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1、基于SCADA和GIS技術(shù)的供水管網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)整理時(shí)間[2004-08-04]??閱讀次數(shù)[5131]作者：吳信才,曾文，徐少平??來(lái)源：http://www.mapgis.com.cn????文字大?。骸敬蟆俊局小俊拘 ?摘要:監(jiān)測(cè)監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SupervisoryControlandDataAcquisition－SCADA)能夠遠(yuǎn)程控制、監(jiān)測(cè)、收集設(shè)備數(shù)據(jù)并把它傳送到監(jiān)控中心。地理信息系統(tǒng)（GeographicalInformationSystem-GIS）具有捕獲、管理、操作、分析與空間數(shù)據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)能力,在各種空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立分析模型并將SCADA系統(tǒng)輸出
2、的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到模型中可以增加模型的準(zhǔn)確度和實(shí)時(shí)性，GIS強(qiáng)大的圖形顯示能力大大增強(qiáng)了模型可視化分析能力。本文就建立基于GIS和SCADA系統(tǒng)集成的供水管網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)并給出系統(tǒng)原型。?一、前言???隨著近年來(lái)我國(guó)城市發(fā)展建設(shè)速度的加快,即有和新建供水管網(wǎng)也越來(lái)越龐大、分散。供水管網(wǎng)作為城市極為重要的基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的源泉，加強(qiáng)對(duì)供水管網(wǎng)調(diào)度的信息化建設(shè)具有相當(dāng)重要意義。利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)整個(gè)供水管網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程的主要參數(shù)、管網(wǎng)信息、設(shè)備運(yùn)狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)調(diào)度和自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化信息管理，并將監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息與管網(wǎng)空間位置相結(jié)合，以地形圖為基礎(chǔ)，
3、直觀(guān)表達(dá)管網(wǎng)運(yùn)行狀況和監(jiān)控點(diǎn)狀態(tài)，結(jié)合預(yù)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、數(shù)學(xué)模型、空間分析等手段，根據(jù)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)和實(shí)際情況，進(jìn)行優(yōu)化控制反饋，完成對(duì)供水管網(wǎng)調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié)的合理配置，即供水管網(wǎng)調(diào)度與輔助決策問(wèn)題,成為保障供水管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行關(guān)鍵所在。尤其體現(xiàn)在對(duì)管網(wǎng)的快速、準(zhǔn)確監(jiān)控、安全維護(hù)、管網(wǎng)合理設(shè)計(jì)、搶修施工等方面.本文將討論如何利用GIS和SCADA系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)供水管網(wǎng)調(diào)度的有效管理,這將極大提高有關(guān)部門(mén)的管理水平和工作效率。二、SCADA與GIS系統(tǒng)介紹2.1SCADA系統(tǒng)[1,2]???SCADA是用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化管理技術(shù)。以該技術(shù)建立的系統(tǒng)能夠收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并通過(guò)有線(xiàn)或者無(wú)線(xiàn)
4、信道傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，由控制中心根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序控制遠(yuǎn)程的設(shè)備。在需要監(jiān)控的地點(diǎn)或者控制范圍很大的場(chǎng)合下使用該系統(tǒng)是非常經(jīng)濟(jì)有效的。國(guó)內(nèi)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始,SCADA系統(tǒng)在供水行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。它可以實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行本地或遠(yuǎn)程的自動(dòng)控制,對(duì)供水過(guò)程進(jìn)行全面、實(shí)時(shí)監(jiān)視,并為生產(chǎn)、調(diào)度和管理提供必要的參考數(shù)據(jù)。???SCADA系統(tǒng)由遠(yuǎn)程終端(RTU),一級(jí)或數(shù)級(jí)控制站點(diǎn)以及相應(yīng)的通訊設(shè)備和外部設(shè)備所組成。RTU是整個(gè)SCADA系統(tǒng)的重要部分,擔(dān)負(fù)者監(jiān)控設(shè)備本地?cái)?shù)據(jù)讀取、檢測(cè)，并接受遠(yuǎn)程遙測(cè)命令等重要任務(wù)。RTU的作用是對(duì)監(jiān)控設(shè)備本地的數(shù)據(jù)采集及發(fā)送,接受并完成
5、來(lái)自遠(yuǎn)程控制命令，完成本地的控制。RTU主要配置有CPU模塊、模擬量I/O模塊、數(shù)字量I/O模塊、通信模塊、電源、通信設(shè)備、機(jī)箱、測(cè)量?jī)x表及相應(yīng)物理執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？刂浦行恼军c(diǎn)是系統(tǒng)的控制中心，通過(guò)控制中心安裝的相關(guān)軟件，工作人員可以對(duì)SCADA系統(tǒng)進(jìn)行各種直觀(guān)的操作。控制中心站的作用是實(shí)時(shí)采集RTU運(yùn)行參數(shù),從而進(jìn)行負(fù)荷分析、優(yōu)化調(diào)度、狀態(tài)評(píng)估、故障預(yù)報(bào)與分析、綜合管理,向RTU下達(dá)遙控指令,并完成統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。其主要配置有中心控制計(jì)算機(jī)（服務(wù)器）、通信機(jī)、工作站、大屏幕投影儀、打印機(jī)等輸出設(shè)備。復(fù)雜的SCADA系統(tǒng)中可以設(shè)置多級(jí)控制中心站點(diǎn)。目前SCADA系統(tǒng)的通訊方式主要有
6、兩種:有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)。無(wú)線(xiàn)方式主要通過(guò)無(wú)線(xiàn)電臺(tái)構(gòu)成專(zhuān)用通信網(wǎng),但存在著電臺(tái)設(shè)備的更新和傳輸協(xié)議中數(shù)據(jù)傳輸檢錯(cuò)、糾錯(cuò)能力等問(wèn)題,其可靠性和有效性有待提高。而有線(xiàn)網(wǎng)通訊技術(shù)的研究目前有了突破性進(jìn)展,特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使有線(xiàn)網(wǎng)的應(yīng)用走向更深層次,可利用率更高,發(fā)展前景較好。2.2GIS系統(tǒng)[3,4]???計(jì)算機(jī)管理作為信息管理的重要硬件工具,它的優(yōu)越性已經(jīng)取得了業(yè)界廣泛的認(rèn)同,在計(jì)算機(jī)管理的模式中,管網(wǎng)信息和與管網(wǎng)相關(guān)的設(shè)備、地形、環(huán)境信息從根本上講是地理信息，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)不能很好地管理這些信息,而GIS作為集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測(cè)繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)和管
7、理科學(xué)及相關(guān)學(xué)科等為一體的新興學(xué)科，將與地理信息相關(guān)的空間位置、屬性特征及時(shí)域特征進(jìn)行統(tǒng)一的管理，按一種新的方式組織和使用地理信息，以便更有效地分析和生產(chǎn)新的地理信息。GIS并非僅僅在所管理的數(shù)據(jù)內(nèi)容方面與眾不同，在理論和方法上也有很多特色，相應(yīng)地許多新的重要功能也是傳統(tǒng)方法無(wú)法提供的。地理信息系統(tǒng)能夠?qū)Ａ靠臻g數(shù)據(jù)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行有效管理，能夠進(jìn)行與空間相關(guān)的查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、空間分析（多邊形迭置、緩沖分析、網(wǎng)絡(luò)分析等）和三維模型分析，提供多種空間數(shù)據(jù)錄入和輸出手段，等等。而這些功能正是一個(gè)完備的供水
