管理论文哪里有?本文针对城市供水管网在线水质监测点管理现存的一些问题,研究了“规划布点-设备选型-实地安装-信号传输-运行维护-应急维修-资产报废”全生命期管理问题,对科学布局在线监测点、在线智慧化管理水质数据、标准化运维水质仪表等问题进行了研究。
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
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。
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。
5.2 安装及数据传输
根据第 5.1 章节示范区在线传感器布局最优化方案,结合设备型号防护性能特性,实地调研管网点周围现场环境,围绕“Space(空间)-Power(市电条件)-Signal(无线信号)”三大关键要素逐项摸排,优先考虑安装在室内环境,自管网节点引水至安装环境检测水质。
在线水质监测仪表产生的 4-20 mA 或模拟量信号传输至就地小型 PLC 柜转换为检测数值,检测数值通过无线远传终端(4G 或 NB-LOT 网络)上传至供水企业云端服务器,以 B/S 端系统集中展示水质数据。
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)