析变化情况等，为污水调度运行决策提供可靠的数据依据。
本案例在苏州市排水公司排水调度***中得到实施。
目的：苏州排水公司供水现状和发展要求，采用先进的计算机和网络技术，进行供水调度各子***业务的资源整合，将原调度***升级为调度辅助、数据分析及指令管理等于一体的供水调度***，将供水调度的实时监测、控制、运行、管理信息汇集，实现具有先进的、科学的、信息化的供水调度运行和管理，从而提升供水调度综合能力，确保供水***安全、经济的合理运行。
GDI平台
苏州中心城区排水监测GDI平台以数据库***和GIS***为依托，结合SCADA***和调度工作的不断变化的要求，形成面向全局的调度运行体系。***建立排水调度数据中心，数据包含GIS数据、SCADA数据、报表数据、日常管理数据和调度数据，功能主要分为GDI展示、日常调度管理、报表管理***、辅助调度管理、***设置等内容，基本涵盖日常工作的各个环节，并将各个环节进行无缝融合。***的目的将排水调度的监测、运行、管理信息汇集，实现具有先进的、科学的、信息化的排水调度运行和管理，从而提升排水调度综合能力，确保排水***安全、经济、合理的运行。
实时***：厂站不变，建立管网监测***的数据接口，实时显示管网监测点的数据和报警。
管网监测***：建立若干个GPRS传送方式窨井监测点监测管网水位，建立实时***和数据中心的数据接口。
数据中心：建立综合数据中心，内容包含实时数据、手工录入数据、汇总数据等***所有数据，为后续的应用建立数据基础。
综合信息平台：包含厂站实时监测、报表管理、日常工作等内容，涵盖日常管理各个环节。
GDI数据传输过程：
GDI数据分类：
1.SCADA数据：设备实时采集的数据。
2.统计报表数据：各种监测量值的分类汇总。
3.调度业务数据：警报、指令、日志、设备信息等数据。
4.GIS地图数据：GIS地图基础数据。
图2为GDI数据传输过程。
(4)基于WEB排水调度管理平台
综合信息平台总览
通过污水调度总览图可以掌握苏州中心城区污水处理和排放的总体情况。平台可以分区域显示整个城区的污水干管的运行情况，全区图——污水厂服务区域——泵站服务区域，在以上三级区域内都内显示出其管道的运行负荷，并通过颜色来进行区分和提醒(正常、满溢等)。区域边界的划分立体清晰。
当操作员点击某一个污水厂图标或污水泵站图标即可进入该厂站，详细了解运行细节。
通过排水管网总监控平台可以全面掌握苏州中心城区排水水位现状，并可以模拟气象图中的气压等压线形式，图像化显示不同区域排水管网窨井水位的高度分布。
调度功能构思：
如图3所示，排水调度管理***采用流行的B/S构架，建立在调度中心WEB服务器上，并按照地理信息***的概念，为排水管网监测、调度、查询统计开发一套展现分析模板，由此构成排水调度管理操作功能框架。
趋势预告和稳态调度：
趋势预告和稳态调度的功能目标是：以“调度配方”的形式，根据不同的情况，对应列出多方案“调度配方”选项，供当班人员选择，实现连续、均衡排水调度。排水调度的总目标是在能耗成本最经济的条件下，确保区域排水管道水位保持在规定指标范围，为此，***针对不同的现场状况，提供四种调度模式，当班调度员可以根据实际情况，选择切换到对应的调度模式。
(a)常态调度模式：在日常状态下，排水流量处于常态的运行状态下，其流量是可预测的，此时调度平台将采用预置模式的形式，将“调度配方”预置到各泵站，由各排水泵站自动根据“调度配方”，对应管道窨井水位和泵站水库水位实时状况，以自适应方式实现智能化闭环控制，自动根据各区段水位状况控制排水泵开启数和机泵组合方案。调度中心当班人员也可以切换到人工干预状态，以远程控制的方式改变泵站排水泵开启数和机泵组合方式。对于污水处理厂，则采用指令单的方式，将“调度配方”通过网络下达到厂中控室，指令中控室当班人员参照执行，实现网上调度管理。
(b)节日调度模式：***针对春节、劳动节、国庆节等节假日市区生活污水排放量将会显著增加的情况，调度中心当班人员可以讲模式切换到节日调度模式，将“节日调度配方”预置到各泵站，由泵站PLC***按照节假日排水泵的组合自动控制运行，实现全自动闭环自适应运行。
