给水排水管网是给水管网和排水管网的统称, 属市政建设的基本内容。目前我国各地的给水排水管网管理普遍采用传统人工模式, 工作效率无法保证, 很多管网老旧、破损也无法在第一时间得到察觉。尝试将现代信息技术、自适应技术引入给水排水管网管理活动中, 有助于应对上述问题, 本文就其开发进行分析。
以地理信息系统和智能技术为核心, 新的给水排水管网信息管理系统框架应包括执行层、信息传输层、决策层三个层次。执行层负责进行各项具体操作, 包括管网性能、破损位置收集等, 信息传输层负责处理和传递数据, 决策层负责对执行层信息进行分析, 下达处理指令性。系统拓扑结构可进一步拆分为定位器、传感器、通信线路、中央计算机[1]。定位器和传感器是执行层的核心元件, 通信线路是信息传输层的主要工作单元, 中央计算机负责与定位卫星 (无线模式) 进行交互, 也负责识别各类信息, 是决策层的核心。
系统核心技术包括自适应技术、传感器技术、智能技术、通信技术、集成技术、嵌入技术。自适应技术强调进行数据的自动处理, 能够了解地区内给水排水管道的信息、工作压力等关键参数, 当部分管道出现损坏和过负荷工作问题时, 也能通过该系统快速进行工作压力调整, 给予针对性处理。传感器广泛分布于给水排水管网信息管理系统的各处, 负责实时收集对象 (各类管道) 的信息[2]。智能技术负责存储和记忆系统工作的参数, 以匹配传感器所获数据进行工作压力和各类问题的辨识。通信技术可保证系统各部分之间的连接、交互效果。集成技术强调将上述各部分的逻辑控制工作, 利用CAN总线系统集中于中央计算机处, 且能互不干扰的运行。嵌入技术强调进行系统功能的补充, 如嵌入存储卡进行工作数据记录等。
以某城市写字楼群作为对象, 进行给水排水管网信息管理系统应用模式的分析。该写字楼群共有用水对象841户, 给排水管网集中于地下, 线路复杂。2017年以来, 该写字楼群用水量快速增加, 给水和排水压力也对应增加, 出现供水中断和排水不畅问题, 且面临强降水情况下的内涝隐患。收集该地区的管网信息、用户用水信息和排水信息, 利用计算机建立虚拟实验。
系统应用的模式上, 共在地下管网各处设置16个监测点, 包括给水管线监测点6个、排水监测点10个。6个给水监测点的分布为:给水中心下游1个, 重点分流点2个, 随机居民点3个。10个排水监测点的分布为:排污区域上游1个, 重点合流点3个, 随机排污点6个。所有监测点以传感器进行管道信息的收集, 以震动等级、流速等参数进行压力判断、故障分析。所有传感器以线路实现与中央计算机的连接, 并借助CAN总线系统实现不同线路信息的分别处理和干扰排除。监测点额外设置定位器, 为保证定位能力不受影响, 所有定位器与传感器分别独立进行工作。传感器信息以30min为间隔进行一次传输, 定位器信息以48h为间隔进行一次传输, 二者传输间隔为5min。
在模拟过程中, 以参数调整法进行给水、排水压力的虚拟控制以及管道破坏问题。共进行70次实验, 分别为给水组30次:标准给水压力 (100%标准模式) 10次、低压力 (60%标准模式) 10次、超低压力 (30%标准模式) 10次, 测定6个给水监测点能否准确进行信息变化捕捉。排水组30次:标准排水压力 (100%标准模式) 10次、高压力 (120%标准模式) 10次、超高压力 (180%标准模式) 10次, 测定10个给水监测点能否准确进行信息变化捕捉。故障组10次:模拟各给水点和排水点管道破损。
模拟结果方面, 给水组共获取30组数据, 数据反馈时间平均为12.8min, 压力测定准确, 均差为1.94%。排水组共获取30组数据, 数据反馈平均时间为11.2min, 压力测定准确, 均差为1.77%。故障组共获取10组数据, 数据反馈平均时间为14.3min, 定位信息精准 (到最近的定位器处) 。这表明, 以自适应技术和智能技术为主要依托, 给水排水管网信息管理系统能够有效进行工作, 获取各处数据信息、进行参数调整, 也可作为各办公系统管网设计、改造的参考。
系统应用的过程中, 需要注意抗干扰作业以及参数的标准化。本次模拟选用的是CAN总线处理技术, 可保证不同执行单元传输的信息不产生互扰问题。必要时可以通过信号放大器进行信号的加强。参数标准化主要是指系统应用时, 借助地理信息系统收集给排水工作的具体信息代入中央计算机中, 以准确评估执行单元传回的管网信息是否异常。
综上, 给水排水管网信息管理系统的开发、应用, 能够改善现有系统的工作能力。其框架强调层次性, 以自适应技术和智能技术为依托。系统的应用强调执行单元的广泛分布、控制单元的集中管理, 保证各节点和控制终端连接, 同时确保信息交互实时性, 模拟分析证明了上述开发内容在办公系统中的适用价值。
摘要：现代城市建设速度快、办公活动对市政建设的要求也更高, 传统给水排水管网管理渐渐滞后于实际需求。基于此, 本文就给水排水管网信息管理系统的开发展开分析, 提出一种基于智能技术、自适应技术的新管理模式, 尝试以更科学方法进行管理工作, 并通过对其应用模式、注意事项和模拟探讨论证上述内容。
关键词：给水管网,排水管网,信息管理系统
[1] 宋颜彬, 林琳, 刘爽.城市市政给排水管网的优化配置与管理探讨[J].中国新技术新产品, 2018 (20) :110-111.
[2] 蓝青, 毕华.基于GIS的给排水管网管理信息系统构建及三维可视化分析[J].信息与电脑 (理论版) , 2017 (15) :11-12.
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