CN107767012A - 一种供水管网漏损管理***及其建立方法和***应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于供水管网漏损管理***领域，具体涉及一种供水管网漏损管理***及其建立方法和***应用。现有技术通过DMA分区计量来实现较复杂管网的独立计量和管理，而普通DMA分区计量，存在硬件投资大、硬件布设合理性不足、漏损管理粗放、缺少漏损经济评价体系、数据发布共享机制不完善等问题。本发明的供水管网漏损管理***包括管网水力模型子***，SCADA子***，DMA管理子***，漏损管理子***，水务GIS管理子***五部分。本发明能够通过基础数据的指导建立优化的水力模型并通过水利模型指导独立计量区域划分，指导管网硬件布设，准确评估布设方案经济收益，合理进行漏损管理，并能够共享多个***数据。

Description

一种供水管网漏损管理***及其建立方法和***应用

技术领域

本发明属于供水管网漏损管理***领域，具体涉及一种供水管网漏损管理***及其建立方法和***应用。

背景技术

城市供水管网是城市建设重要的基础设施，是赖以生存和发展的物质基础，在其维护管理过程中，供水管网存在漏损情况，严重的经常发生爆管等大面积漏损事故，导致供水漏损损失量大，不仅浪费水资源，而且对市民的日常生活、工厂企业的生产运转及供水企业的社会和经济效益造成较大影响。

据统计，2009年我国供水量达352.28亿立方米，售水量达270.31亿立方米，由此，产销差率达23.3%。产生产销差率的主要原因在于：输配水管网陈旧老化，管网漏损严重。据2011年城市供水统计年鉴可知，全国600多个城市中，供水管道总长度（DN75mm以上）为57.38万千米，年供水总量达513.42亿立方米，管网漏损率平均为20.67%，漏损总量达106.11亿立方米。由此可看出，我国水务***的漏损形势越来越严峻，对漏损管理的要求也越来越高。

然而，在实际漏损管理工作中，被动漏损检测存在发现定位修复周期长、暗漏探测困难、二次漏失频发等问题，现有技术结合GIS***SCADA***及供水管网水利模型在线动态仿真***等结合管理，发现供水管网漏损，及时检修以降低产销差。

公开号为CN 105467968 A的一种基于SOA架构的供水管网损耗、降耗智能管理平台，包括供水管网GIS***、供水管网SCADA***和供水管网水利模型在线动态仿真***SCADA采集的实时数据和仿真***计算的仿真结果均动态展示在GIS***的相对应的管段和节点上，并对两者进行对比，判断供水管网运行状态GIS***将供水管网地理信息修正数据推送到仿真***、SCADA***采集的实时数据推送到仿真***对供水管网水利模型进行实时校核，该平台能及时发现供水管网运行故障评估供水管网漏耗程度查找漏点从而降低产销差。该平台对于供水管网中存在的较为复杂的情况考虑尚不够全面，如实际应用中，供水管道布设较为复杂，区域漏损控制因供水压力、管道使用年限等条件，不适合统一进行漏损，需要根据实际情况进行分区控制管理。

现有技术通过DMA分区计量来实现较复杂管网的独立计量和管理，而普通DMA分区计量，存在硬件投资大、硬件布设合理性不足、漏损管理粗放、缺少漏损经济评价体系、数据发布共享机制不完善等问题。

因此，需要一种全面、完善的供水管网漏损管理***，以增强对供水管网及供水***的管理和控制，能够合理优化管网管理设备布设，精确漏损评估，多***平台之间的数据共享，降低供水产销差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种能够通过基础数据的指导建立优化的水力模型并通过水利模型指导独立计量区域划分，指导管网硬件布设，准确评估布设方案经济收益，合理进行漏损管理，并能够共享多个***数据的供水管网漏损管理***及其建立方法和***应用。具体技术方案包括以下内容。

一种供水管网漏损管理***，包括管网水力模型子***，SCADA子***，DMA管理子***，漏损管理子***，水务GIS管理子***五部分。

水务GIS管理子***指导管网水力模型子***的水力模型搭建，SCADA子***指导水力模型参数校准和模型率定，管网水力模型子***指导DMA管理子***进行DMA分区，并计算分区产销差和漏损状况，漏损管理子***根据DMA管理子***的成果数据，进行水量平衡计算、开展漏损管理评估、评价漏损费用和经济漏损水平。

SCADA子***、管网水力模型子***、DMA管理子***和漏损管理子***的数据通过标准化输入接口，导入水务GIS管理子***中供存储、使用，水务GIS管理子***中的数据也可以通过标准化输出接口导出共享。

所述管网水力模型子***，包括水利模型，管网运行的水力参数（管网压力、管网流量）模拟，水力模型调控模拟（增减设备、修改设备参数）。管网水力模型子***根据现有水务GIS管理子***数据、营收数据、测绘信息数据中的管网基础数据和SCADA子***数和营收数据中的管网运行数据，按水力学理论对供水***进行水力建模与模拟计算，在线跟踪供水***水力运行状态，实时计算出所有管道的流量、压降、流速和水厂、用户节点的压力等水力信息；同时可以模拟运行，评价不同硬件条件下的管网运行稳定性。

优选的，采用动态水力建模方法，能够动态更变输入水利条件，同时得到相应的模型结果，并能够根据不同的预设压力、流量运行数据，实时率定动态水力模型，使水力模型更精确，更贴合管网实际运行条件。

