基于GIS和SCADA集成的智慧供水在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

蘇志剛，周 文，李進(jìn)強(qiáng)

(1.山東省地理信息系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，山東濟(jì)南250101;2.山東正元地理信息工程有限責(zé)任公司，山東濟(jì)南250101)

一、引 言

目前，我國(guó)城市的供水管網(wǎng)設(shè)施錯(cuò)綜復(fù)雜，涉及人口和覆蓋面積龐大，存在檢測(cè)結(jié)果嚴(yán)重滯后，遠(yuǎn)程監(jiān)控操作困難，無(wú)法完整再現(xiàn)水質(zhì)、流量、壓力等指標(biāo)的時(shí)空連續(xù)動(dòng)態(tài)變化的問(wèn)題，嚴(yán)重降低了城市供水的質(zhì)量。而管網(wǎng)老化現(xiàn)象嚴(yán)重、安全系數(shù)降低和布局欠妥的問(wèn)題，不僅給管理工作帶來(lái)了巨大的困難，而且還可能發(fā)生供水受到污染的情況，給城市居民的生命健康帶來(lái)威脅。

在我國(guó)的供水行業(yè)中，GIS和SCADA軟件的應(yīng)用都比較成熟，但在很多實(shí)際供水系統(tǒng)管理應(yīng)用中，GIS和SCADA軟件基本都是作為單獨(dú)的軟件平臺(tái)參與供水管理，無(wú)法發(fā)揮兩者功能互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)。隨著供水管理對(duì)信息化水平要求的提高，結(jié)合GIS靜態(tài)數(shù)據(jù)和SCADA動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的管理平臺(tái)成為供水管理軟件平臺(tái)發(fā)展的趨勢(shì)，如何有效地將兩種數(shù)據(jù)相融合，通過(guò)GIS技術(shù)和SCADA技術(shù)的功能互補(bǔ)更加有效地提高供水管理系統(tǒng)的信息化水平是關(guān)鍵。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，本文探討了如何通過(guò)GIS和SCADA系統(tǒng)技術(shù)的集成實(shí)現(xiàn)對(duì)供水管網(wǎng)的在線監(jiān)測(cè)。該研究對(duì)結(jié)合GIS和SCADA技術(shù)進(jìn)行供水管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)有一定的參考意義。

二、概 述

供水管網(wǎng)(supervisory control and data acquisition，SCADA)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)［1］。它的主要功能是對(duì)供水的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，該系統(tǒng)具備對(duì)供水裝備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、各種參數(shù)測(cè)量和調(diào)節(jié)、設(shè)備控制和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)預(yù)警等功能。作為供水管網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的基本手段，它主要通過(guò)實(shí)時(shí)提供供水設(shè)備的壓力、流量狀態(tài)等信息實(shí)現(xiàn)對(duì)供水設(shè)備運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)管。該系統(tǒng)是基于地理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)GIS技術(shù)，將管網(wǎng)空間分布信息、空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及關(guān)系集成為一個(gè)一體化的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了供水管網(wǎng)的信息化管理。該系統(tǒng)支持靜態(tài)信息管理、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)更新，能夠?yàn)橛脩?hù)輸出必要的圖、表等數(shù)據(jù)［2］。

GIS和SCADA系統(tǒng)的功能互補(bǔ)性是對(duì)這兩種系統(tǒng)進(jìn)行集成的主要原因。通過(guò)這兩種系統(tǒng)數(shù)據(jù)的交互，可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和地圖數(shù)據(jù)的一體化管理，為供水調(diào)度等決策提供更準(zhǔn)確的信息支持，有效提高管理效率及科學(xué)管理水平。

三、供水管網(wǎng)SACDA和GIS系統(tǒng)的集成

1.供水管網(wǎng)SACDA和GIS系統(tǒng)集成目的

城市供水管網(wǎng)GIS和SCADA系統(tǒng)的功能各有特點(diǎn)，將這兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行集成，能夠?qū)崿F(xiàn)二者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，具體體現(xiàn)在［3］:

1)管網(wǎng)GIS能夠向SCADA系統(tǒng)提供地理空間信息及空間表達(dá)手段，SCADA系統(tǒng)能夠向GIS系統(tǒng)提供管網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。結(jié)合兩者的功能，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新及管理，并且通過(guò)GIS數(shù)據(jù)強(qiáng)大的地理信息管理、表達(dá)手段，使信息管理更加高效、科學(xué)。

