AQUIS水力模型
AQUIS供水管网水力模型系统，提供了对供水网络中的流量、压力、水龄、水质进行仿真和优化，为管网规划、水厂设计、日常调度方案、应急调度预案等提供辅助决策，让操作者能做出更好、更聪明的决策从而优化生产并提高效益。
AQUIS系统的主要功能有：
1.供水管网水力和水质建模
根据管网GIS数据、监测点历史数据和用户用水数据，建立管网水力数学模型。
根据管网GIS数据、水质监测点数据，建立水网水质模型。
2.水力动态仿真
基于供水管网水力模型，动态仿真不同时段下的管网和出厂的压力、流量、流速、水头损失等参数数据，使操作人员直观的掌握水网水力运行情况。
3.水质动态仿真
基于水质模型，动态仿真不同时段下的管网水质情况，如含氯度、水龄、浊度、气味、化学成分等数据，使操作人员直观的掌握水网水质情况。
4.误差分析和模型校正
比较模型仿真结果和实测数据的差值，进行误差分析，仅一步对模型进行校正，确保模型准确可靠。
5.用水需求预测
分析预测整个供水网络的总用水需求，也可以按照管网区域，管网管段预测用水量情况。
6.场景仿真
根据需要将特殊情況或事故时（如水厂检修停产、管网维修关阀等）的供水调度人工初始方案及相应的各种控制条件进行设定，生成最佳的调度预案。
7.压力优化
分析管网中不同时段的水压状况，结合泵效和用水需求数据，生成最佳的压力优化方案，减少管网泄漏、减少能耗，为压力优化调度提供决策支持。
8.水锤分析
根据运行数据分析管网中的水锤情况，为管网优化改造、阀门调度提供合理的水锤分析决策。
9.爆管和漏水计算
AQUIS提供基于历史数据分析爆管位置和漏水量计算。
10.管网规划设计辅助和监测点优化
根据用水需求、供水能力分析等，为管网规划、管网设计提供辅助分析，利用模型仿真，优化自动监测仪表的安装布置。
11.管网分区辅助
为管网DMA分区提供设计辅助和检验。
AQUIS系统的主要特点有：
1.简单易用
AQUIS系统提供非常简洁的操作界面，是操作人员非常方便的使用AQUIS系统。
2.易于集成
AQUIS系统能够轻易地，低成本地与任何开放式应用程序整合，尤其是与SCADA 系统、GIS系统（CAD）、营收系统的集成。
3.丰富的系统接口
AQUIS系统提供了WebService、SQL、TXT等方式的数据接口，不仅能够方便的与外部系统数据通信，还能够将AQUIS系统界面直接集成到SCADA和网页中，便于管理。
4.一体化的静态分析、历史数据动态仿真和在线分析
AQUIS系统一体化的提供了静态分析、历史数据动态仿真和与SCADA系统结合的在线分析，用户根据自来水公司实际需要，实现管网规划、设计和科学调度决策提供辅助应用。
5.SCADA数据质量检验
提供了对SCADA异常数据的质量检验，能够根据设定的规则自动剔除毛刺、扰动等数据，以减少异常数据对模型的影响。
6.在线水锤分析
在接入实时SCADA数据的情况下，能够实现在线水锤分析，为阀门、泵站开关提供调度辅助。
7.历史仿真和未来预测相结合
是目前世界上唯一的，基于时间轴管理，能够在仿真管网历史运行状况的基础上，预测未来一段时间内的管网运行状况。
综上所述，AQUIS系统不仅仅为自来水公司相关部门，还能够为用户带来高附加值的服务，从而实现真正的智能水网管理。