优选的，对于管网复杂区域，采用管线的主次分析、管线的管理分析、管线的本身水力学特性方法进行管线的主干、支干区分，管线管理整合，简化管线分布及水力模型。

优选的，所述管网水力模型子***还包括水质模型模拟，能够避免出现当压力调低时，水龄变长、水质发生改变的情况，有利于水务管理、控制和运营。

所述SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制***）子***，包括安装于待测点的监测仪表、GPRS数据远传单元、接收单元。用于进行供水***中的取水泵站、水源井、自来水厂、加压泵站、供水管网重要单元的实时数据采集、分析、上传、存储，具体包括管网压力、流量、累计流量、流向、泵运行参数数据。

优选的，所述SCADA子***中实时数据采集中添加制水监测和二次供水监测，其中，监测范围添加水质监测。

所述DMA（District Metering Area，独立计量区域）管理子***，包括独立区域水力模型和水力模拟，独立的区域入流量与出流量的监测，独立区域漏损计算。通过DMA管理子***，利用水力模型指导DMA分区、分级和DMA区域内仪器、仪表布设，并通过远程传输计量和测量的数据，进行数据的采集与管理。

优选的，DMA区域内仪表中的流量计选择精度小于或等于1%的能够精确计量累计流量的流量计。

优选的，采用自动校核的动态水力模型率定方法，能够动态根据实际运行参数，自动校核运行中的水力模型，根据实时数据调整模型。

所述漏损管理子***，包括水量平衡计算、漏损控制、漏损管理评估，通过漏损管理子***，持续评估DMA区域流进与流出监控区域的测量水量，评估内容包括瞬时流量和压力的分析，平衡水量评估，压力分析和最终的性能指数评估，在此基础上进行不同方案漏损费用评估和经济漏损水平评价。

优选的，根据水量平衡表进行分项漏损评估，分项漏损评估可包括水厂、水池、管网、水表计量、收费和采集项目，能够***、精确的评估统计水量平衡表数据。

优选的，引入爆管分析和漏水事件分析，能够统计事故高发区，便于集中整改高发区硬件。

所述水务GIS（Geographic Information System，地理信息***）管理子***，包括GIS数据库、GIS数据管理、GIS服务管理、GIS应用，支持DMA和管线数据的图形编辑，导出管网基础数据、SCADA数据、水力模型数据、DMA数据和漏损管理数据，实现接口服务的聚合和发布。

所述标准化输入接口用于接收各项数据，通过数据审查勘误、数据标准化转换、数据入库储存实现外源数据的***应用；标准化输出接口通过数据逻辑管理、数据权限管理、数据服务发布、可视化输出管理实现数据的标准化共享和数据应用。

标准化输入接口接入水务部门已建成的其他信息***数据（包括营收管理信息***、热线管理信息***、在线管网监测***、二次供水信息***等）、测绘部门提供的在线信息数据、其他电子数据。

优选的，各项输入接口，采用标准 Web Service、GIS Service通用服务方式。

标准化输出接口用于输出漏损管理***内部数据，实现跨***多用户数据共享，共享管网GIS数据、管网运行数据、DMA数据、漏损数据等多种数据。

优选的，各项输入接口，采用标准 Web Service、GIS Service通用服务方式，在不影响***稳定前提下，也可允许直接访问数据库。

本发明还提供了上述供水管网漏损管理***的建立方法：包括SCADA子***建设、数据收集和复核、水力模型搭建、建立DMA、水平衡计算和漏损控制、结果发布和输出。

其中，SCADA子***建设即SCADA设计方案选定、施工方案选定、数据传输调试和入库。先进行SCADA的设计目标、设计功能评估。然后根据数据精度、远传频率、当地环境等因素综合考虑流量计、压力计、数据采集单元、远传模块、附属设备等硬件选型，设计传输方案，完成SCADA***设计方案。再在此基础上，实地踏勘选择合适的安放地点和避雷、防水措施，制定现场施工方案，施工完成后，还要进行网络和接收端的调试，确保数据通讯的及时性、准确性、完备性。

其中，数据收集和复核即收集实施中所需GIS数据、生产运行数据、水量数据、未进入计费***水表数据、独立计费区域水量数据、规划的DMA布局和SCADA子***中流量仪的安装位置数据，并且对数据的拓扑关系、属性关系进行复核。

其中，水利模型搭建包括数据处理、现场勘察补测、模型搭建和模型率定。数据的处理主要包括数据的查错、补缺以及将获取到的不同格式的数据转化为模型所需要的格式。如果仍有数据不足，可进行现场勘察和补测，现场勘察补测包括管网压力、流量、高程、用水模式、水泵特性等数据。利用现有数据，建立并求解水力模型的技术流程为输入管网信息，求解方程组，得到节点压力，管段流量、流速、水头损失等水力参数。通过一个发现问题-假设模拟-问题锁定-确认更正的过程进行建成模型的率定，对发现的偏离问题进行逐一修正、排除、确认，最后使得模型模拟值与实际值之间的偏差合理、稳定地缩小，最终达到项目目标的要求。

