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《城市智能供水系统施工方案》一、项目背景随着城市化进程的不断加快，城市供水系统面临着越来越大的压力。
为了提高城市供水的可靠性、安全性和智能化水平，满足城市居民日益增长的用水需求，特制定本城市智能供水系统施工方案。
该方案旨在通过安装先进的监测设备和优化管道设计，实现对城市供水系统的实时监测、智能控制和高效管理。
二、施工步骤1. 现场勘查组织专业技术人员对施工区域进行详细的现场勘查，了解现有供水管道的布局、管径、材质等情况，确定监测设备的安装位置和管道改造的具体需求。
同时，对施工现场的地形、地貌、交通等条件进行评估，为后续施工做好准备。
2. 监测设备安装（1）压力传感器安装：在供水管道的关键节点处安装压力传感器，用于实时监测管道内的水压变化。
压力传感器应安装牢固，确保测量数据的准确性和稳定性。
（2）流量传感器安装：在供水管道的进出口处安装流量传感器，用于监测管道内的水流量。
流量传感器的安装位置应选择在水流平稳、无漩涡的地方。
（3）水质监测仪安装：在供水管道的重要节点处安装水质监测仪，用于实时监测水质参数，如 pH 值、浊度、余氯等。
水质监测仪应安装在便于维护和采样的位置。
（4）数据采集与传输设备安装：安装数据采集与传输设备，将监测设备采集到的数据实时传输到监控中心。
数据采集与传输设备应具备高可靠性和稳定性，确保数据传输的准确性和及时性。
3. 管道设计与改造（1）管道布局优化：根据城市发展规划和供水需求，对现有供水管道的布局进行优化调整，合理规划管道走向和管径大小，提高供水系统的运行效率。
（2）管道材质选择：根据供水水质和压力要求，选择合适的管道材质，如球墨铸铁管、PE 管等。
管道材质应具有良好的耐腐蚀、耐压性能和使用寿命。
（3）管道连接方式：采用可靠的管道连接方式，如热熔连接、橡胶圈密封连接等，确保管道连接的密封性和牢固性。
（4）阀门安装：在供水管道的关键节点处安装阀门，用于控制水流的通断和调节水压。
城市智能化供水调度系统的研究和应用的论文2019-04-27在供水企业的平时生产过程中,应该对供水生产的所有项经济运行指标完成观测,比如说原水质量和管网压力以及出厂水的水质状况等方面,其是供水生产安全运行的主要内容。
城市供水作为城市公用设备的主要构成部分,其不仅关系到城市居民的日常生活与生产,还承担着消防与绿化等多项供水任务。
同时城市供水系统主要由给水水源和取水构筑物及原水管道等多项构成,具备集取与输送原水及改善水质作用。
另外,准确、及时掌握所有的运行参数及运行状况,合理对水场站的工艺完成调整,进而保证水厂与管网连接安全、可靠运行。
1 供水调度系统特征在城市供水监控调度系统中,所要监测的信号为各个监测点压力和水位以及流量等,而监控的信号主要指各个加压泵站中的阀门开闭状态和泵开停状态及变频机组频率。
依据历史数据,选择预测与分析计算模型,然后形成优化调度,进而更为精确的发布调度指令,科学、及时调整所有水厂供水量。
这样就可以在确保合理水压的基础上,实现水能源的最大程度节约,实现降低城市供水成本目标。
城市自来水的管网检测以及调度系统特征,就是在城市区域内的供水管网中设置一定数量监测点,然后利用现场传感器与就地监控装置把监测点的相应信号进行收集整理,经过有线或是无线通讯途径把数据定时输送至监控中心,这时监控中心会对所有监测点的数据完成分析,针对城市管网的.具体运行状况完成科学、合理调度,从而确保城市供水管网系统稳定、安全及经济运行。
部分调度系统能够发出指令,针对监测点的相应就地控制单元进行科学遥控,针对加压泵相应开启台数或是变频恒压供水相应频率范围进行控制,合理、科学调配水资源的应用量。
为了能够全方面反应出管网中资源具体分布与变化,更为准确和及时的掌握城市供水具体状况,应该在管网中建立合理的监测点,其也是供水调度系统的关键。
从自来水管网方面而言,一定要依据地形与管网分布现实需求,针对主干道和流量相对较大的位置,各个供应位置的代表点和加压泵站等,要合理选取适宜数量的监测点。
GPRS城市供水调度监控系统应用方案一、项目背景城市供水调度监控系统的主要目的是解决自来水公司对供水各环节监测点的数据采集和监控。
该系统由监控中心和各个水源监测点组成，各个水源监测点的数据采集终端（RTU或PLC）可监视和采集水位、压力、流量、浊度、余氯、泵频等各种数据，供控制中心及有关部门分析和决策取用，提高工作效率，保证供水质量，满足日益增加的用水量的需求。
城市供水调度需要对各个自来水厂进行管理，包括自来水公司控制中心、水厂分控中心、管网加压站和水源监控站等。
城市供水调度系统一般包括：自来水公司控制中心、多个水厂分控中心、多个水厂监控分站、多个水源井监控站、多个管网加压站和多个管网测压站。