科 技 前 沿科技创业家2012年10(下) TECHNOLOGICAL P IONEERS ６科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS 1 现行供水管网水力模型建模的方法和问题现在我国各地水司纷纷建立各自的ＧＩＳ平台，但使用情况不是很理想。不是ＧＩＳ技术不成熟，而是卡在建立供水管网水力模型这一问题上。现行的供水管网水力模型建模的方法主要分成以下三步：１．１相关管网信息数据提取和输出：根据需要将ＧＩＳ平台中管网信息数据有选择的导出到一种外部数据库（ＤＢＡＳＥ、Ａｃｃｅｓｓ、ＳＱＬ等等数据库模式）中，作为管网水力分析程序的输入数据，等待进行水力分析。１．２数据处理和计算：利用各种水力建模软件（如Ｅｐａｎｅｔ、Ｉｎｆｏｗｏｒｋｓ、同济宏扬等）设置必要的初始条件，进行延时水力模拟计算。计算前根据所使用的水力建模软件的需要，要对ＧＩＳ平台输出的数据进行相应的处理，以转换成水力建模软件能识别的 数据格式。 １．３数据导入和表达：将计算结果导回 ＧＩＳ平台，利用ＧＩＳ平台显示模块进行表达。 现在最流行的几种ＧＩＳ开发平台利用了 各种先进的技术手段想利用ＧＩＳ直接建立 供水管网微观动态水力模型，但只要仔细 研究会发现它们还是使用着老模式：提取 输出所要分析的管网数据，数据处理和计 算，结果反馈和表达。这种模式的问题是： １．４数据传输过程较多，容易产生数据 丢失，严重影响计算精度。要避免这个问题 只有在各个数据传输过程都加入数据自检 步骤，这又导致计算过程烦琐，严重影响计 算效率； １．５其次由于数据无法自动同时更新， ＧＩＳ平台中数据每发生一点变化都需要重 新进行管网建模。这意味着管网建模时间 要尽可能短！否则整个系统会因反映迟缓 而不具任何实际意义。 2 问题的解决方法和途径 通过对目前几种最流行的ＧＩＳ开发平 台建立供水管网微观动态水力模型方法的 研究，我发现无论是直接建模，还是间接建 模，都忽略了一个关键性问题：如何选取你 所要的管网信息数据。通过对管网数据加 权可很好的解决这一问题。 我武水集团所使用的龙泉管网信息系 统是基于ＯＲＡＣＬＥ关系数据库及西门子 ＳＩＣＡＤ／ｏｐｅｎ平台的开放式管网ＧＩＳ系统， 要想利用ＧＩＳ平台直接建立供水管网微观 动态水力模型需要开发设计：数据管理、数 据选取，数据输入和检查、节点流量分配、水力计算、数据反馈和表达等六个新的功能模块，技术流程图如图１所示：2.1数据管理水力模型是建立在供水管网上的动态系统，随时间变化，需要分时段。它又是对ＧＩＳ平台进行简化和抽象，以提高计算速度。因此建立水力模型首先要进行数据分析。我公司ＧＩＳ平台采取的数据库是ＯＲＡＣＬＥ关系数据库，可在高级Ｃ语言环境下开发ＯＲＡＣＬＥ库接口，多采用ＳＱＬ语句开发出满足各种需求的优化应用程序，但缺点是应用程序所使用的数据无法移植（数据共享功能比较单一）。为此我们需开发出一个数据管理模块，用来处理数据分析，建立水力模型相关数据库。下表是数据库结构设计表（如表１）：2.2数据选取我们知道城市供水管网非常庞大，不可能每次建立水力模型都将所有数据全部代入水力模型，否则计算将变得非常困难。因此如何选取我们所需要的管网数据是建立水力模型的关键。对此需要开发专门的数据选取模块来满足需求。其工作原理是将ＧＩＳ平台中每项数据填加一个标签项，参与水力建模的标签项设为“１”，不参与水力建模的标签项设为“０”。２．２．１节点的选择：一般进行拓扑分析，与被选择的管线连接的所有节点都进入水力模型。对节点的水力分析的关键是区分节点水流方向和节点流量。２．２．２管线的选择：一般水力建模前都要确定参与水力模型的最小管径，然后进行拓扑检查，防止出现错误。这种方法最大的问题是在局部管网建模时，如果不清楚来水管线和回水管线，所建立的水力模型往往与实际有很大的误差。所以我个人认为，在水力建模前要对管线加以标注，以区分来水、回水后再确定参与水力模型的最小管径以避免水力模型失真。２．２．３闸门的选择：传统水力建模方法认为闸门不进行操作，除水厂或加压泵站在GIS 平台上建立供水管网水力模型的方法探讨 胡炯 (武汉水务集团汉阳供水部管线所 湖北武汉 430050) 摘 要:在GIS 平台上建立供水管网水力模型是GIS 技术真正能运用起来的关键,建立供水管网水力模型的方法是首先将GIS 平台中的管网信息输出到外部数据库,再利用水力建模软件进行处理和计算,再将结果反馈回GIS 平台进行表达。本文通过对这种水力建模方法的探讨,对GIS 平台的运用提出新的看法,希望能对我公司水力建模有所帮助。 关键词:GIS 供水管网 水力模型 空间分析 图1 技术流程表1作者简介：胡炯；性别：男；学历：大学本科；职务：管线所技术员。 (下转8页)