其中，建立DMA包括水力模型应用、DMA分区、建立内部DMA、建立全局DMA。

使用校准好的模型可以保证不影响用户用水的前提下来确定DMA。此外，还可以用来定义DMA的使用功能（永久性DMA或临时性DMA）。将区域的管网划分成多个DMA，每个DMA已经确定并具有临时性边界，这样可以定期监测每个区块的水量和夜间流量，从而可以对突发的爆管和泄漏进行识别和定位。基于实地踏勘和数据分析确定整个供水区域DMA的数量及规模。

其中，水平衡计算和漏损控制包括漏损监测和漏失干预、水量平衡分析、夜间流量分析、爆管分析预警和事件评估、漏损管理评估和DMA管理。

根据DMA分区和漏损情况，持续评估流进与流出监控区域的测量水量，可以评估当前各分区用水量、漏失量及产销差；针对不同分区，设定不同的流量基准值，模拟各区的水量，比较其与SCADA的实测数据的差值，得出其无收益的水量，进一步计算得到未收费合法用水量，偷盗水量，误差水量，漏水量的百分比，在此基础上评价各分区漏损的严重程度。采用夜间流量分析进行漏损评估，了解不同时期（实时数据，日统计，月统计，年统计）的分区夜间最小流量。通过评估各区域计算值与实测值的比较，了解增加或减少的漏失水量，并根据水量大小，设定报警阈值，在数值达到阈值时，开始报警，并分区记录报警值及报警时间。在模拟水量与测点阈值差别较大时，根据差别分析可能的事故原因，根据漏损水量差异，预估漏失水量的根源，是传感器失效还是漏失损失，在依据漏损量进行风险分级，分为一般性漏失，及大漏失事件，辅助进行漏损事件的发现-定位，提高漏损事件处理水平。其中漏损管理评估包括费用评估和经济漏损水平评估。漏损管理评估可以计算各区域经济费用，以及评估漏损探测、修复的投资回收率；根据年折旧大修费，电费计价，漏损探测管线的管径及造价，和供水能量变化系数，评估管道修复的投资偿还期，计算知道各分区的经济投入费用及回收率。经济漏损水平（ELL）评估可以定义无收益水量的目标值，然后收集计算所需数据，然后应用到各自的环境中执行计算公式，评价区域将有多大的潜力能够实现无收益率的降低。

其中，结果发布和输出包括与管网管理、DMA管理和报表生成。

其中，管网管理通过构建管网专题图，展示管网数据，包括DEM高程数据展示、等压线和等压面展示、在建管线专题图、已废弃管线专题图、规划管网专题图等。建立DMA管理包括分级DMA图、管网专题图、管网分区管理、管线规划改造工具；也可以通过GIS平台，实现DMA的图形编辑。根据现有DMA分区情况，通过电子地图的方式，实现各区域用水量的单独计量和实施区域管理。通过数据库，能够储存每个水表的注册信息，如水表类型（内装表或校核表）以及用水种类（居民用水、工业用水等）等。并且通过相应报表模块，将自动统计在线监测数据，从而生成不同用水种类的用水模式和统计数据。内装或校核水表的流量也可以做出对比评估，生成误差统计报表，报告将每两个月自动生成。水表信息和测量结果还将可以在地图上进行展现，计算的统计结果会以表格的方式展现，用水模式以曲线图的方式予以展现。

本发明还提供了上述供水管网管理***的应用，包括漏损数据综合管理、水力模型指导DMA分区、漏损水量分类分析、真实漏损分析、爆管和事件评估、经济效益评估、数据共享和发布。

所述综合管理漏损***所有各项数据，包括管网水力模型子***，SCADA子***，DMA管理子***，漏损管理子***，水务GIS管理子***各子***数据，同时也可以管理外源接入数据。数据管理包括数据拓扑管理、数据属性管理、数据关系管理，能够执行相应数据的增、删、改、查，并且通过可视化电子地图的方式呈现，并支持导出其他格式、服务发布、在线打印等多种方式输出结果。

所述水力模型指导DMA分区：将试点区域的管网划分成多个DMA，每个DMA已经确定并具有临时性边界，这样可以定期监测每个区块的水量和夜间流量，从而可以对突发的爆管和泄漏进行识别和定位，通过分区规划与虚拟测点、流量计优化布置、分区压力管理、分区水流稳定性控制管理每个区的压力，使管网运行在最佳压力水平。

所述漏损水量分类分析：通过入流/出流流量计获得的DMA总入流量，通过营收***获得授权的计量水量，可计算出未经在线流量仪计量的用户水量。根据水量平衡表，对于水量平衡表的下列各子项数据，将会分类收集现有消防设施/消防次数、排污用水、水表型号/年限、管线材质/年限等多种资料，并且提出相关假设，进行校核，确保分量的精确性。

所述真实漏损分析：利用夜间流量法进行真实漏损状况的详细分析。通过考核表计量、数据存储，利用夜间流量功能模块进行真实漏损分析，具体得出每个区域的背景漏失、破管漏失及流量变化趋势情况。

所述爆管和事件评估：以区域的实际流量变化为基础，通过设置爆管报警参数对管网的运行情况进行监控，当实时流量超过设置的报警流量时***将会发出警报信息。同时根据漏损水量的不同可分为不确定性漏失事件，大漏失事件，一般性漏失事件，测点传感器失效事件，通过对爆管和事件的分析，减少管网漏损。