在城市供水调度监控系统中，由于各管网监控点分布范围广、数量多、距离远，个别点还地处偏僻，因此架设光缆、铺设电缆难度大、不切合实际，向电信部门租用专用电话线又要申请很多电话线，而且有些监控点线路难以到达，况且采用电话线路时需要等待漫长的电话拨号过程，速度慢，运营成本较高，总之监控系统采用有线通信方式建设周期长、工作难度大、运行费用高，不便于大规模使用；与之相比，无线通信方式则显得非常灵活，它具有投资较少、建设周期短、运行维护简单、性价比高等优点。
二、方案选择GPRS无线业务与其他网络业务的性价比较如下：方案名称通信方式建设成本运营成本监控范围传输速度操作方式实时性反控性电话线MODEM监控电话线拨号高较低窄56Kbps轮寻差差ADSL方式监控ADSL 高较高窄512Kbps 轮寻高一般SMS方式监控SMS 较低较高较宽160B/包并行差、不稳差GSM拨号监控CSD/GSM 较低很高较宽14.4Kbps 并行差差GPRS在线监控GPRS/GSM 较低较低较宽21.4-85.6Kbps并行高良好经过比较分析，我们选择中国移动的GPRS系统作为城市供水调度监控系统的数据通信平台，并利用本公司的GPRS-XD100数传终端和XDS100系统监控软件构建城市供水调度监控系统。
目前，GSM网络经过电信部门的多年建设，覆盖范围不断扩大，已成为成熟、稳定、可靠的通信网络，特别是中国移动新推出的GPRS数据业务。
GSM/GPRS系统可提供广域的无线IP连接。
在移动通信公司的GPRS业务平台上构建城市自来水供水调度监控系统，实现管网监控点的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。
系统图如下：GPRS无线监控系统具备如下特点：1、良好的实时响应与处理能力。
与短消息服务比较，由于GPRS具有实时在线特性，系统无延时，系统能够同时实时收取、处理多个/所有监测点的各种数据，无需轮寻，监测点同步的时钟可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。
2、远程仪器设备控制。
由于采用GPRS双向传输系统，监控中心可以反向实现对仪器设备的时间校正、状态报告、开关以及其他监测、控制等功能；3、建设成本低。
可充分利用现有GSM网络，设备安装即接通，而采用超短波通信时需要充分考虑现场环境，还需要配备天线铁架等附属设备。
4、安装调试简单，建设周期短。
利用现有成熟GSM网络，系统投入运行时基本不需要调试，安装简捷。
采用超短波通信时安装调试工作量大，要先进行现场信号测试，天线铁架架设，天线方向角度调试等工作。
5、覆盖范围广。
构建供水调度监控系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。
由于管网监控点数量众多，分布在全市范围内，部分管网监控点位于偏僻地区，而且地理位置分散。
采用超短波通讯方式，覆盖范围只有30多公里；而采用GPRS方式，理论上在无线GSM/GPRS 网络的覆盖范围之内，都可以实现监控。
6、数据传输速率高。
GPRS网络传送速率理论上可达171.2kbit/s，实际应用时数据传输速率在40Kbps左右，而目前一般的超短波数传电台传送速率多为2.4kbit/s或更低。
7、系统的传输容量大。
监控中心站要和每一个管网监控点实现实时连接。
由于管网监控点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。
8、GPRS资费便宜，计费合理。
GPRS 资费包月比有线电话网络资费还便宜。
城市供水调度业务没有大数据量的信息传输，不必要采用资费很高的专线（DDN、帧中继）。
GPRS还可根据通信的数据量和提供的服务质量进行计费。
在GPRS网中，用户只需与网络建立一次连接，就可长时间的保持这种连接，并只在传输数据时才占用信道并被计费，保持时不占用信道不计费。
这样，营业点即不用频繁建立连接，也不必支付传输间隙时的费用。
通信费用低。
9、GPRS网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接。
由于GPRS网本身就是一个分组型数据网, 支持TCP/IP、X.25协议，因此无需经过PSTN等网络的转接，直接与分组数据网（IP网或X.25网）互通，接入速度仅几秒钟，快于电路型数据业务。
采用TCP/IP协议，较以前的无线数据网络（集群，双向传呼，GSM短信息）而言，网络接入更加直接方便。
三、解决方案介绍由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络，监控中心计算机主机配置固定的IP地址，各个端站的GPRS模块和该主机进行通信。
（一）系统组成1、管网监控点：管网监控点：各监控点通过数据采集模块采集如：压力、流量等数据，通过RS232/RS485接口与GPRS-XD100数传终端相连，通过GPRS-XD100数传终端对数据进行处理、协议封装后发送到GSM网络。
2、监控中心：服务器申请配置固定IP地址，采用省移动通信公司提供的DDN专线，与GPRS网络相连。