2)SCADA系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與管網(wǎng)GIS提供的空間地理信息，能夠準(zhǔn)確掌握管網(wǎng)中各設(shè)備的分布及運(yùn)行情況。

3)集成后的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和共享，大大減少單獨(dú)運(yùn)行過(guò)程中數(shù)據(jù)傳輸和維護(hù)的工作量，保證了數(shù)據(jù)的完整性、一致性、可靠性。

2.供水管網(wǎng)SACDA和GIS系統(tǒng)集成原則

系統(tǒng)集成原則［4］即是做到GIS系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)一體化、功能分布一體化和界面一體化。集成后的系統(tǒng)要保證SCADA平臺(tái)和GIS平臺(tái)相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行，分別建立3個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù):實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)，并保證其唯一性。系統(tǒng)客戶(hù)端圖形界面及管理基于GIS平臺(tái)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)。結(jié)合GIS與SCADA系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)空間地理信息和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)信息的無(wú)縫連接，充分應(yīng)用兩者的各自?xún)?yōu)點(diǎn)，可以使供水管網(wǎng)管理系統(tǒng)的信息化水平更高，極大地提高系統(tǒng)的管理效率及系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比。系統(tǒng)集成原則的科學(xué)性主要體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面:

1)保證SCADA與GIS系統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立能夠有效地保證這兩個(gè)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠和高效的運(yùn)行。

2)數(shù)據(jù)信息的一體化管理與使用，是系統(tǒng)無(wú)縫連接的主要目標(biāo)。供水管網(wǎng)系統(tǒng)的人機(jī)交互界面、數(shù)據(jù)可視化管理與分析都通過(guò)GIS平臺(tái)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)。SCADA作為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接收及管理的主要支撐平臺(tái)，為GIS系統(tǒng)實(shí)時(shí)提供數(shù)據(jù)。首先，SCADA主接線由GIS生成，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變動(dòng)與GIS同步;其次，GIS系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)接口，使用TCP報(bào)文方式從SCADA系統(tǒng)中讀取實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過(guò)ODBC從關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取歷史業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，利用兩個(gè)系統(tǒng)的通信連接，在GIS系統(tǒng)上實(shí)時(shí)顯示SCADA系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)(包括高級(jí)應(yīng)用軟件計(jì)算的結(jié)果)，實(shí)現(xiàn)供水網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

3.供水管網(wǎng)SACDA和GIS系統(tǒng)集成方式

目前，管網(wǎng)GIS與SCADA系統(tǒng)集成的主要方式包括以下 3 種［4－6］:

1)在SCADA系統(tǒng)中集成 GIS的功能。在SCADA系統(tǒng)中加載GIS數(shù)據(jù)，在充分發(fā)揮SCADA處理事件高速、可靠等特點(diǎn)的同時(shí)，利用GIS可視化管理及分析的手段，使數(shù)據(jù)管理更加科學(xué)。但是由于管網(wǎng)GIS具有海量數(shù)據(jù)和復(fù)雜圖形顯示的應(yīng)用需求，因此，SCADA系統(tǒng)必須為其提供一個(gè)強(qiáng)大的地理數(shù)據(jù)顯示環(huán)境，從而增加了系統(tǒng)運(yùn)行的負(fù)擔(dān)。

2)在GIS中集成SCADA系統(tǒng)的功能。這種集成方式主要通過(guò)數(shù)據(jù)共享方式實(shí)現(xiàn)，即兩個(gè)系統(tǒng)相互獨(dú)立運(yùn)行，系統(tǒng)之間通過(guò)數(shù)據(jù)共享建立連接。這種方式保證了每個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性，開(kāi)發(fā)成本較低，但系統(tǒng)時(shí)效性受數(shù)據(jù)共享過(guò)程中數(shù)據(jù)庫(kù)傳輸和交換速率的影響較大。