所述经济效益评估：根据用水成本、漏损自然增长率、管线长度、基本漏损水平、当前漏损水平、检漏成本、漏损控制成本，主动漏损控制干预的频率以及其他一些因素，确定漏损的目标水平，计算各区域经济费用，以及评估进行漏损修复的费用，同时结合控制漏损的收益，综合计算不同漏损管理方案的经济投入费用及回收率。

所述数据共享和发布：提供数据发布、目录维护、***配置等界面，改善数据传输性能，支持不同级别数据量的应用***的数据传输；集成数据共享申请、申请审核、数据共享目录编制等业务功能；实现数据分析统计功能，监控共享数据的访问量、数据状态、共享数据业务办理状况等。

与现有技术相比，本发明中的一种供水管网漏损管理***具有以下有益效果：

1、在采用水务GIS管理子***、SCADA子***、管网水力模型子***的基础上，针对复杂供水管网区域进行独立分区计量即采用DMA管理子***，能够分区域的管理和控制区域供水及区域漏损分析，使漏损管理更合理化。

2、管网水力模型子***中的水力模型能够指导DMA的分级和分区，根据地势、压力、流量、自然环境等条件确定合理的DMA分区边界及分级，并优化管线分布及仪器仪表选择，便于管理的同时节约经济成本。

3、本***所述的漏损管理子***包括水量平衡计算、漏损控制、漏损管理评估，能够对于不同的漏损管理方案进行评估，分析各方案在经济上是否可行，反馈并调节管网及软硬件布设，使整个***更合理。

4、本***各组成部分与水务GIS管理子***数据相通，通过标准化输入与输出接口的连接，使得存储、调用、处理和共享水务数据更便捷，如：可与水务管理收费***相连，从GIS管理子***数据库中直接调取区域用户流量数据，并转换成其需要的数据格式供收费***使用。

附图说明

图1为本发明实施例供水管网漏损管理***示意图。

图2为本发明实施例供水管网漏损管理***的建立方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

如图1所示的供水管网漏损管理***包括管网水力模型子***，SCADA子***，DMA管理子***，漏损管理子***，水务GIS管理子***五部分。

水务GIS管理子***指导管网水力模型子***的水力模型搭建，SCADA子***指导水力模型参数校准和模型率定，管网水力模型子***指导DMA管理子***进行DMA分区，并计算分区产销差和漏损状况，漏损管理子***根据DMA管理子***的成果数据，进行水量平衡计算、开展漏损管理评估、评价漏损费用和经济漏损水平。

SCADA子***、管网水力模型子***、DMA管理子***和漏损管理子***的数据通过标准化输入接口，导入水务GIS管理子***中供存储、使用，水务GIS管理子***中的数据也可以通过标准化输出接口导出共享。

管网水力模型子***包括水利模型，管网运行的水力参数（管网压力、管网流量）模拟，水力模型调控模拟（增减设备、修改设备参数）。管网水力模型子***根据现有水务GIS管理子***数据、营收数据、测绘信息数据中的管网基础数据和SCADA子***数和营收数据中的管网运行数据，按水力学理论对供水***进行动态水力建模与模拟计算，在线跟踪供水***水力运行状态，实时计算出所有管道的流量、压降、流速和水厂、用户节点的压力等水力信息；同时可以模拟运行，评价不同硬件条件下的管网运行稳定性。

SCADA子***包括安装于待测点的监测仪表、GPRS数据远传单元、接收单元。用于进行供水***中的取水泵站、水源井、自来水厂、加压泵站、供水管网、制水监测和二次供水监测重要单元的实时数据采集、分析、上传、存储，具体包括管网压力、流量、累计流量、流向、泵运行参数、水质监测数据。

DMA管理子***包括独立区域水力模型和水力模拟，独立的区域入流量与出流量的监测，独立区域漏损计算。通过DMA管理子***，利用水力模型指导DMA分区、分级和DMA区域内仪器、仪表布设，并通过远程传输计量和测量的数据，进行数据的采集与管理，其中，DMA区域内仪表中的流量计选择精度小于或等于1%的能够精确计量累计流量的流量计，采用自动校核的动态水力模型率定方法，能够动态根据实际运行参数，自动校核运行中的水力模型，根据实时数据调整模型。

漏损管理子***包括水量平衡计算、漏损控制、漏损管理评估，通过漏损管理子***，持续评估DMA区域流进与流出监控区域的测量水量，评估内容包括瞬时流量和压力的分析，平衡水量评估，压力分析和最终的性能指数评估，爆管分析和漏水事件分析，，在此基础上进行不同方案漏损费用评估和经济漏损水平评价，其中，根据水量平衡表进行分项漏损评估，分项漏损评估可包括水厂、水池、管网、水表计量、收费和采集项目，能够***、精确的评估统计水量平衡表数据。

水务GIS管理子***包括GIS数据库、GIS数据管理、GIS服务管理、GIS应用，支持DMA和管线数据的图形编辑，导出管网基础数据、SCADA数据、水力模型数据、DMA数据和漏损管理数据，实现接口服务的聚合和发布。

标准化输入接口用于接收各项数据，通过数据审查勘误、数据标准化转换、数据入库储存实现外源数据的***应用；标准化输出接口通过数据逻辑管理、数据权限管理、数据服务发布、可视化输出管理实现数据的标准化共享和数据应用。

