工程管理论文哪里有?本文主要的研究内容及成果有:1、目前在线传感器布局算法工具存在仅考虑单因素评价、操作复杂、权重限制等缺陷,本文基于 Python 语言开发 TRFC 算法,兼顾污染事件及时响应(降低影响)与全面覆盖信息两种要素,判断经济合理监测仪表布局数量,最优化布局在线水质监测点仪表,该算法可灵活调节传感器价格、节点影响等级、节点薄弱程度、水司投资上限等多种因素,并在示范区应用成功。
第 1 章 绪论
1.2 国内城市水质监测点研究现状
上海市较早启动管网水质监测点建设,2005 年至 2010 年,在市中心管网与供水泵站共布置 153 套在线水质仪表(含浊度仪及余氯仪),指导水厂工艺参数调整及泵站多级补氯,实现管网水质动态管理[5]。2017 年,郑州市发布民生十大实事[6],以郑州市区 1010 平方公里计,计划建设 40 个水质自动在线监测点,密度为 0.04 个/km2。截至 2019 年,深圳市盐田直饮水示范区共布置 31 个水质在线监测点,38 个二次供水水质在线监测点,密度 1.3 个/km2,并形成实时监测-重点管控-自动预警的关键点多维度管控机制,为保障饮用水安全提供实时信息支持[7]。杭州市“十三五”规划期间,市政管网安装在线水质仪表(余氯仪、浊度仪、pH 计)60 套,远传水质数据至系统平台,设定自动报警限值,报警后自动派单至营销分公司应急处置,形成完整的“报警-抢修-记录”自动派单管理闭环。
根据国标要求,在线监测点布置密度为 0.1 个/km2,目前,行业内对合理的在线监测点密度尚无统一标准,因此,通过科学的运算方式,经济合理布局管网水质在线监测点,是提升管网终端用户用水品质的客观前提条件[8]。
第 3 章 在线水质仪表选型研究
3.1 浊度仪比选试验
本次浊度仪比选试验均选用 90°散射光测量原理(即检测与光源光线方向成 90°散射光的量)仪表,其中 A1、B1 两款浊度仪采用钨灯光源,波长为 400-600 nm,对小颗粒物造成的散射更为灵敏;C1 浊度仪采用 LED 光源,波长为 860 nm,吸收干扰小,对色度干扰不敏感。三款浊度仪技术指标见表 3.1。
城市供水管网安装在线水质监测仪表类别繁多,常见有浊度仪、余氯仪、pH 仪等,24 小时不间断检测水质指标,实时将检测数据传输至 SCADA 系统,指导生产运行,最终达到节能降耗,优质供水的目的。
国内供水企业普遍选用进口在线水质仪表,品牌主要有美国的 HACH、英国的 ABB、德国的科泽、日本的岛津[51]。近年来,随着国内光学传感等技术飞速发展,厦门飞华、北京天健创新、聚光科技、奥托福等国产在线水质仪表品牌逐步应用于供水行业[52]。进口品牌在线水质仪表较国产品牌性能更优、使用寿命更长,但整机和维护配件价格昂贵,一般是国产同类产品的 2-3 倍[53]。因此,供水企业在选择在线水质仪表时,第一前提是保障性能,同时需要综合考虑性价比、服务质量、响应速度等多方面因素[54]。
本文重点比较浊度仪、余氯仪、pH 仪的测定准确性、稳定性、校准、维护、耗材、数据存储、设计外观、人机界面、兼容性和传输接口等技术性能[55],为业内在线水质监测仪表的选型和运营维护提供借鉴意义[56]。
第 5 章 基于全生命期管理的在线水质监测点布局应用实例
5.1 示范区在线仪表选点
运算校核 Net 2 管网水力模型后,调整运算程序中𝑘与𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟_𝑛𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟取值,计算对应污染事件检出概率𝐹𝑟𝑎𝑐_𝑖𝑚𝑝、信息事件覆盖概率𝐹𝑟𝑎𝑐_𝑐𝑜𝑣,形成数据集。
本文将前文所述全生命期科学管理方法应用于杭州某智慧水质示范区(Net 2 管网样本)在线仪表管理,该区域显著特点为区域范围面积小,管网拓扑结构节点密度高、以居民生活用水为主。
5.2 设备概况
基于第 3 章比选试验,此次示范区采购以下型号设备,设备技术参数详见附录 A。
2019 年 12 月至 2020 年 12 月,杭州 NET 2 示范辖区内 9 个在线管网水质点每两周巡检 1 次,共巡检 26 次,每月更换一次余氯药剂,共更换 12 次,应急故障维修 11 次(设备维修记录清单详见附录 B),水质数据均可稳定上传,上线率达 99%。在线仪表校准偏差浊度仪基本在±3%以下,余氯仪偏差基本在±5%以下,常见故障为余氯值偏低或为 0,主要由于软管老化、出水口堵塞、进水关闭等原因造成。
第 6 章 总结与展望
6.2 研究展望
本文对优化管理城市供水管网在线水质监测点问题进行了研究,取得了阶段性研究成果。由于供水管网支管复杂性,临时工程较多,数据量庞大,在线水质监测技术不断更新,本文的研究还存在一些不足,以下几个方面在后续的工作中还可以进一步深入研究:
1、 算法的改进。当前 算法计算效率较低,耗时较长,主要依托于Ipopt成品非线性规划最优化处理器进行最优化求解,随着城市区域扩大及管网数据量的增加, 算法的运算效率将降低,下一步可深入研究优化 数学模型及算法,提高运算效率,将 算法集成开发为工具,供业内成熟应用。
2、规范化管网水力建模。在应用 算法运算过程中发现,目前水司管网基础数据录入时,缺乏统一标准,录入大量无需水量重复节点,导致节点数量庞大、节点密度不一,影响水力模型性能,也将大幅影响算法运算速度,需探索制定管网 信息录入标准,提升水力模型准确性与代表性,优化管网水力建模性能,为后期提升基于水力模型的算法性能提供基础。
3、在线水质数据的应用。本文主要侧重于硬件传感器布置及数据上传、软硬件运行管理,对在线水质数据的分析应用,如从水质数据分析污染节点、在线水质监测报警响应率等数据尚未深入研究,下一步可深入研究在线水质数据多方面的应用,进一步提升数据应用效果。
参考文献(略)