由于DDN专线可提供较高的带宽，当管网监控点数量增加，中心不用扩容即可满足需求。
监控中心RADIUS服务器接受到GPRS网络传来的数据后先进行AAA认证，后传送到监控中心计算机主机，通过系统软件对数据进行还原显示，并进行数据处理。
3、GPRS/GSM移动数据传输网络：现场监控点采集的数据经GSM网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理，转换成在公网数据传送的格式，通过中国移动的GPRS无线数据网络进行传输，最终传送到监控中心IP地址。
（二）系统方案各监控点使用GPRS透明数据传输终端，通过移动的GPRS网络与监控中心相连。
各数据源数据采集点使用移动通信公司统一的STK卡，同时监控中心对各点进行登记，保存相关资料以便识别和维护处理。
各信息采集点运行监控系统软件，支持24小时实时在线，实现信息采集点24小时传送采集的信息数据。
1、管网监控点必须使用移动统一的STK卡，用户使用本卡只能用于与监控中心数据通信功能。
2、终端设备使用无锡迅达研发的GPRS移动数据通信终端。
3、用户登记：符合城市供水调度与监控的规定。
（三）产品特性系统采用本公司研发的XD100 系列GPRS无线透明数据传输终端。
产品基于中国移动的GPRS 网络，具有高性能、高可靠及抗干扰能力强等特点，提供标准数据口可直接与计算机、RTU、PLC、GPS接收机、数码相机、数据终端等连接，传输速率达171Kbps，具有远程诊断、测试、监管功能，满足各行业调度或控制中心与众多远端站之间的数据采集和控制。
1、支持900／1800／1900MHz三频GSM/GPRS。
2、接口： RS232、RS485、PCMCIA。
3、系统理论传输速率171Kbps，实际传输速率40Kbps。
4、支持Windows95/98/2000/XP、LINUX操作系统。
5、支持透明数据传输与协议转换。
6、支持VPN安全功能。
7、安装灵活、使用方便、可靠。
8、工作电源：12VDC。
9、功耗：待机时小于0.5W，通信时小于2.5W。
10、环境：-40°C－70°C, 5－95%湿度, 无结露。
（四）安全措施由于供水调度监控系统的特殊性，本系统需要极高的系统安全保障和稳定性。
安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。
稳定是指系统能够7×24小时不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也不能中断运行。
数据中心可通过公网使用VPN接入到移动GPRS网，采用VPN方式成本比较低，企业不用租用专线，还可以使用原有的VPN设备，移动终端需要安装具有VPN二次虚拟拨号的功能的软件。
通过VPN方式，客户端在连接应用服务器前，要经过RADIUS服务器的认证整个数据传送过程得到了加密保护，安全性比较高，可充分保障速度和网络服务质量。
另外，数据中心也可以采用APN接入方式，租用专线接入到移动公司的GGSN设备上，这种成本高，安全性高、稳定可靠。
对于安全性要求非常高的系统，可考虑在专用APN接入的基础上再加上VPN接入方式的混合接入方式，进一步提高系统的安全性。
1、VPN虚拟专网模式：企业内部网络中配置VPN服务器，移动终端加载具有VPN二次虚拟拨号的功能的客户端软件。
采用VPN安全技术，用户通过接入企业内部虚拟专网的方式与Internet 进行隔离，可对整个数据传送过程进行加密保护，有效避免非法入侵。
2、利用SIM卡的唯一性，对用户SIM卡手机号码进行鉴别授权，在网络侧对SIM卡号和APN 进行绑定，划定用户可接入某系统的范围，只有属于指定行业的SIM卡手机号才能访问专用APN，移动终端与数据中心采用中国移动分配的专门的APN进行无线网络接入，普通手机的SIM卡号无法呼叫专门的APN。
3、对于特定用户，可通过数据中心分配特定的用户ID和密码，其他没有数据中心分配的用户ID和密码的用户将无法登录进入系统，系统的安全性进一步增强。
4、数据加密：通过VPN对整个数据传送过程进行加密保护。
5、网络接入安全鉴定机制：采用防火墙软件，设置网络鉴权和安全防范功能，保障系统安全。
四、结论采用GPRS构建供水调度监控系统系统，目前有包月制和按数据量两种收费方式，按流量计算0.03元/kbyte，而包月制20元/月有1024 k流量，可满足目前监控系统的实际数据量，估计日后其费用会逐步降低。
对于用户来说，由于通信费用较低，享受到了实惠。
另外，由于接入设备可以移动，当管网监控点搬迁时设备可随之迁移并可继续使用，可以保护用户原有投资，适合于供水调度监控工作的特点，能很好地满足供水调监控的需求，而且，做为网络运营商的移动通信公司也将因此获得业务稳定的集团用户，随着用户数量的增加，移动通信公司的营收也随之增加，调动了运营商的积极性，符合网络建设和网络应用同步发展的要求。