标准化输入接口接入水务部门已建成的其他信息***数据（包括营收管理信息***、热线管理信息***、在线管网监测***、二次供水信息***等）、测绘部门提供的在线信息数据、其他电子数据，其中，各项输入接口，采用标准 Web Service、GIS Service等通用服务方式。

标准化输出接口用于输出漏损管理***内部数据，实现跨***多用户数据共享，共享管网GIS数据、管网运行数据、DMA数据、漏损数据等多种数据，其中，各项输入接口，采用标准 Web Service、GIS Service等通用服务方式，在不影响***稳定前提下，也可允许直接访问数据库。

上述供水管网漏损管理***的建立方法：包括SCADA子***建设、数据收集和复核、水力模型搭建、建立DMA、水平衡计算和漏损控制、结果发布和输出。

其中，SCADA子***建设即SCADA设计方案选定、施工方案选定、数据传输调试和入库。先进行SCADA的设计目标、设计功能评估。然后根据数据精度、远传频率、当地环境等因素综合考虑流量计、压力计、数据采集单元、远传模块、附属设备等硬件选型，设计传输方案，完成SCADA***设计方案。再在此基础上，实地踏勘选择合适的安放地点和避雷、防水措施，制定现场施工方案，施工完成后，还要进行网络和接收端的调试，确保数据通讯的及时性、准确性、完备性。

其中，数据收集和复核即收集实施中所需GIS数据、生产运行数据、水量数据、未进入计费***水表数据、独立计费区域水量数据、规划的DMA布局和SCADA子***中流量仪的安装位置数据，并且对数据的拓扑关系、属性关系进行复核。

其中，水利模型搭建包括数据处理、现场勘察补测、模型搭建和模型率定。数据的处理主要包括数据的查错、补缺以及将获取到的不同格式的数据转化为模型所需要的格式。如果仍有数据不足，可进行现场勘察和补测，现场勘察补测包括管网压力、流量、高程、用水模式、水泵特性等数据。利用现有数据，建立并求解水力模型的技术流程为输入管网信息，求解方程组，得到节点压力，管段流量、流速、水头损失等水力参数。通过一个发现问题-假设模拟-问题锁定-确认更正的过程进行建成模型的率定，对发现的偏离问题进行逐一修正、排除、确认，最后使得模型模拟值与实际值之间的偏差合理、稳定地缩小，最终达到项目目标的要求。

其中，建立DMA包括水力模型应用、DMA分区、建立内部DMA、建立全局DMA。

使用校准好的模型可以保证不影响用户用水的前提下来确定DMA。此外，还可以用来定义DMA的使用功能（永久性DMA或临时性DMA）。将区域的管网划分成多个DMA，每个DMA已经确定并具有临时性边界，这样可以定期监测每个区块的水量和夜间流量，从而可以对突发的爆管和泄漏进行识别和定位。基于实地踏勘和数据分析确定整个供水区域DMA的数量及规模。

其中，水平衡计算和漏损控制包括漏损监测和漏失干预、水量平衡分析、夜间流量分析、爆管分析预警和事件评估、漏损管理评估和DMA管理。

根据DMA分区和漏损情况，持续评估流进与流出监控区域的测量水量，可以评估当前各分区用水量、漏失量及产销差；针对不同分区，设定不同的流量基准值，模拟各区的水量，比较其与SCADA的实测数据的差值，得出其无收益的水量，进一步计算得到未收费合法用水量，偷盗水量，误差水量，漏水量的百分比，在此基础上评价各分区漏损的严重程度。采用夜间流量分析进行漏损评估，了解不同时期（实时数据，日统计，月统计，年统计）的分区夜间最小流量。通过评估各区域计算值与实测值的比较，了解增加或减少的漏失水量，并根据水量大小，设定报警阈值，在数值达到阈值时，开始报警，并分区记录报警值及报警时间。在模拟水量与测点阈值差别较大时，根据差别分析可能的事故原因，根据漏损水量差异，预估漏失水量的根源，是传感器失效还是漏失损失，在依据漏损量进行风险分级，分为一般性漏失，及大漏失事件，辅助进行漏损事件的发现-定位，提高漏损事件处理水平。其中漏损管理评估包括费用评估和经济漏损水平评估。漏损管理评估可以计算各区域经济费用，以及评估漏损探测、修复的投资回收率；根据年折旧大修费，电费计价，漏损探测管线的管径及造价，和供水能量变化系数，评估管道修复的投资偿还期，计算知道各分区的经济投入费用及回收率。经济漏损水平（ELL）评估可以定义无收益水量的目标值，然后收集计算所需数据，然后应用到各自的环境中执行计算公式，评价区域将有多大的潜力能够实现无收益率的降低。

其中，结果发布和输出包括与管网管理、DMA管理和报表生成。

其中，管网管理通过构建管网专题图，展示管网数据，包括DEM高程数据展示、等压线和等压面展示、在建管线专题图、已废弃管线专题图、规划管网专题图等。建立DMA管理包括分级DMA图、管网专题图、管网分区管理、管线规划改造工具；也可以通过GIS平台，实现DMA的图形编辑。根据现有DMA分区情况，通过电子地图的方式，实现各区域用水量的单独计量和实施区域管理。通过数据库，能够储存每个水表的注册信息，如水表类型（内装表或校核表）以及用水种类（居民用水、工业用水等）等。并且通过相应报表模块，将自动统计在线监测数据，从而生成不同用水种类的用水模式和统计数据。内装或校核水表的流量也可以做出对比评估，生成误差统计报表，报告将每两个月自动生成。水表信息和测量结果还将可以在地图上进行展现，计算的统计结果会以表格的方式展现，用水模式以曲线图的方式予以展现。