3)在GIS和SCADA系統(tǒng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建集成平臺(tái)。與上述兩種簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)集成方式相比，通過(guò)開(kāi)發(fā)一個(gè)獨(dú)立的平臺(tái)將兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)集成在這個(gè)平臺(tái)下能解決上述兩種集成方式的局限性。這種集成方式從底層設(shè)計(jì)就將GIS和SCADA數(shù)據(jù)的管理及共享考慮進(jìn)去，旨在開(kāi)發(fā)一個(gè)同時(shí)具備GIS和SCADA系統(tǒng)功能的集成系統(tǒng)，但這種集成方式需要從底層開(kāi)發(fā)，增加了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的成本及風(fēng)險(xiǎn)。

本文出于實(shí)際條件及應(yīng)用的考慮，結(jié)合我國(guó)大多數(shù)城市現(xiàn)有供水管網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，采用第二種集成方式，實(shí)現(xiàn)了GIS和SCADA系統(tǒng)的集成?；贕IS開(kāi)發(fā)用戶(hù)界面，通過(guò)數(shù)據(jù)共享連接，SCADA系統(tǒng)為GIS系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。GIS系統(tǒng)通過(guò)其特有的可視化及其他管理分析手段，實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示和監(jiān)控。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用C/S、B/S雙重結(jié)構(gòu)，供水調(diào)度中心只需通過(guò)瀏覽器就可以實(shí)時(shí)監(jiān)控管網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的地理空間及業(yè)務(wù)信息，為部門(mén)之間的協(xié)同工作提供了一個(gè)統(tǒng)一的監(jiān)控平臺(tái)。

4.供水管網(wǎng)SACDA和GIS系統(tǒng)集成模型

該供水管網(wǎng)GIS和SCADA系統(tǒng)的集成，主要依靠數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制鏈接技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了保證管網(wǎng)GIS和SCADA系統(tǒng)各自原有的性能，GIS數(shù)據(jù)庫(kù)和SCADA系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)在物理上相互獨(dú)立，他們之間的邏輯關(guān)系通過(guò)數(shù)據(jù)表鏈接來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)。首先，在GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中建立唯一索引使其與其他數(shù)據(jù)表相關(guān)聯(lián);當(dāng)SCADA系統(tǒng)采用到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，SCADA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)利用數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制技術(shù)將更新的數(shù)據(jù)復(fù)制到GIS的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，包括數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)、獲取數(shù)據(jù)的時(shí)間和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的值;最后，在 GIS中對(duì)獲取的SCADA系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，分析出實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的表征意義，并加以顯示［7］。

可以看出，管網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)與SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)之間通過(guò)建立數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接實(shí)現(xiàn)了邏輯上的一體化。數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接保證GIS和SCADA系統(tǒng)以“緊密耦合”的方式運(yùn)行，提高了二者的一體化程度，優(yōu)化了集成系統(tǒng)的性能。整個(gè)系統(tǒng)集成方案如圖1所示。

圖1 供水管網(wǎng)GIS和SCADA系統(tǒng)集成模型

5.供水管網(wǎng)SACDA和GIS系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)

(1)GIS與SCADA的集成

實(shí)現(xiàn)GIS與SCADA無(wú)縫集成，是利用GIS實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)視的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，是GIS獲得實(shí)時(shí)設(shè)備信息的前提。GIS與SCADA的集成方式一般有界面的集成、數(shù)據(jù)的集成和應(yīng)用的集成。為了更好地在功能層次上實(shí)現(xiàn)GIS與SCADA互補(bǔ)，推薦采用GIS與 SCADA的數(shù)據(jù)集成。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)SCADA的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控能力，采集、監(jiān)控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)、更新動(dòng)態(tài)屬性數(shù)據(jù)等問(wèn)題;利用GIS的數(shù)據(jù)管理功能進(jìn)行靜態(tài)屬性數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)，進(jìn)而提供查詢(xún)分析預(yù)測(cè)算法等。

(2)監(jiān)視指標(biāo)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)采集技術(shù)

SCADA系統(tǒng)中采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)樣式多樣化，而且絕大多數(shù)存儲(chǔ)在SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)組織方式并不一定符合設(shè)備監(jiān)視需要的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu);SCADA系統(tǒng)設(shè)備一般是分散在各生產(chǎn)單位，如分布的各個(gè)供水廠。因此，為了更好地實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)視，需要將各個(gè)SCADA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)采集到一個(gè)統(tǒng)一的SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。在實(shí)時(shí)采集監(jiān)視指標(biāo)數(shù)據(jù)過(guò)程中，應(yīng)運(yùn)用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、靈活性與實(shí)時(shí)性;同時(shí)還應(yīng)采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)確保數(shù)據(jù)的安全性。