(c)暴雨调度模式：调度平台将与气象部门联网，通过网上自动获得气象预报信息，并以醒目的方式给调度中心当班人员，由当班人员选择并切换到暴雨调度模式，此时***将提供暴雨调度预案，根据不同的雨量，提供相应的调度策略组成的“配方”，包括排水管道预排空、排水泵运行组合，预置到各泵站PLC***，同时，***将及时跟踪显示排水泵站当前的设备状况(正常/故障/检修/拆除)，便于当班人员的提前处置，做好应对准备。
(d)应急调度模式：当发生事故涉及到需要排水应对的情况下，当班人员应立即将***切换到应急调度模式，此时，***平台将把平台的关注点聚焦到事故点上，自动将监控界面定格在事故地点，对事故点加强相关信息的采集和转发，以便于领导的参考决策。

Claims (10)

1.一种城市排水调度管理***，用以管理各厂站的排水调度，其特征在于，包括数据采集监控设备(1)、GIS***(2)、GDI平台(3)、SQL数据库(4)、调度信息平台(5)和调度管理中心(6)，所述的数据采集监控设备(1)分别与调度管理中心(6)和SQL数据库(4)连接，所述的GIS***(2)通过GDI平台(3)与SQL数据库(4)连接，所述的SQL数据库(4)与调度信息平台(5)连接。
当城市排水调度管理***进行调度时，数据采集监控设备(1)将实地采集到的监控信息发送到SQL数据库(4)中，GIS***(2)将实时采集到的水厂的地理信息和图片信息通过GDI平台(3)的转换，传送给SQL数据库(4)，调度信息平台(5)和调度管理中心(6)分别从SQL数据库(4)中获取数据信息和监控信息，进行城市各厂站的排水调度。
2.根据权利要求1所述的一种城市排水调度管理***，其特征在于，所述的GDI平台(3)包括OPC服务器(31)、OPC客户机(32)和GDI接口(33)，所述的OPC客户机(32)分别与OPC服务器(31)、GDI接口(33)和数据采集监控设备(1)连接，所述的GDI接口(33)与SQL数据库(4)连接。
3.根据权利要求2所述的一种城市排水调度管理***，其特征在于，所述的调度管理中心(6)包括相互连接的调度指令收发模块(61)和权限控制模块(62)，所述的调度指令收发模块(61)与各厂站的数据采集监控设备(1)连接。
4.根据权利要求3所述的一种城市排水调度管理***，其特征在于，所述的调度指令收发模块(61)包括调度计划编制单元(611)、调度指令提示单元(612)、调度辅助信息单元(613)和调度历史记录单元(614)，所述的调度计划编制单元(611)分别与数据采集监控设备(1)、权限控制模块(62)、调度指令提示单元(612)、调度指令提示单元(612)和调度历史记录单元(614)连接。
5.根据权利要求4所述的一种城市排水调度管理***，其特征在于，所述的权限控制模块(62)包括组织机构维护单元(621)、人员信息维护单元(622)和权限管理单元(623)，所述的权限管理单元(623)分别与调度计划编制单元(611)、人员信息维护单元(622)和权限管理单元(623)连接。
6.根据权利要求1所述的一种城市排水调度管理***，其特征在于，所述的调度信息平台(5)包括相互连接的工况数据监测模块(51)和监测数据管理模块(52)，所述的工况数据监测模块(51)和监测数据管理模块(52)分别与SQL数据库(4)连接。
7.根据权利要求6所述的一种城市排水调度管理***，其特征在于，所述的工况数据监测模块(51)包括GIS地图展示单元(511)和辅助显示单元(512)，所述的GIS地图展示单元(511)分别与SQL数据库(4)和辅助显示单元(512)连接。
8.根据权利要求7所述的一种城市排水调度管理***，其特征在于，所述的监测数据管理模块(52)包括数据处理单元(521)、人工填报单元(522)、统计图单元(523)和报表管理单元(524)，所述的数据处理单元(521)分别与SQL数据库(4)、人工填报单元(522)、统计图单元(523)和报表管理单元(524)连接。
9.根据权利要求1所述的一种城市排水调度管理***，其特征在于，所述的数据采集监控设备(1)为SCADA***设备。
10.根据权利要求2所述的一种城市排水调度管理***，其特征在于，所述的GDI接口(33)为WCF数据接口。
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