给水管网系统建模及其可靠性分析 摘要 给水管网系统是一个拓扑结构复杂、规模庞大、用水变化随机性强、运行控制为多目标的网络系统。管网建模是仿真给水管网系统动态工况的最有效的方法，是为模拟管网系统建立数学模型的过程。模拟容主要是图形模拟、状态模拟和参数模拟。而建立模型并不是一蹴而就的，要不断的开发、更新和完善。在管网优化设计的四个方面中，保证给水系统可靠性是给水设计的主要容之一。随着现代科学技术的快速发展，可靠性工程理论日益受到广泛重视。 关键词：给水管网系统建模；管网优化设计：管网系统可靠性 一、引言 我国各城市的市政公用输配系统（供水、供气）是城市重要的基础设施之一，也是城市建设和可持续性发展的制约因素，这些工程网络在系统规划上有许多方面存在着共性。 对给水管网系统进行建模，一方面对于大量复杂、繁琐的问题能够取得快速、准确的计算结果，大大提高了工作效率，使得以前很少或者不可能进行的大型工程量计算问题和多方案比较问题得以顺利解决。另一方面，可以对输配系统的工作状态（水力、水质）进行比较准确的模拟仿真，尤其当系统中有较完善的设施时，更可以对系统的实时工况进行在线模拟，这样不仅可为系统的优化运行、调度提供很好的基础条件，为系统的改扩建提供可靠的依据，也为给水管网水质预测和安全输配提供支持。 对给水管网系统建模完成后应注意管网的优化设计，包括四个方面：水压、水量的保证性；水质的安全性；可靠性和经济性。随着现代科学技术的快速发展，作为系统工程之一的可靠性工程理论日益受到广泛重视。在近代，各种工程系统、构筑物设计时，已经开始应用可靠性的数学理论。可靠性和其他技术经济指标一样，成为评价系统优劣的主要指标。可靠性问题之所以得到重视，是因为系统、构筑物、设备相互有关，任一部分损坏可能导致整个系统的故障，而整个系统的故障，例如给水系统发生故障，将对社会和人民生活带来损害。而故障的发生多数为随机事件，一般无法预料和预防，因此给水系统可靠性具有概率的性质。在生活节奏日益加快的今天，确保给水管网系统的正常运行具有十分重要的意义。
水力模型在海宁供水管网运行管理中的应用 摘要：供水管网水力模型在供水企业中日益得到重视和应用。海宁自来水有限公司建立供水管网水力模型，利用水力模型实现区块化管理，降低漏失率、降低产销差、改善水质、节能降耗、提高供水安全可靠性；在线实时监控供水管网水量、压力和水质情况；发生事故时，能够及时制定应急方案；提出规划改造和优化调度方案等，可有效的提高管网管理的科学性、安全性和经济性，避免了盲目性。从而，实现“数字化”供水和“智能化”水务。 关键词：供水管网水力模型区块化管理模型应用在线实时监控 1前言 随着海宁市供水规模的扩大和供水安全要求的提高，供水企业需要全面掌握和分析供水管网的运行状态，这样对供水系统的管理工作提出了新的要求。近年来，供水企业管理水平日益提高、科技投入的力度日益增强、企业信息化的建设日益成熟。海宁自来水有限公司提出“数字供水”概念，建成了数字化供水系统，全面应用于生产、经营、服务工作。“数字化”供水搭建信息技术平台，打造“智能水务”，实现科技全方位支撑运营服务。水务建立营业一体化平台、供水管网地理信息系统、供水设施综合监测系统和供水管网水力模型系统。