(3)數(shù)據(jù)處理技術(shù)

供水設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)視的最終目標(biāo)是及時(shí)發(fā)現(xiàn)供水處理生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)備隱患，分析隱患原因，從而保證生產(chǎn)的安全性。因此，對(duì)數(shù)據(jù)作適當(dāng)?shù)暮Y選、分類(lèi)、統(tǒng)計(jì)等處理，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行時(shí)態(tài)監(jiān)視、采集指標(biāo)過(guò)程線監(jiān)視及設(shè)備預(yù)警監(jiān)視。因此，數(shù)據(jù)處理也是實(shí)現(xiàn)基于GIS與SCADA集成的遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)視的關(guān)鍵技術(shù)之一，可以利用GIS的分析功能，允許工作人員在監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的同時(shí)查看某些統(tǒng)計(jì)信息，通過(guò)比較分析監(jiān)測(cè)指標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)，或可視化表現(xiàn)不同指標(biāo)在同一時(shí)間的差異，為管理人員的決策工作提供支持。同時(shí)，還應(yīng)采用數(shù)據(jù)抽取和校驗(yàn)技術(shù)，通過(guò)增加數(shù)據(jù)甄別來(lái)提高數(shù)據(jù)提取正確性和高效性并維護(hù)數(shù)據(jù)集成。

四、供水管網(wǎng)SACDA和GIS系統(tǒng)集成體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)后臺(tái)邏輯上一體化的數(shù)據(jù)庫(kù)是供水管網(wǎng)SACDA和GIS系統(tǒng)集成體系的底層架構(gòu)，集成系統(tǒng)議從下位機(jī)系統(tǒng)通過(guò)PROFIBUS—DP通信協(xié)議實(shí)時(shí)獲取管網(wǎng)流量、水質(zhì)和壓力參數(shù)信息，并更新到SCADA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù);同時(shí)將獲取的數(shù)據(jù)復(fù)制、傳輸?shù)焦芫W(wǎng)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)，GIS系統(tǒng)通過(guò) ArcObject、ADO和ArcSDE訪問(wèn)所有的數(shù)據(jù)庫(kù)，完成相應(yīng)的功能。管網(wǎng)GIS和SCADA系統(tǒng)集成的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 供水管網(wǎng)SACDA和GIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

五、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的總體功能模塊如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

1.地圖管理

地圖管理模塊是該系統(tǒng)的基本功能模塊，除了實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖基本操作、鷹眼圖顯示、圖層控制外，該模塊還實(shí)現(xiàn)了地圖背景色設(shè)置、管網(wǎng)標(biāo)注、地圖符號(hào)配置等功能。系統(tǒng)支持管線數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀數(shù)據(jù)底圖矢量數(shù)據(jù)與影像數(shù)據(jù)的空間疊加顯示，并可根據(jù)需求定義地圖加載顯示比例尺、標(biāo)注和符號(hào)化等信息?？梢苑奖愕貜姆?wù)器提取部分?jǐn)?shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，具有供水管網(wǎng)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的自動(dòng)備份和恢復(fù)功能。

2.管網(wǎng)編輯

管網(wǎng)數(shù)據(jù)編輯不僅能夠?qū)ο到y(tǒng)中的數(shù)據(jù)表文件錄入新增記錄，修改、刪除記錄，而且能夠按照一定的邏輯規(guī)則檢查新增記錄或修改記錄的合法性。系統(tǒng)提供豐富的數(shù)據(jù)入庫(kù)工具，支持多種數(shù)據(jù)格式的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)的入庫(kù)，并提供管網(wǎng)局部和全部數(shù)據(jù)更新支持。入庫(kù)數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的數(shù)據(jù)監(jiān)理系統(tǒng)，空間和屬性合格后方可入庫(kù)，從而保證管網(wǎng)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，并能出具相關(guān)的監(jiān)理報(bào)告供工作人員參照修改數(shù)據(jù)。

