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淺析計(jì)算機(jī)在城市給水系統(tǒng)中的應(yīng)用

      城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)是保障工業(yè)生產(chǎn)和群眾生活的重要體系之一,。運(yùn)用計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用軟件來(lái)解決管網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題,，提高管理效率，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用,，是當(dāng)前給水系統(tǒng)新理論,、新技術(shù)發(fā)展研究的基本方向。采用面向?qū)ο蟮目梢暬幊碳夹g(shù)建立城市給水管網(wǎng)計(jì)算模型,。根據(jù)管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)（管網(wǎng)圖形,、管段直徑和長(zhǎng)度、阻力系數(shù),、節(jié)點(diǎn)流量等）計(jì)算出各管段流量和水頭損失等,。在此基礎(chǔ)上，還可以得到各節(jié)點(diǎn)的水壓以及水源點(diǎn)供水壓力等參數(shù),，從而全面了解管網(wǎng)的工作狀況,，并對(duì)管網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度，改建擴(kuò)建,，制訂發(fā)展規(guī)模等提供科學(xué)依據(jù),。

一、 我國(guó)給水系統(tǒng)軟件的發(fā)展與應(yīng)用

      城市供水系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)已經(jīng)經(jīng)歷了近30年的歷史,，從給水管網(wǎng)平差計(jì)算到給水系統(tǒng)信息化,、運(yùn)行與管理自動(dòng)化，形成了多種類型,、多種版本,、各具特色的軟件系列。國(guó)內(nèi)外軟件市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,，需求日益增長(zhǎng),。SynerGEE(Stoner)、EPANET,、8M等國(guó)外品牌軟件在國(guó)內(nèi)已得到了一定的應(yīng)用市場(chǎng),，具有管網(wǎng)平差、運(yùn)行模擬,、信息管理,、運(yùn)行管理等方面的較完整功能。

      同濟(jì)大學(xué)作為給水排水領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究的最早的著名大學(xué)之一,，著名給水排水專家楊欽教授編寫了“749”,、“7512”、“767”,、“784”等一系列管網(wǎng)平差計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)程序,，開(kāi)辟了國(guó)內(nèi)給水排水領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)應(yīng)用的先河。經(jīng)過(guò)二十多年的不懈努力,，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的成果,。在此基礎(chǔ)上，我們采用了當(dāng)前最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù),，開(kāi)發(fā)了供水管網(wǎng)模擬計(jì)算軟件,，在易用性、計(jì)算速度等方面均有較大突破,，具有給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算,、工程規(guī)劃,、設(shè)計(jì)繪圖、信息查詢和數(shù)據(jù)庫(kù)管理等功能,。同時(shí),，在國(guó)內(nèi)大學(xué)中成立了首家由國(guó)內(nèi)專家合作興辦的給水軟件開(kāi)發(fā)公司—上海同濟(jì)宏揚(yáng)軟件有限公司，以高校高科技科研成果產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo),，以軟件國(guó)產(chǎn)化和本地化為優(yōu)勢(shì),，最大程度地適應(yīng)和服務(wù)國(guó)內(nèi)給水軟件應(yīng)用市場(chǎng)?！巴瑵?jì)宏揚(yáng)軟件”的管網(wǎng)系統(tǒng)模擬與優(yōu)化調(diào)度軟件包以數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)核心,，以管網(wǎng)地理信息、管網(wǎng)平差,、規(guī)劃設(shè)計(jì),、實(shí)時(shí)運(yùn)行模擬和優(yōu)化調(diào)度為四個(gè)分離的功能軟件，實(shí)行分階段實(shí)施的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用,。

二,、給水系統(tǒng)軟件類型與功能要求

（一）給水管理信息系統(tǒng)軟件

        給水管理信息系統(tǒng)軟件是收集、積累,、綜合分析給水系統(tǒng)中從水源,、水處理過(guò)程、輸配水網(wǎng)絡(luò)到用戶的各階段的全方面信息數(shù)據(jù),，以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心,，以分類數(shù)據(jù)表格、數(shù)據(jù)表達(dá)和靈活的查詢,、提示和警告等形式向決策,、管理和運(yùn)行操作人員提供全面數(shù)據(jù)，集檔案,、圖紙和報(bào)表為一體,，實(shí)現(xiàn)信息現(xiàn)代化、辦公無(wú)紙化和決策數(shù)據(jù)化,。儲(chǔ)存系統(tǒng)中各種設(shè)施（包括水源,，泵站，水廠設(shè)施,，管道,，閥門，水表,，用戶）的地理信息,，以地圖方式儲(chǔ)存和表達(dá)，亦稱為電子地圖；而SCADA通常為隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)模式,，以無(wú)線或有線通訊方式收集系統(tǒng)中運(yùn)行數(shù)據(jù)（包括水量,、水質(zhì)、水壓,、運(yùn)行狀態(tài)等）,，以數(shù)據(jù)表格和動(dòng)態(tài)曲線等方式表達(dá)，為管理和運(yùn)行決策提供分析依據(jù),。

