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摘要：現(xiàn)代城市建設(shè)速度快、辦公活動(dòng)對(duì)市政建設(shè)的要求也更高，傳統(tǒng)給水排水管網(wǎng)管理漸漸滯后于實(shí)際需求?；诖耍疚木徒o水排水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的開發(fā)展開分析，提出一種基于智能技術(shù)、自適應(yīng)技術(shù)的新管理模式，嘗試以更科學(xué)方法進(jìn)行管理工作，并通過對(duì)其應(yīng)用模式、注意事項(xiàng)和模擬探討論證上述內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：給水管網(wǎng)；排水管網(wǎng)；信息管理系統(tǒng)

給水排水管網(wǎng)是給水管網(wǎng)和排水管網(wǎng)的統(tǒng)稱，屬市政建設(shè)的基本內(nèi)容。目前我國各地的給水排水管網(wǎng)管理普遍采用傳統(tǒng)人工模式，工作效率無法保證，很多管網(wǎng)老舊、破損也無法在第一時(shí)間得到察覺。嘗試將現(xiàn)代信息技術(shù)、自適應(yīng)技術(shù)引入給水排水管網(wǎng)管理活動(dòng)中，有助于應(yīng)對(duì)上述問題，本文就其開發(fā)進(jìn)行分析。

一、給水排水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的開發(fā)

（一）系統(tǒng)基本框架。以地理信息系統(tǒng)和智能技術(shù)為核心，新的給水排水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)框架應(yīng)包括執(zhí)行層、信息傳輸層、決策層三個(gè)層次。執(zhí)行層負(fù)責(zé)進(jìn)行各項(xiàng)具體操作，包括管網(wǎng)性能、破損位置收集等，信息傳輸層負(fù)責(zé)處理和傳遞數(shù)據(jù)，決策層負(fù)責(zé)對(duì)執(zhí)行層信息進(jìn)行分析，下達(dá)處理指令性。系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可進(jìn)一步拆分為定位器、傳感器、通信線路、中央計(jì)算機(jī)[1]。定位器和傳感器是執(zhí)行層的核心元件，通信線路是信息傳輸層的主要工作單元，中央計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)與定位衛(wèi)星（無線模式）進(jìn)行交互，也負(fù)責(zé)識(shí)別各類信息，是決策層的核心。（二）系統(tǒng)核心技術(shù)。系統(tǒng)核心技術(shù)包括自適應(yīng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能技術(shù)、通信技術(shù)、集成技術(shù)、嵌入技術(shù)。自適應(yīng)技術(shù)強(qiáng)調(diào)進(jìn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理，能夠了解地區(qū)內(nèi)給水排水管道的信息、工作壓力等關(guān)鍵參數(shù)，當(dāng)部分管道出現(xiàn)損壞和過負(fù)荷工作問題時(shí)，也能通過該系統(tǒng)快速進(jìn)行工作壓力調(diào)整，給予針對(duì)性處理。傳感器廣泛分布于給水排水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的各處，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)收集對(duì)象（各類管道）的信息[2]。智能技術(shù)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和記憶系統(tǒng)工作的參數(shù)，以匹配傳感器所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行工作壓力和各類問題的辨識(shí)。通信技術(shù)可保證系統(tǒng)各部分之間的連接、交互效果。集成技術(shù)強(qiáng)調(diào)將上述各部分的邏輯控制工作，利用CAN總線系統(tǒng)集中于中央計(jì)算機(jī)處，且能互不干擾的運(yùn)行。嵌入技術(shù)強(qiáng)調(diào)進(jìn)行系統(tǒng)功能的補(bǔ)充，如嵌入存儲(chǔ)卡進(jìn)行工作數(shù)據(jù)記錄等。