本实施例水管网漏损管理***的应用包括漏损数据综合管理、水力模型指导DMA分区、漏损水量分类分析、真实漏损分析、爆管和事件评估、经济效益评估、数据共享和发布。

综合管理漏损***所有各项数据，包括管网水力模型子***，SCADA子***，DMA管理子***，漏损管理子***，水务GIS管理子***各子***数据，同时也可以管理外源接入数据。数据管理包括数据拓扑管理、数据属性管理、数据关系管理，能够执行相应数据的增、删、改、查，并且通过可视化电子地图的方式呈现，并支持导出其他格式、服务发布、在线打印等多种方式输出结果。

水力模型指导DMA分区：将试点区域的管网划分成多个DMA，每个DMA已经确定并具有临时性边界，这样可以定期监测每个区块的水量和夜间流量，从而可以对突发的爆管和泄漏进行识别和定位，通过分区规划与虚拟测点、流量计优化布置、分区压力管理、分区水流稳定性控制管理每个区的压力，使管网运行在最佳压力水平。

漏损水量分类分析：通过入流/出流流量计获得的DMA总入流量，通过营收***获得授权的计量水量，可计算出未经在线流量仪计量的用户水量。根据水量平衡表，对于水量平衡表的下列各子项数据，将会分类收集现有消防设施/消防次数、排污用水、水表型号/年限、管线材质/年限等多种资料，并且提出相关假设，进行校核，确保分量的精确性。

真实漏损分析：利用夜间流量法进行真实漏损状况的详细分析。通过考核表计量、数据存储，利用夜间流量功能模块进行真实漏损分析，具体得出每个区域的背景漏失、破管漏失及流量变化趋势情况。

爆管和事件评估：以区域的实际流量变化为基础，通过设置爆管报警参数对管网的运行情况进行监控，当实时流量超过设置的报警流量时***将会发出警报信息。同时根据漏损水量的不同可分为不确定性漏失事件，大漏失事件，一般性漏失事件，测点传感器失效事件，通过对爆管和事件的分析，减少管网漏损。

经济效益评估：根据用水成本、漏损自然增长率、管线长度、基本漏损水平、当前漏损水平、检漏成本、漏损控制成本，主动漏损控制干预的频率以及其他一些因素，确定漏损的目标水平，计算各区域经济费用，以及评估进行漏损修复的费用，同时结合控制漏损的收益，综合计算不同漏损管理方案的经济投入费用及回收率。

数据共享和发布：提供数据发布、目录维护、***配置等界面，改善数据传输性能，支持不同级别数据量的应用***的数据传输；集成数据共享申请、申请审核、数据共享目录编制等业务功能；实现数据分析统计功能，监控共享数据的访问量、数据状态、共享数据业务办理状况等。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种供水管网漏损管理***，其特征在于：包括管网水力模型子***，SCADA子***，DMA管理子***，漏损管理子***，以及水务GIS管理子***；

水务GIS管理子***指导管网水力模型子***的水力模型搭建，SCADA子***指导水力模型参数校准和模型率定，管网水力模型子***指导DMA管理子***进行DMA分区，并计算分区产销差和漏损状况，漏损管理子***根据DMA管理子***的成果数据，进行水量平衡计算、开展漏损管理评估、评价漏损费用和经济漏损水平；

SCADA子***、管网水力模型子***、DMA管理子***和漏损管理子***的数据通过标准化输入接口，导入水务GIS管理子***中供存储、使用，水务GIS管理子***中的数据通过标准化输出接口导出共享；

所述管网水力模型子***包括水利模型，管网运行的水力参数模拟，水力模型调控模拟；管网水力模型子***根据现有水务GIS管理子***数据、营收数据、测绘信息数据中的管网基础数据和SCADA子***数据和营收数据中的管网运行数据，按水力学理论对供水***进行水力建模与模拟计算，在线跟踪供水***水力运行状态，实时计算出所有管道的流量、压降、流速和水厂、用户节点的压力；同时模拟运行，评价不同硬件条件下的管网运行稳定性。

2.根据权利要求1所述的供水管网漏损管理***，其特征在于：采用动态水力建模方法，能够动态更变输入水利条件，同时得到相应的模型结果，并能够根据不同的预设压力、流量运行数据，实时率定动态水力模型，使水力模型更精确，更贴合管网实际运行条件；和/或，对于管网复杂区域，采用管线的主次分析、管线的管理分析、管线的本身水力学特性方法进行管线的主干、支干区分，管线管理整合，简化管线分布及水力模型；和/或，所述管网水力模型子***还包括水质模型模拟，能够避免出现当压力调低时，水龄变长、水质发生改变的情况，有利于水务管理、控制和运营。