“十二五”计划提出：降低漏损率，降低产销差，节能降耗，提高供水管网安全可靠性。建立供水管网水力模型是管网优化设计和运行工况分析重要的手段之一，有效地提高供水系统的科学化管理水平，提高供水系统的运行稳定性、可靠性，为水务带来良好的经济效益和社会效益。 2海宁市供水现状 海宁市地处长江中下流域，四季分明，气候温和。全市共有两座水厂，现有供水计能力30万m3/d，供水面积668平方公里，服务人口约80万。全市DN75mm 以上的管道长度为1075km，管材以球墨铸铁、铸铁、钢、PE等为主。 3水力模型项目前期调研 上海、深圳、佛山、天津等城市已经建立供水管网水力模型，并将其成功的应用于供水系统生产管理中。如，管网运行管理、水厂优化调度、规划改扩建等，
城市供水调度工作中供水管网水力模型系统的应用 发表时间：2018-05-17T15:04:41.630Z 来源：《基层建设》2018年第3期作者：张远军 [导读] 摘要：伴随着城市水利项目的发展，供水管网水力模型系统的监督管理成为了城市建设中的重点，只有建构良好且完整的水力模型系统应用机制，才能更好地优化供水调度工作质量。 珠海水务环境控股集团有限公司广东珠海 519000 摘要：伴随着城市水利项目的发展，供水管网水力模型系统的监督管理成为了城市建设中的重点，只有建构良好且完整的水力模型系统应用机制，才能更好地优化供水调度工作质量。本文结合案例，对城市供水调度工作中供水管网水力模型系统发展现状进行了简要分析，并集中阐释了系统应用和后续管理的建议，以供参考。 关键词：城市；供水调度；供水管网；水力模型系统；应用 行过程中的供水水压、水量以及水质不受到外界影响，在实际操作工作开始前，要对边界阀门进行操作处理，利用模型模拟完全关闭以及打开的工况参数，以保证供水调度工作运行效率。 （一）模型录入 在供水管网水力模型系统应用体系中，数据录入是最基本的要求，要对模型中的相关数据进行定位处理，整合其实际运行效率，结合阀门的阀门卡位置对GIS系统中的坐标予以判定，建立基础性定位模型，见图三。相关部门结合工况运行数据和相关信息，维护数据更新和数据处理效果，尤其是对水泵开关以及水池水位等基础信息进行整合以及处理，从而完善数据管理结构[4]。 图三：模型中阀门位置示意图 （二）调度工况 要对模型进行处理，结合不同阀门开关的实际状态进行24小时模拟，结合实际情况和信息的动态收集，确保阀门打开以及阀门关闭的早晚时间都能被有效模拟出来，从而对阀门两侧压力差予以测定和分析，整合后将平均过流量数据汇总成表，表格中涉及的参数包括口径（mm）、开启过流量（m3/h）、关闭时压力差（m）、流向以及有无流量正负现象。在对24小时模拟压力分布图以及模拟数据表进行全面分析后，就能得出相应的模拟结果，该地区阀门在开启后，部分地区边界压力会下降2m到2.5m，压力影响范围也有所扩大，流量相较于阀门状态时的变化并不是十分明显，尤其是对边界区域的影响较小。综上所述，只有有效控制阀门开启状态和速度，才能从根本上保证水质的平稳性。 （三）后续评估 在工程体系建立后，要对实时记录进行分析，尤其要建立模型运算数据和实测数据之间的对比分析，从而保证评估效果符合预期。对其模型模拟曲线进行处理，能推测出相应压力和流量的变化率，在工程项目运行后，现场的压力流测量数据和模拟数据较为一致，无论是压力参数、流量数据还是流向都大致能满足模型模拟数据，具有一定的研究价值[5]。 四、城市供水调度工作中供水管网水力模型系统反思 在对相关情况进行系统化分析后，要整合有效的监督管理工作，充分发挥供水管网水力模型系统的价值和优势[6]。建立相关系统就是为了有效整合供水调度和生产资源，提高工程操作管理水平，避免系统运行过程中调度操作和决策的盲目性，借助水力模型的应用和管