二、給水排水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用模擬

（一）系統(tǒng)應(yīng)用的模式。以某城市寫字樓群作為對(duì)象，進(jìn)行給水排水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)應(yīng)用模式的分析。該寫字樓群共有用水對(duì)象841戶，給排水管網(wǎng)集中于地下，線路復(fù)雜。2017年以來，該寫字樓群用水量快速增加，給水和排水壓力也對(duì)應(yīng)增加，出現(xiàn)供水中斷和排水不暢問題，且面臨強(qiáng)降水情況下的內(nèi)澇隱患。收集該地區(qū)的管網(wǎng)信息、用戶用水信息和排水信息，利用計(jì)算機(jī)建立虛擬實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)應(yīng)用的模式上，共在地下管網(wǎng)各處設(shè)置16個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，包括給水管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)6個(gè)、排水監(jiān)測(cè)點(diǎn)10個(gè)。6個(gè)給水監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布為：給水中心下游1個(gè)，重點(diǎn)分流點(diǎn)2個(gè)，隨機(jī)居民點(diǎn)3個(gè)。10個(gè)排水監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布為：排污區(qū)域上游1個(gè)，重點(diǎn)合流點(diǎn)3個(gè)，隨機(jī)排污點(diǎn)6個(gè)。所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)以傳感器進(jìn)行管道信息的收集，以震動(dòng)等級(jí)、流速等參數(shù)進(jìn)行壓力判斷、故障分析。所有傳感器以線路實(shí)現(xiàn)與中央計(jì)算機(jī)的連接，并借助CAN總線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不同線路信息的分別處理和干擾排除。監(jiān)測(cè)點(diǎn)額外設(shè)置定位器，為保證定位能力不受影響，所有定位器與傳感器分別獨(dú)立進(jìn)行工作。傳感器信息以30min為間隔進(jìn)行一次傳輸，定位器信息以48h為間隔進(jìn)行一次傳輸，二者傳輸間隔為5min。（二）模擬過程和結(jié)果。在模擬過程中，以參數(shù)調(diào)整法進(jìn)行給水、排水壓力的虛擬控制以及管道破壞問題。共進(jìn)行70次實(shí)驗(yàn)，分別為給水組30次：標(biāo)準(zhǔn)給水壓力（100%標(biāo)準(zhǔn)模式）10次、低壓力（60%標(biāo)準(zhǔn)模式）10次、超低壓力（30%標(biāo)準(zhǔn)模式）10次，測(cè)定6個(gè)給水監(jiān)測(cè)點(diǎn)能否準(zhǔn)確進(jìn)行信息變化捕捉。排水組30次：標(biāo)準(zhǔn)排水壓力（100%標(biāo)準(zhǔn)模式）10次、高壓力（120%標(biāo)準(zhǔn)模式）10次、超高壓力（180%標(biāo)準(zhǔn)模式）10次，測(cè)定10個(gè)給水監(jiān)測(cè)點(diǎn)能否準(zhǔn)確進(jìn)行信息變化捕捉。故障組10次：模擬各給水點(diǎn)和排水點(diǎn)管道破損。模擬結(jié)果方面，給水組共獲取30組數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)反饋時(shí)間平均為12.8min，壓力測(cè)定準(zhǔn)確，均差為1.94%。排水組共獲取30組數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)反饋平均時(shí)間為11.2min，壓力測(cè)定準(zhǔn)確，均差為1.77%。故障組共獲取10組數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)反饋平均時(shí)間為14.3min，定位信息精準(zhǔn)（到最近的定位器處）。這表明，以自適應(yīng)技術(shù)和智能技術(shù)為主要依托，給水排水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)能夠有效進(jìn)行工作，獲取各處數(shù)據(jù)信息、進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，也可作為各辦公系統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)計(jì)、改造的參考。（三）系統(tǒng)應(yīng)用的注意事項(xiàng)。系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，需要注意抗干擾作業(yè)以及參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。本次模擬選用的是CAN總線處理技術(shù)，可保證不同執(zhí)行單元傳輸?shù)男畔⒉划a(chǎn)生互擾問題。必要時(shí)可以通過信號(hào)放大器進(jìn)行信號(hào)的加強(qiáng)。參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化主要是指系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，借助地理信息系統(tǒng)收集給排水工作的具體信息代入中央計(jì)算機(jī)中，以準(zhǔn)確評(píng)估執(zhí)行單元傳回的管網(wǎng)信息是否異常。

三、總結(jié)

綜上，給水排水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的開發(fā)、應(yīng)用，能夠改善現(xiàn)有系統(tǒng)的工作能力。其框架強(qiáng)調(diào)層次性，以自適應(yīng)技術(shù)和智能技術(shù)為依托。系統(tǒng)的應(yīng)用強(qiáng)調(diào)執(zhí)行單元的廣泛分布、控制單元的集中管理，保證各節(jié)點(diǎn)和控制終端連接，同時(shí)確保信息交互實(shí)時(shí)性，模擬分析證明了上述開發(fā)內(nèi)容在辦公系統(tǒng)中的適用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]宋顏彬,林琳,劉爽.城市市政給排水管網(wǎng)的優(yōu)化配置與管理探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2018(20):110-111.

[2]藍(lán)青,畢華.基于GIS的給排水管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)構(gòu)建及三維可視化分析[J].信息與電腦(理論版),2017(15):11-12.

作者:陶穎 單位:天津市華淼給排水研究設(shè)計(jì)院