Resumen: La red de abastecimiento de agua juega un papel muy importante en la producción y la vida urbana, por lo que es especialmente necesaria para asegurar su normal funcionamiento. Este documento llevará a cabo el análisis correspondiente basado en los datos del modelo hidráulico dinámico de la red de suministro de agua y su gestión, con el fin de promover la mejora de la calidad de operación de la red de suministro de agua urbana y proporcionar algunas referencias útiles para los pares.
1 Descripción general de la simulación dinámica de la red de suministro de agua
De acuerdo con las características de operación de la red de suministro de agua, establecer un modelo hidráulico dinámico correspondiente no solo puede lograr el propósito de un control óptimo, sino también lograr el efecto de la gestión científica. En el modelo, el flujo de agua debe poder reflejar de manera efectiva el estado de flujo del flujo de agua en la red de tuberías real. En otras palabras, el modelo dinámico debe poder reflejar de manera efectiva una serie de parámetros dinámicos en la tubería real. red.
Un modelo dinámico razonable de la red de suministro de agua tiene las siguientes funciones: predicción auxiliar efectiva de la fuga de la red de tuberías; simulación efectiva de la operación en estado de accidente, para facilitar la formulación e implementación de medidas de resolución de fallas; análisis predictivo de una serie de condiciones anormales proporciona una referencia útil para el personal de programación y mantenimiento; sienta las bases para la optimización posterior de la operación del sistema de agua; facilita la construcción de modelos de calidad del agua y desempeña un papel auxiliar en el proceso de análisis de la calidad del agua.
2 Análisis de datos del modelado hidráulico dinámico de la red de suministro de agua
2.1 Tipos de datos y fuentes de modelado hidráulico dinámico
Datos de atributos de la red de tuberías: para la red de tuberías de suministro de agua, sus datos de atributos generalmente se refieren a valores medidos y datos obtenidos de encuestas reales. En la mayoría de los casos, dichos datos se pueden obtener con precisión con la ayuda de sistemas GIS.
Datos de monitoreo de operación de la red de tuberías: este tipo de datos incluye principalmente dos partes, una son los datos de presión del monitoreo en línea y la otra son los datos de flujo del monitoreo en línea. En el proceso de establecimiento del modelo hidráulico, el sistema SCADA se suele utilizar para realizar la simulación de retardo de la red de tuberías, y también es posible interceptar los datos representativos de determinados días para la verificación del modelo.
Datos medidos: en el proceso de modelado específico, los datos medidos incluyen principalmente tres partes. Una es medir con precisión la información incierta en los atributos de la red de tuberías en el lugar, y la otra es medir la curva de la bomba de agua (especialmente si la la vida útil es relativamente larga). El largo) para la medición en el sitio, y el tercero es para realizar la medición en el sitio de la curva de consumo de agua del usuario.
Datos derivados: los llamados datos derivados se refieren a un nuevo tipo de datos formados en el proceso de análisis de datos. Aunque no es una parte necesaria del modelado, ayuda a extraer la información invisible contenida en los datos existentes hasta cierto punto. . . Por ejemplo, la tubería rota se puede analizar utilizando la función de minería de datos, para mejorar el factor de seguridad de la red de tuberías.
2.2 Análisis de la calidad de los datos del modelado hidráulico dinámico
2.2.1 Criterios de evaluación de la calidad de los datos
Durante el proceso de modelado, la calidad de los datos relevantes debe analizarse y controlarse de manera efectiva. La llamada calidad de datos (DQI para abreviar) se refiere a las características que muchos datos que participan en el modelado dinámico pueden cumplir con los requisitos reales del modelado.
Solo cuando se conoce la calidad de los datos, se pueden hacer predicciones precisas sobre la viabilidad del modelado. Para los datos de modelado dinámico, su nivel de calidad se refleja principalmente en los siguientes puntos: exactitud, precisión, incertidumbre, inclusividad, consistencia, integridad, facilidad de uso, disponibilidad, situación actual, etc.
2.2.2 Método de evaluación de la calidad de los datos: tomando como ejemplo el método de evaluación integral difusa
En el proceso de adopción del método de evaluación integral borrosa, están involucrados los siguientes indicadores de evaluación:
1) Atributos topológicos, como la precisión de la posición de las coordenadas del nodo, etc.;
2) Flujo de nodo, como precisión de datos de agua, etc.;
3) Datos relevantes de la estación de bombeo, como la medida en que la curva de la bomba se ajusta a la realidad;
4) Datos de seguimiento, como la densidad de distribución de los puntos de seguimiento;
5) Otra información auxiliar, como la elevación del suelo, etc., refleja el grado real.