3.根据权利要求1所述的供水管网漏损管理***，其特征在于：所述SCADA子***包括安装于待测点的监测仪表、GPRS数据远传单元、接收单元；用于进行供水***中的取水泵站、水源井、自来水厂、加压泵站、供水管网重要单元的实时数据采集、分析、上传、存储，具体包括管网压力、流量、累计流量、流向、泵运行参数数据；和/或，所述SCADA子***中实时数据采集中添加制水监测和二次供水监测，其中，监测范围添加水质监测。

4.根据权利要求1所述的供水管网漏损管理***，其特征在于：所述DMA管理子***包括独立区域水力模型和水力模拟，独立的区域入流量与出流量的监测，独立区域漏损计算，通过DMA管理子***，利用水力模型指导DMA分区、分级和DMA区域内仪器、仪表布设，并通过远程传输计量和测量的数据，进行数据的采集与管理；和/或，DMA区域内仪表中的流量计选择精度小于等于1%的能够精确计量累计流量的流量计；和/或，采用自动校核的动态水力模型率定方法，能够动态根据实际运行参数，自动校核运行中的水力模型，根据实时数据调整模型。

5.根据权利要求1所述的供水管网漏损管理***，其特征在于：所述漏损管理子***包括水量平衡计算、漏损控制、漏损管理评估，通过漏损管理子***，持续评估DMA区域流进与流出监控区域的测量水量，评估内容包括瞬时流量和压力的分析，平衡水量评估，压力分析和最终的性能指数评估，在此基础上进行不同方案漏损费用评估和经济漏损水平评价；和/或，根据水量平衡表进行分项漏损评估，分项漏损评估包括水厂、水池、管网、水表计量、收费和采集项目，能够***、精确的评估统计水量平衡表数据；和/或，引入爆管分析和漏水事件分析，能够统计事故高发区，便于集中整改高发区硬件。

6.根据权利要求1所述的供水管网漏损管理***，其特征在于：所述水务GIS管理子***包括GIS数据库、GIS数据管理、GIS服务管理、GIS应用，支持DMA和管线数据的图形编辑，导出管网基础数据、SCADA数据、水力模型数据、DMA数据和漏损管理数据，实现接口服务的聚合和发布；和/或，所述标准化输入接口用于接收各项数据，通过数据审查勘误、数据标准化转换、数据入库储存实现外源数据的***应用，标准化输出接口通过数据逻辑管理、数据权限管理、数据服务发布、可视化输出管理实现数据的标准化共享和数据应用；和/或，标准化输入接口接入水务部门已建成的其他信息***数据、测绘部门提供的在线信息数据；和/或，各项输入接口采用标准 Web Service、GIS Service通用服务方式；和/或，标准化输出接口用于输出漏损管理***内部数据，实现跨***多用户数据共享，共享管网GIS数据、管网运行数据、DMA数据、漏损数据；和/或，各项输入接口，采用标准 Web Service、GISService通用服务方式，在不影响***稳定前提下，可允许直接访问数据库。

7.一种供水管网漏损管理***的建立方法，其特征在于：包括SCADA子***建设、数据收集和复核、水力模型搭建、建立DMA、水平衡计算和漏损控制、结果发布和输出；

SCADA子***建设即SCADA设计方案选定、施工方案选定、数据传输调试和入库；先进行SCADA的设计目标、设计功能评估；然后根据数据精度、远传频率、当地环境综合考虑流量计、压力计、数据采集单元、远传模块、附属设备选型，设计传输方案，完成SCADA***设计方案；再在此基础上，实地踏勘选择合适的安放地点和避雷、防水措施，制定现场施工方案，施工完成后，还要进行网络和接收端的调试，确保数据通讯的及时性、准确性、完备性；

数据收集和复核即收集实施中所需GIS数据、生产运行数据、水量数据、未进入计费***水表数据、独立计费区域水量数据、规划的DMA布局和SCADA子***中流量仪的安装位置数据，并且对数据的拓扑关系、属性关系进行复核；

水利模型搭建包括数据处理、现场勘察补测、模型搭建和模型率定；数据的处理主要包括数据的查错、补缺以及将获取到的不同格式的数据转化为模型所需要的格式；如果仍有数据不足，可进行现场勘察和补测，现场勘察补测包括管网压力、流量、高程、用水模式、水泵特性；利用现有数据，建立并求解水力模型的技术流程为输入管网信息，求解方程组，得到节点压力，管段流量、流速、水头损失；通过一个发现问题-假设模拟-问题锁定-确认更正的过程进行建成模型的率定，对发现的偏离问题进行逐一修正、排除、确认，最后使得模型模拟值与实际值之间的偏差合理、稳定地缩小，最终达到项目目标的要求；

建立DMA包括水力模型应用、DMA分区、建立内部DMA、建立全局DMA；

使用校准好的模型可以保证不影响用户用水的前提下来确定DMA；此外，还可以用来定义DMA的使用功能；将区域的管网划分成多个DMA，每个DMA已经确定并具有临时性边界，这样可以定期监测每个区块的水量和夜间流量，从而可以对突发的爆管和泄漏进行识别和定位；基于实地踏勘和数据分析确定整个供水区域DMA的数量及规模；

