基于scada和gis技術供水管網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)設計

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1、-基于SCADA和GIS技術的供水管網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)整理時間[2004-08-04]??閱讀次數(shù)[5131]作者：吳信才,曾文，徐少平??來源：http://www.mapgis.com.cn????文字大小：【大】【中】【小】?摘要:監(jiān)測監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SupervisoryControlandDataAcquisition－SCADA)能夠遠程控制、監(jiān)測、收集設備數(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

2、析與空間數(shù)據(jù)相關的數(shù)據(jù)能力,在各種空間數(shù)據(jù)的基礎上建立分析模型并將SCADA系統(tǒng)輸出的實時數(shù)據(jù)導入到模型中可以增加模型的準確度和實時性，GIS強大的圖形顯示能力大大增強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???.---隨著近年來我國城市發(fā)展建設速度的加快,即有和新建供水管網(wǎng)也越來越龐大、分散。供水管網(wǎng)作為城市極為重要的基礎設施和經(jīng)濟與社會發(fā)展的源泉，加強對供水管網(wǎng)調(diào)度的信息化建設具有相當重要意義。利用計算機信息技術、通信技術和

3、自動控制技術對整個供水管網(wǎng)運行過程的主要參數(shù)、管網(wǎng)信息、設備運狀況進行動態(tài)監(jiān)測、實時調(diào)度和自動化控制，實現(xiàn)自動化信息管理，并將監(jiān)測點信息與管網(wǎng)空間位置相結合，以地形圖為基礎，直觀表達管網(wǎng)運行狀況和監(jiān)控點狀態(tài)，結合預測、統(tǒng)計、數(shù)學模型、空間分析等手段，根據(jù)經(jīng)濟、技術指標和實際情況，進行優(yōu)化控制反饋，完成對供水管網(wǎng)調(diào)度各個環(huán)節(jié)的合理配置，即供水管網(wǎng)調(diào)度與輔助決策問題,成為保障供水管網(wǎng)經(jīng)濟、可靠運行關鍵所在。尤其體現(xiàn)在對管網(wǎng)的快速、準確監(jiān)控、安全維護、管網(wǎng)合理設計、搶修施工等方面.本文將討論如何利用G

4、IS和SCADA系統(tǒng)技術實現(xiàn)對供水管網(wǎng)調(diào)度的有效管理,這將極大提高有關部門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)場監(jiān)測和自動化管理技術。以該技術建立的系統(tǒng)能夠收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并通過有線或者無線信道傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，由控制中心根據(jù)預先設定的程序控制遠程的設備。在需要監(jiān)控的地點或者控制范圍很大的場合下使用該系統(tǒng)是非常經(jīng)濟有效的。國內(nèi)從20世紀80年代開始,SCADA系統(tǒng)在供水行業(yè)得到了廣泛的應用。它可以實時采集現(xiàn)場數(shù)據(jù),對現(xiàn)場進行本地或遠

5、程的自動控制,對供水過程進行全面、實時監(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)由遠程終端(RTU),一級或數(shù)級控制站點以及相應的通訊設備和外部設備所組成。RTU是整個SCADA系統(tǒng)的重要部分,擔負者監(jiān)控設備本地數(shù)據(jù)讀取、檢測，并接受遠程遙測命令等重要任務。RTU的作用是對監(jiān)控設備本地的數(shù)據(jù)采集及發(fā)送,接受并完成來自遠程控制命令，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、通信設備、機箱、測量儀表及相應物理執(zhí)行機

6、構?？刂浦行恼军c是系統(tǒng)的控制中心，通過控制中心安裝的相關軟件，工作人員可以對SCADA系統(tǒng)進行各種直觀的操作?？刂浦行恼镜淖饔檬菍崟r采集RTU運行參數(shù),從而進行負荷分析、優(yōu)化調(diào)度、狀態(tài)評估、故障預報與分析、綜合管理,向RTU下達遙控指令,并完成統(tǒng)計報表等功能。其主要配置有中心控制計算機（服務器）、通信機、工作站、大屏幕投影儀、打印機等輸出設備。復雜的SCADA系統(tǒng)中可以設置多級控制中心站點。目前SCADA系統(tǒng)的通訊方式主要有兩種:有線和無線。無線方式主要通過無線電臺構成專用通信網(wǎng),但存在著電臺設

7、備的更新和傳輸協(xié)議中數(shù)據(jù)傳輸檢錯、糾錯能力等問題,其可靠性和有效性有待提高。而有線網(wǎng)通訊技術的研究目前有了突破性進展,特別是互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展使有線網(wǎng)的應用走向更深層次,可利用率更高,發(fā)展前景較好。2.2GIS系統(tǒng)[3,4]???.---計算機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)界廣泛的認同,在計算機管理的模式中,管網(wǎng)信息和與管網(wǎng)相關的設備、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)庫管理技術不能很好地管理這些信息,而GIS作為集計算機科學、地理學、測繪遙感學、環(huán)境科學、城市

8、科學、空間科學和管理科學及相關學科等為一體的新興學科，將與地理信息相關的空間位置、屬性特征及時域特征進行統(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，相應地許多新的重要功能也是傳統(tǒng)方法無法提供的。地理信息系統(tǒng)能夠?qū)Ａ靠臻g數(shù)據(jù)、拓撲結構、拓撲關系進行有效管理，能夠進行與空間相關的查詢統(tǒng)計、空間分析（多邊形迭置、緩沖分析、網(wǎng)絡分析等）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