Al evaluar los indicadores anteriores, se dividen cuatro grados diferentes en excelente, medio y deficiente: excelente significa que la calidad de los datos es bastante excelente, lo que puede proporcionar un soporte de datos ideal para el trabajo de modelado; bueno significa que la calidad de los datos es ligeramente inferior; medio significa que la calidad de los datos puede ser básicamente Satisfacer las necesidades de modelado; Pobre se refiere a la calidad de datos extremadamente insatisfactoria, incapaz de soportar el trabajo de modelado.
2.3 Procesamiento de datos
Después de seleccionar los datos de modelado de red de tuberías apropiados, es necesario estandarizarlos en consecuencia, es decir, los datos en el formulario original se procesan para convertirlos en un formulario estándar que pueda participar en el modelado real.
Durante el proceso de modelado de la red de tuberías, los requisitos de datos clave involucrados y su procesamiento son los siguientes:
1) Establecer y mejorar la estructura topológica de la red de tuberías e ingresar con precisión la información de atributos relevante: topología de la red de tuberías, sección de tubería y atributos de nodo, datos de elevación, etc.
2) Asignación científica del flujo del nodo: datos de consumo de agua del usuario y curva de consumo de agua.
3) Construya un modelo efectivo de estación de bombeo y verifíquelo: curvas de bomba y registros de operación de la estación de bombeo.
4) Llevar a cabo los cálculos y controles de simulación correspondientes: registros de datos de puntos de monitoreo, etc.
Gestión integral de datos de modelos hidráulicos dinámicos
3.1 Modelo de análisis de requisitos de gestión integral de datos
3.1.1 Requisitos para la integridad y sincronización de datos
La mayoría de los datos involucrados en el sistema de abastecimiento de agua son valores medidos y datos de levantamientos de campo, por lo que se debe buscar un sistema de gestión de datos tan eficiente, es decir, sin importar qué tipo de cambios de enlace ocurran, pueden ser automantenidos. con la ayuda de funciones internas provistas por el propio sistema, para asegurar la integridad y sincronización de una serie de datos.
Además, en el proceso de administración formal, los permisos de usuario deben establecerse y administrarse estrictamente para garantizar la seguridad de los datos relevantes.
3.1.2 La necesidad de un uso conveniente de los datos
En muchos cálculos del modelo, generalmente se requieren cálculos integrales que involucran una gran cantidad de datos. Debido a las diferentes fuentes y los diversos formatos, es necesario construir un sistema de gestión de datos altamente unificado para facilitar el uso de los datos.
No solo eso, sino que con la ayuda de vistas o métodos de almacenamiento, es posible obtener resultados de consulta intencionados basados en los requisitos correspondientes de la computación de modelos para datos, mejorando así efectivamente la eficiencia del trabajo de filtrado de datos de computación de modelos hasta cierto punto.
3.2 Tecnología de gestión de datos dinámicos de la red de suministro de agua - base de datos dinámica de la red de suministro de agua
La gestión de esta base de datos implica principalmente los siguientes puntos:
1) Almacenamiento de datos, es decir, convertir todos los datos en tablas de datos y almacenarlos;
2) Conexión de base de datos, es decir, la conexión entre bases de datos, así como la conexión entre bases de datos y otros sistemas; consulta integral/conjunta, utilizando el método de consulta para recopilar los datos y la información que se necesita utilizar, o con base en el formulario de vista y almacenamiento, para uso común El módulo de consulta se guarda efectivamente para llamadas posteriores;
3) Actualización de datos;
4) Gestión de usuarios.
3.2.1 Principios de diseño de bases de datos
Los principios del diseño de bases de datos incluyen principalmente: el principio de practicidad para satisfacer las necesidades del usuario, el principio de precisión de datos, el principio de seguridad y estabilidad, el principio de facilidad de operación y el principio de escalabilidad.
3.2.2 Establecimiento de la base de datos
La composición de la base de datos involucra principalmente los siguientes puntos:
1) Datos básicos de la red de tuberías, como la tabla de parámetros, la tabla de información del usuario, la tabla de información del punto de medición de presión, la tabla de información de la bomba de agua, la tabla de información de la planta de agua, la tabla de información de la válvula, la tabla de información de la estación de bombeo a presión, la tabla de información de la piscina de agua limpia;
2) Datos analógicos dinámicos, como manómetros en puntos de medición de presión, manómetros de salida de plantas de agua, tablas de datos de bombas de agua, tablas de niveles de agua en tanques de agua limpia, tablas de datos de estaciones de bombeo presurizadas, tablas de datos de válvulas y tablas de datos de flujo acumulativo.
