供水管网漏损控制的主要任务市,建立以智能化漏损控制为目标、以智能化设备监测为基础、以智能化数据分析为手段的供水管网智能化漏损控制体系。
实现管网智能化漏损控制的主要方法包括:管网改造、硬件更新改造、系统平台构建等。
NO.1 管网改造
管网老化、破损、接口松动是造成供水管网漏损的主要原因。对供水管网进行大面积更换或维护,费用将会非常昂贵。
利用现代化智能技术,对漏损管道进行精确定位,通过物理、统计、多目标优化等模型,对管网运行状况进行分析和预测。
可以采取以下现代化智能技术进行有效的漏损控制和管理:
1. 管网状态监测:安装智能传感器(如压力、流量、温度传感器)来实时监测管网状态、利用声波泄漏检测技术进行定期或连续的漏点检测。
2. 数据采集与分析:收集和存储监测数据,建立供水管网的数据库。应用统计分析方法,如夜间最小流量分析,以识别漏损异常。
3. 物理模型:利用流体力学原理建立管网水力模型,模拟水流和压力分布。通过模型分析,预测漏损发生的可能性和位置。
4. 多目标优化:开发算法优化管网的运行和维护计划,考虑成本、资源和时间等因素。利用遗传算法、粒子群优化等技术确定最优的管网维护和更新策略。
5. 智能诊断系统:应用机器学习和人工智能技术,开发漏损诊断和预测模型。通过模式识别和异常检测算法,自动识别管网中的异常情况。
6. 地理信息系统(GIS):利用GIS技术对管网的空间分布进行可视化管理。结合GIS和资产管理系统,对管网部件进行跟踪和维护记录。
7. 分区计量区域(DMA):将供水区域划分为多个独立计量区域,以便于漏损检测和控制。
8. 预防性维护:根据智能分析结果,制定预防性维护计划,减少紧急维修的需求。定期对管网进行检查和维护,以延长其使用寿命。
NO.2 硬件更新改造
更新改造管网监测设备:采用先进的流量计量设备、阀门、水压水质监测设备和数据采集与传输装置,逐步实现供水管网的网格化、精细化管理;利用智能传感器进行实时监测,如温度、压力、流量等参数,以实现对管网状态的实时了解和漏损的快速响应。光纤传感技术:利用光纤传感技术进行漏损检测,光纤电缆可以作为传感器,通过监测光缆周围土壤的饱和度变化或捕捉声音直接检测漏损;5G传感技术:5G技术可以提供更快的数据传输速度和更低的延迟,使得供水管网的监测数据能够实时传输,提高漏损检测的时效性和准确性。管网改造工程:对超过使用年限、材质落后或受损失修的供水管网进行更新改造,确保建设质量。
NO.3 系统平台构建
研发供水管理系统综合管理平台,运用管网模型、“3S”技术、SCADA系统、DMA分区等方法,建立以降低产销差为目的,以漏损监控、精确定位、优化维护为手段的智能漏损管理系统。管网模型:利用供水管网模型对水流量、压力、水质等进行模拟和分析,为漏损检测和管网改造提供决策支持;“3S”技术:集成地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)和全球定位系统(GPS),实现供水管网的空间分布和运行状态的实时监控;SCADA系统:建立数据采集与监视控制系统(SCADA),对供水管网的关键节点进行实时监控和远程控制;DMA分区:实施分区计量管理(DMA),通过在关键节点安装流量计和压力计,将供水区域划分为多个独立计量区域,实现对漏损的精确监控和定位;漏损监控:通过安装智能传感器和噪声监测设备,实时监测供水管网的漏损情况,快速定位漏点;精确定位:利用声波检测、红外热成像、地面雷达等技术,对漏损管道进行精确定位;智能漏损管理系统:开发智能漏损管理系统,集成监测、分析、预警等功能,实现供水管网的智能化管理;降低产销差:通过精细化管理,如水表更换、管网改造、用水专项清查等措施,降低产销差率;预测性维护:应用人工智能技术,通过监测设备运行状态,预测设备可能发生的故障,并在故障发生前进行维护。
(来源:智慧水务与传感器)