3.查詢(xún)分析

查詢(xún)模塊包括地圖查詢(xún)、設(shè)備查詢(xún)等，分析模塊包括連通性分析、管閥分析、流向分析等功能操作?？筛鶕?jù)輸入的查詢(xún)分析條件，統(tǒng)計(jì)、匯總從數(shù)據(jù)表中整理出的相關(guān)記錄，然后以報(bào)表和圖形的形式顯示或打印。系統(tǒng)提供行政區(qū)、特征點(diǎn)、單位、圖幅、自定義范圍等多種查詢(xún)統(tǒng)計(jì)方式，可進(jìn)行單向和雙向的屬性查詢(xún)、屬性組合查詢(xún)、空間屬性組合查詢(xún)、復(fù)雜自定義查詢(xún)公式查詢(xún)等，也可由屬性或SQL語(yǔ)句查詢(xún)滿足條件的圖形對(duì)象，并高亮顯示，以及導(dǎo)出查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)的相關(guān)報(bào)告和圖表。如圖4所示。

圖4 供水管線的查詢(xún)和關(guān)閥分析

4.SCADA監(jiān)控

通過(guò)該功能模塊，可以在地圖上的壓力/流量檢測(cè)儀器旁將SCADA的歷史和即時(shí)數(shù)據(jù)內(nèi)容實(shí)時(shí)顯示，從而可以直觀地在地圖上查看SCADA數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)變化。并可結(jié)合預(yù)測(cè)分析模塊，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)推測(cè)并顯示趨勢(shì)曲線，可詳細(xì)地顯示泵站或水廠的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)，為系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供保障。如圖5所示。

圖5 供水監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)曲線

5.爆管監(jiān)察

通過(guò)監(jiān)察分析模塊，結(jié)合SCADA實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)，一旦從SCADA獲取的監(jiān)測(cè)值在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)變化范圍超過(guò)參數(shù)設(shè)置的容限，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，可以在地圖上高亮顯示有爆管或嚴(yán)重漏水的區(qū)域，結(jié)合本系統(tǒng)的關(guān)閥分析，統(tǒng)計(jì)顯示需要關(guān)閉對(duì)應(yīng)的閥門(mén)列表，找到受影響的用戶(hù)，為及時(shí)并準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)爆管通知和搶修贏得時(shí)間。本系統(tǒng)同樣也可以根據(jù)SCADA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)分析得出可能將發(fā)生爆管的區(qū)域，如圖6所示。

6.系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理功能主要是設(shè)置服務(wù)器的參數(shù)、登錄的權(quán)限限制，同時(shí)建立日志管理和數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)等管理功能。

六、結(jié)束語(yǔ)

基于GIS及SCADA集成的智慧供水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅增加了目前供水管網(wǎng)系統(tǒng)輔助決策的理論基礎(chǔ)，也提高了供水檢測(cè)信息的質(zhì)量。縱觀整個(gè)系統(tǒng)，它使城市供水系統(tǒng)管理工作向現(xiàn)代化、科學(xué)化邁進(jìn)了一大步，增加了供水管網(wǎng)運(yùn)行的安全性，大大提高了工作效率，并提高了調(diào)度水平，切實(shí)地提高了供水企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，使供水企業(yè)的生產(chǎn)費(fèi)用下降。同時(shí)促進(jìn)了生態(tài)建設(shè)，保障了居民用水安全，具有良好的應(yīng)用的前景。

圖6 爆管分析

［1］BORZO P.SCADA Network Riding the Tides to Information Integration and Improved Performance［J］.Water Engineering＆ Management，2001，19(3):214-216.

［2］粟小榮.城市自來(lái)水供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.電腦與信息技術(shù)，2005，13(2):63-66.

［3］竇華成，王力，鄧世軍.GIS和SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)一體化模型及其應(yīng)用初探［J］.工程勘察，2007(5):48-50，57.

［4］朱毅，周君.GIS與SCADA集成中數(shù)據(jù)一體化技術(shù)的研究［J］.計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2007，35(3):22-23.

［5］黃志龍，邱家駒.配網(wǎng)SCADA和GIS功能的集成［J］.電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2000，12(4):36-41.

［6］SINGH U，CAEERESD.An Integrated Approach for Implementing a Distribution Automation System［C］∥Proceedings of Transmission and Distribution Conference and Exposition.Latin America:［s.n.］，2004.

［7］張卉，何文杰，李冠民，等.天津市供水管網(wǎng) GIS與SCADA系統(tǒng)的集成技術(shù)研究［J］.給水排水，2010，9(4):36-41.