Se puede obtener un sistema de gestión de datos con características dinámicas coordinando, categorizando y almacenando los datos anteriores.
Existe cierta correlación y restricción entre las tablas de datos, esto se debe a que los datos en sí tienen cierta correlación, las comunes son entre tuberías y nodos, entre válvulas y nodos, y entre nodos en ambos extremos del equipo.
Al realizar acciones importantes como eliminar o editar, se debe prestar especial atención a: al mover un nodo, la tubería conectada al nodo también debe cambiar de acuerdo con el cambio de la posición del nodo; al determinar las nuevas coordenadas del nodo, es necesario La longitud de la tubería se modifica; cuando se mueve el segmento de tubería, los dos nodos del segmento de tubería también se moverán en consecuencia. Además, muchos segmentos de tubería que están conectados a este segmento de tubería también aparecerán en cierta efecto de estiramiento de la extensión.
Con la ayuda del sistema de gestión de bases de datos, la estructura de relaciones entre las tablas de datos se puede observar clara y claramente, para aclarar con precisión las relaciones internas y externas entre cada tabla de datos.
Otros componentes de la base de datos:
1) Vista: para aquellos datos que deben procesarse en un formato fijo, se pueden guardar con la ayuda de la vista y luego extraerlos cuando sea necesario, evitando así efectivamente la ocurrencia de operaciones repetidas;
2) Procedimiento almacenado: para aquellos módulos de consulta con una frecuencia de aplicación relativamente alta, es necesario compilar el procedimiento almacenado correspondiente para que sea una unidad con características independientes para que los usuarios llamen, de modo de evitar compilaciones múltiples del código, y luego Guardar mucha mano de obra y tiempo;
3) Disparador: generalmente adecuado para actualizaciones en cascada o eliminaciones en cascada.
3.2.3 Mantenimiento y actualización de datos
Después de crear una base de datos nueva y completa basada en el modelo existente, los datos en diferentes períodos de tiempo tendrán versiones correspondientes en futuras copias de seguridad y actualizaciones. Aplique las excelentes funciones de actualización y copia de seguridad del propio software de gestión del sistema de base de datos y pueda realizar las operaciones de copia de seguridad correspondientes en función de la base de datos existente.
Durante este proceso, la base de datos básica se puede compartir y cada versión de diferentes períodos de tiempo se puede almacenar en forma de archivos de actualización relativamente independientes. De esta manera, la versión correspondiente a cualquier período de tiempo se puede conservar de manera completa y efectiva, no solo que, también logró el objetivo de minimizar la redundancia de datos, junto con un grado relativamente alto de uso compartido, el archivo existe en la forma del tamaño más pequeño, por lo que la cantidad de tareas de actualización es relativamente pequeña.
Al mantener y actualizar los datos del modelo dinámico de la red de suministro de agua, se involucran principalmente las siguientes tareas:
1) Actualizar la topología y los datos relacionados del modelo de red de tuberías;
2) Actualizar el flujo del nodo;
3) Actualizar el plan de operaciones;
4) Actualizar el coeficiente de rugosidad de la tubería;
5) Actualizar la curva característica de la bomba;
6) Verifique regularmente el modelo.
Cuando los datos anteriores cambien en consecuencia, los datos correspondientes en la base de datos también se actualizarán de manera efectiva en consecuencia. Al actualizar la topología de la red de tuberías y la información de atributos relacionados, los datos del modelo relevante se pueden volver a importar con la ayuda de la interfaz de la base de datos y el propio modelo.
Para aquellos datos con un alto grado de complejidad y muchos cambios en la forma, pueden ser actualizados manualmente o de otras formas por administradores de bases de datos con autoridad de modificación a la luz de cambios específicos.
Conclusión:
Con la continua expansión de la escala de la red de suministro de agua urbana, su operación y gestión enfrentarán mayores desafíos, por lo que es particularmente importante hacer un buen trabajo en el análisis de datos de modelado hidráulico dinámico y la gestión integral de la red de suministro de agua.
Se cree que con la profundización de la investigación, el modelo hidráulico dinámico logrará mayores avances en función y precisión, brindando así una mayor ayuda para la operación normal y eficiente de la red de abastecimiento de agua urbana.