水平衡计算和漏损控制包括漏损监测和漏失干预、水量平衡分析、夜间流量分析、爆管分析预警和事件评估、漏损管理评估和DMA管理。

8.根据权利要求7所述的供水管网漏损管理***的建立方法，其特征在于：根据DMA分区和漏损情况，持续评估流进与流出监控区域的测量水量，可以评估当前各分区用水量、漏失量及产销差；针对不同分区，设定不同的流量基准值，模拟各区的水量，比较其与SCADA的实测数据的差值，得出其无收益的水量，进一步计算得到未收费合法用水量，偷盗水量，误差水量，漏水量的百分比，在此基础上评价各分区漏损的严重程度；采用夜间流量分析进行漏损评估，了解不同时期的分区夜间最小流量；通过评估各区域计算值与实测值的比较，了解增加或减少的漏失水量，并根据水量大小，设定报警阈值，在数值达到阈值时，开始报警，并分区记录报警值及报警时间；在模拟水量与测点阈值差别较大时，根据差别分析可能的事故原因，根据漏损水量差异，预估漏失水量的根源，是传感器失效还是漏失损失，再依据漏损量进行风险分级，分为一般性漏失，及大漏失事件，辅助进行漏损事件的发现-定位，提高漏损事件处理水平；其中漏损管理评估包括费用评估和经济漏损水平评估；漏损管理评估可以计算各区域经济费用，以及评估漏损探测、修复的投资回收率；根据年折旧大修费，电费计价，漏损探测管线的管径及造价，和供水能量变化系数，评估管道修复的投资偿还期，计算知道各分区的经济投入费用及回收率；经济漏损水平评估可以定义无收益水量的目标值，然后收集计算所需数据，然后应用到各自的环境中执行计算公式，评价区域将有多大的潜力能够实现无收益率的降低；

结果发布和输出包括管网管理、DMA管理和报表生成；

管网管理通过构建管网专题图，展示管网数据，包括DEM高程数据展示、等压线和等压面展示、在建管线专题图、已废弃管线专题图、规划管网专题图；建立DMA管理包括分级DMA图、管网专题图、管网分区管理、管线规划改造工具；也可以通过GIS平台，实现DMA的图形编辑；根据现有DMA分区情况，通过电子地图的方式，实现各区域用水量的单独计量和实施区域管理；通过数据库，能够储存每个水表的注册信息，如水表类型以及用水种类；并且通过相应报表模块，将自动统计在线监测数据，从而生成不同用水种类的用水模式和统计数据；内装或校核水表的流量也可以做出对比评估，生成误差统计报表，报告将每两个月自动生成；水表信息和测量结果还将可以在地图上进行展现，计算的统计结果会以表格的方式展现，用水模式以曲线图的方式予以展现。

9.一种供水管网漏损管理***的应用，其特征在于：包括漏损数据综合管理、水力模型指导DMA分区、漏损水量分类分析、真实漏损分析、爆管和事件评估、经济效益评估、数据共享和发布，

所述综合管理漏损***所有各项数据，包括管网水力模型子***，SCADA子***，DMA管理子***，漏损管理子***，水务GIS管理子***各子***数据，同时也可以管理外源接入数据；数据管理包括数据拓扑管理、数据属性管理、数据关系管理，能够执行相应数据的增、删、改、查，并且通过可视化电子地图的方式呈现，并支持导出其他格式、服务发布、在线打印输出结果。

10.根据权利要求9所述的供水管网漏损管理***的应用，其特征在于：所述水力模型指导DMA分区：将试点区域的管网划分成多个DMA，每个DMA已经确定并具有临时性边界，这样可以定期监测每个区块的水量和夜间流量，从而可以对突发的爆管和泄漏进行识别和定位，通过分区规划与虚拟测点、流量计优化布置、分区压力管理、分区水流稳定性控制管理每个区的压力，使管网运行在最佳压力水平；

所述漏损水量分类分析：通过入流/出流流量计获得的DMA总入流量，通过营收***获得授权的计量水量，可计算出未经在线流量仪计量的用户水量；根据水量平衡表，对于水量平衡表的下列各子项数据，将会分类收集现有消防设施/消防次数、排污用水、水表型号/年限、管线材质/年限，并且提出相关假设，进行校核，确保分量的精确性；

所述真实漏损分析：利用夜间流量法进行真实漏损状况的详细分析；通过考核表计量、数据存储，利用夜间流量功能模块进行真实漏损分析，具体得出每个区域的背景漏失、破管漏失及流量变化趋势情况；

所述爆管和事件评估：以区域的实际流量变化为基础，通过设置爆管报警参数对管网的运行情况进行监控，当实时流量超过设置的报警流量时***将会发出警报信息；同时根据漏损水量的不同可分为不确定性漏失事件，大漏失事件，一般性漏失事件，测点传感器失效事件，通过对爆管和事件的分析，减少管网漏损；

所述经济效益评估：根据用水成本、漏损自然增长率、管线长度、基本漏损水平、当前漏损水平、检漏成本、漏损控制成本，主动漏损控制干预的频率，确定漏损的目标水平，计算各区域经济费用，以及评估进行漏损修复的费用，同时结合控制漏损的收益，综合计算不同漏损管理方案的经济投入费用及回收率；

所述数据共享和发布：提供数据发布、目录维护、***配置界面，改善数据传输性能，支持不同级别数据量的应用***的数据传输；集成数据共享申请、申请审核、数据共享目录编制；实现数据分析统计功能，监控共享数据的访问量、数据状态、共享数据业务办理状况。