（二）輸配水系統(tǒng)模擬計(jì)算－管網(wǎng)模型軟件

        給水管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)投資占給水系統(tǒng)總投資的70％以上，供水電費(fèi)亦多在總供水成本費(fèi)用的50－60％,，所以,，給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理質(zhì)量直接影響供水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。管網(wǎng)模型軟件對(duì)給水管網(wǎng)建立數(shù)學(xué)模型,，并進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)計(jì)算和運(yùn)行狀態(tài)的動(dòng)態(tài)模擬,，求解管網(wǎng)中各管段及泵站的流量、壓力和水質(zhì)分布狀態(tài),，并可計(jì)算長(zhǎng)年供水成本費(fèi)用,，分析評(píng)價(jià)管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的合理程度及運(yùn)行規(guī)律，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理的科學(xué)化,。

（三）供水管理與控制網(wǎng)絡(luò)軟件

        應(yīng)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化科學(xué)管理是供水企業(yè)科技進(jìn)步的發(fā)展方向,，是實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理現(xiàn)代化、高速信息通訊網(wǎng)絡(luò)化和運(yùn)行操作優(yōu)化與自動(dòng)化的重要途徑,。應(yīng)用上述專業(yè)軟件和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),，通過(guò)程序邏輯控制（PLC）技術(shù)與設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程全自動(dòng)化和優(yōu)化控制,。發(fā)達(dá)國(guó)家的供水企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了這樣的全面技術(shù),。作為發(fā)展中國(guó)家的企業(yè)，需要根據(jù)企業(yè)自身的需求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)制定規(guī)劃,，要利用幾年的時(shí)間,，積累經(jīng)驗(yàn)，避免浪費(fèi),，逐步實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),。

三、給水管網(wǎng)系統(tǒng)科技進(jìn)步方向和任務(wù)

      隨著計(jì)算機(jī)及控制管理科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,，給水管網(wǎng)設(shè)計(jì),、運(yùn)行與管理科技水平有了很大的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外給水管網(wǎng)研究工作者已做了大量的研究和開(kāi)發(fā)工作,，并取得了豐碩的成果,，為管網(wǎng)設(shè)計(jì)與管理提供強(qiáng)有力的支持和推動(dòng)。然而，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,，我國(guó)還存在著較大差距,。中國(guó)是一個(gè)大國(guó)，是一個(gè)十分廣闊的科技市場(chǎng),，我們迫切需要加快步伐和力度,，深入開(kāi)展下列科學(xué)研究，形成適合中國(guó)國(guó)情和特點(diǎn)的高科技產(chǎn)品和市場(chǎng),。

1.管道檢漏及防漏技術(shù)：管道漏水供水系統(tǒng)中普遍存在的問(wèn)題,，是供水企業(yè)長(zhǎng)期重視和需要解決的問(wèn)題。檢測(cè)漏水和防漏已經(jīng)成為一項(xiàng)高科技應(yīng)用技術(shù),，在我國(guó)具有顯著社會(huì)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值,，具有重要開(kāi)發(fā)價(jià)值和科技進(jìn)步意義。

2.給水系統(tǒng)自動(dòng)化控制和調(diào)度成套技術(shù)設(shè)備：給水系統(tǒng)自動(dòng)化控制和調(diào)度具有明顯的行業(yè)特點(diǎn)和市場(chǎng)廣泛性,，我國(guó)給水行業(yè)應(yīng)具有自己的專業(yè)技術(shù)研究和成套設(shè)備開(kāi)發(fā)及經(jīng)營(yíng)管理隊(duì)伍,，可以形成行業(yè)專門化成套產(chǎn)品和市場(chǎng)。

3.給水系統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件開(kāi)發(fā)：根據(jù)我國(guó)市場(chǎng)需求,，利用我國(guó)已有科技成果和科技力量,，吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和成果，開(kāi)發(fā)我國(guó)自己的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和成套軟件,，將對(duì)我國(guó)給水行業(yè)科技進(jìn)步和提高經(jīng)濟(jì)效益起到重要推動(dòng)作用,。