城市供水分区计量管理系统

发布于：2021-12-10 12:58:10 来自：给排水工程/市政给排水 [复制转发]

城市供水分区计量管理系统,供水管线监测，漏损定位，提高供水管网工艺水平及网格化、系统化责任管理。
一、系统简介
	水资源短缺，一直是影响人类生产生活的主要因素，我国人均水资源占有量约为2000立方米，仅为世界平均水平的四分之一，且空间分布不均，人均占有量低。在全国600多座城市中，有六成的城市存在缺水问题或缺水问题严峻。我国城镇供水管网平均漏损率约为20%。近年来，由于欧美日国家在分区计量管理的卓越成绩，我国也开始实施这项集终端设施、通信网络、自动化信息系统集成的管控模式，用于解决日益增多的城区供水计量、监测以及漏损问题。

	DMA：DISTRICT METERED AREA,独立计量分区的缩写。这一管理模式，广泛应用于城镇供水工艺管线管理过程，起到了控制水量、控制漏损的作用，简单地说，就是节约了水资源。在治水用水方针指引下，我们进一步完善了这个DMA分区计量供水管理的设备，从原有的有线数据传输、设备控制，发展到现今的无线数据通信、设备控制以及传感网络、系统物联、闭环式M2M等先进的技术产品。在水资源监测领域应用中，产品要求具备水岩仪器检测中心专项检测报告，符合水资源监测、水文监测数据通信规约的要求，兼容各地方性标准。
	2017年10月，住房城乡建设部发布“城镇供水管网分区计量管理工作指南”，选择100个城市开展供水管网分区计量管理试点。试点的目的，就是将整个供水管网划分为若干个供水区域，通过流量、压力监测，实现管网漏损分区量化和有效控制的管理模式，将漏损控制管理责任进行区块化逐级分解。
	DMA供水分区计量管理模式，要求：
		①分区规模5000户以下，进水口不超过2个
		②数据分析同时采用特征夜间流量、总分表对比两种方法，可以直接指导漏损控制工作。
	DMA试点运作的好坏直接体现了企业产、供、销全过程管理水平和资源使用效率，其中，漏损控制关键技术及配套设施的研究和应用，更是节约水资源、提高企业管理水平和效益的有效途径。
	供水分区计量管理系统DMA的作用：
		①新增漏失，快速预警：·特征夜间流量变化；·快速发现、定位，修复；
		②存量漏失，科学评估：·漏损程度；·重点监测区域；
		③产销差整体控制：·量值传递体系；·水平衡分析；
		④区域压力精准管控：·压力调控装置；·降低背景漏失
		⑤完善信息：·完善管网及监测、计量仪器设备属性信息；
	供水分区计量管理系统DMA的压力监测：（在单一进水口以及管线长度在1.5~5公里条件下）：
		· DMA区域进水口应安装压力监测设备；
		· 当进水口平均压力较高时，应进行压力控制；
		· 压力控制设备前后均应安装RTU监测设备
		如：当0.3MPa 0.35MPa，安装压力控制设备，无线压力表，可以实现NB-IoT窄带物联网通信功能，也可以使用4G、LoRa通信或者一路RS485专线连接主设备，完成更高功能数据采集设备控制。
二、系统组成

	进水口流量计量装置：
		①一体化电磁流量计、表 ②一体化超声波流量计、表
	这两款技术产品，具有物联设备通信功能，可实现RS485&232有线数据通信或无线通信网络数据传输，如4G、LoRa、NB-IoT等。
	测量时间间隔≤5秒，防护等级符合《外壳防护等级（IP代码）》GB4208中规定的IP68防水防尘要求，具有抗干扰性，低功耗设计，采用锂电池供电，并支持主设备給外供电。
	由于两种技术产品的差异性，在选择使用该类水资源计量装置时，应按客户要求，进行技术产品选型，在这里，建议在原水计量监测过程中，使用一体化电磁流量计、表。
	各项指标均符合国家水利部专项要求，工业级品质，满足各类复杂工况现场作业要求。
	压力监测控制装置：
		在DMA分区供水过程中，我们要考虑：水力减压阀、固定出口压力、出口压力相对于设定值的波动范围等因素。这里传感设备主要是压力表，无线压力表与其他压力传感设备不同，它具有低功耗锂电池供电、无线透传功能，4G、LoRa、NB-IoT数据发报。
		①无线压力表
			可组态多个参数，如：压力、流量等；量程可设。并具有传统压力表的所有功能，可以监测出口压力，可通过程序应用平台进行设备控制。
			可实现分体式监测及控制。
	无线遥测装置RTU
		①4G RTU
			数据上传次数原则上设置为4次/d，电池使用寿命10年，具有低电量、断电保护、断线预警功能，可自动发报报警信息至平台，时间漂移<30sec。4G、北斗卫星双模通信。
			在系统中，新一代BTU功能模块，实现锂电池供电，并低功耗，可給外压力表等设施进行升压供电。可应用于供水分区管理中，仪表或智能仪表设施的数据采集与指令控制，预留RS485&232接口、SIM/UIM卡槽，可实现4G、GPRS、NB-IoT通信网发报。低功耗LoRa通信技术，可有效传输4Km远，配合发射功率和天线，可有效延长自定义通信网络的传输距离，传输距离在几十公里远，结合中心电台（LoRa网关），可以自定义。
	数据远传装置DTU
		①4G DTU
			DTU用于数据转换发送至远端，可集成于各种智能仪表、设备中，用于数据、设备参数的通信，内嵌DTU产品，可在不改变原产品外形的基础上，内嵌到仪器仪表中，用于实现物联系统数据无线通信的功能，支持4G、LoRa、NB-IoT通信网模式。
	广泛应用于水文水资源数据采集过程中，也可应用于其他领域的数据转换传输。工业级品质，适合各种野外工况环境。
	水文水资源RTU、IC卡智能遥测终端、透传DTU、传感终端或仪表，就可实现DMA分区计量管控的需要，终端仪表数据会通过这些装置和设备，将初始时间的流量、压力等数据，发送给中心管控平台。
	但是，由于现场生产、管理以及设备的布设需要，我们还需要加入其他必须的通信网络产品，比如：通信路由器：具有多种接口，用于转换传输通信网络。如：RS485、RS232、Ethernet、USB、SIM/UIM接口以及天线、电源、电源开关。具有黑客、蠕虫病毒防范功能，工业级品质，可适用于各类复杂的工况环境。可接4G、NB-IoT网络，以及日益成熟发展起来的5G通信。
	供水分区计量管理DMA通信网络，集成了无线和有线通信，通信过程中，各种监测采集的水资源或水文数据，均符合水文水资源数据通信规约，所用产品，均通过了水岩仪检测中心设施设备的专项检验，是水利水资源管理监测指定用产品。
	供水分区计量管理系统，可有效的监测供水过程的水资源漏失、盗水问题，节省水资源的浪费，工程验收符合“给排水管道施工及验收标准 GB50268”，数据保持进水口监测数据连续稳定上传，抗强电磁干扰，无数据缺失和异常，保持流量计量设施示数、数据远传设备中存储数据、后台数据库数据一致的原则。
	这个系统的建设与实施，要根据现场实际工作需要进行设计，一般情况流程：

		DMA体系化建设，实现数据、分析、管理的联动机制，从终端硬件设备获取DMA的相关数据，系统化的平台进行科学的数据分析，确立科学的分析方法，完善DMA管理，最终，通过这些分析形成的数据、表格、图形来确立部门的相关联动联调及配套管理。
		供水分区计量管理系统建设中的另一个方面，就是水资源漏失的定位与处理。
	存量漏失评估：

		净夜间流量=最小夜间流量-正常的夜间用水量（主要是居民夜间用水）
	原则上通过监测夜间净流量，来检测供水过程中的漏失问题和漏失位置，系统具有如下特点：
		· 以历史权衡夜间流量下线为基准值（波动区间下限）
		· 以正常波动区间上线为黄色预警值（夜间流量下线超过黄色预警值时，应着重关注）
		· 在黄色预警值基础上，以单位管长夜间流量下线增长0.5m?/km/h，为红色预警值（夜间流量下线超过红色预警值时，应立即开展漏点检测）
	表观漏损评估：

		· 表观漏损水资源量=输入水资源量-计费用水量-免费用水量-漏失水量
		· 漏失水量通过净夜间流量计算（计算时考虑压力变化对漏失水资源量的影响）
		· 评估指标：单位用户日均表观漏损水资源量（m?/d/户）
		以上，就是漏损测定和评估的基本原则。
	通过这个系统化的建设，达到解决管线、水表图实不符等问题；解决不规范用水，追缴水量；发现、修复各类漏点，使得DMA区域水资源漏失水率下降，提高责任划分的明确度，解决漏损控制责任主体不明确的难题，通过系统数据指标，建立分类考核量化指标，区分管网部门和营销部门责任。
	管理系统建设的整体思路，要实现精细化管理并可持续化发展为目标，存量改造与增量发展并重的工程实践思想。
	三、产品应用推广情况：
	>市城区供水管网节水改造及DMA分区计量工程项目；
	>自来水有限公司DMA分区计量漏损管控建设项目；

	参考：北京市自来水集团 “供水管网计量区（DMA）技术研究与实践” 2019年4月1日中国安徽
编辑：何涛