基于SCADA 和GIS技術的供水管網調度系統

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時間：2007-03-06 來源：作者：

第三、基于SCADA和GIS技術管網調度系統[5]

3.1系統設計目的與結構框圖
     目前，國內已開發完成的供水管網調度系統大多數都是依賴某個特定的SCADA和GIS系統平臺，限制了系統之間的可操作性能. 針對國內應用現狀，本文提出的基于SCADA與GIS 集成的供水管網調度系統,它首先是一個現代化的分布式供水管網調度管理系統平臺，SCADA和GIS數據的處理在統一的平臺上完成，即系統同時支持空間和實時數據的處理，且保證必要的效率；系統不依賴于特定的GIS和SCADA系統的，用戶最終通過統一接口訪問空間和實時的數據，并在在此之上執行供水管網調度與分析工作。除此之外系統還要提供與客戶服務投訴、事故搶修等系統的接口。
     最底層的是數據處理模塊。完成與GIS和SCADA系統的接口轉換工作，本系統使用通用接口從外界獲取所需要的數據，系統采用了新的數據抽取和校驗技術,在數據提取子模塊中的數據甄別和校驗等功能可以大大提高數據提取速度和正確性并維護數據集成。從外部傳入的GIS空間數據和SCADA實時數據通過數據提取模塊處理后被規則化以系統內部格式保存在實時網絡數據庫中。實時網絡數據庫保存了供水管網的靜態網絡數據，也存儲了SCADA的實時數據，實時網絡空間數據庫管理模塊將是整個系統分析模塊的數據基礎。這樣為系統上層屏蔽了下層的數據交換細節。
    系統中層是模型分析模塊。它接受用戶提出的分析要求，尋找適當的分析模型，在找到適當的分析模型后，調用建模模塊從實時網絡數據庫中提取數據完成分析并給出分析結論，分析結果以多種形式返回給用戶。對于報警、事故等需要操作人員立刻干預的情況，系統中的監控模塊直接接受由SCADA系統的數據。在需要進行趨勢分析情況下也調用系統的模型分析模塊完成輔助決策功能。
    系統最上層是與用戶交互的接口模塊。系統提供各種標準的界面便于用戶完成供水管網調度的任務。下面就系統中核心模塊功能予以詳細介紹。
3.2實時網絡數據庫：[1]
     本系統的實時網絡數據庫中的管網空間靜態網絡數據與來自SCADA系統的實時數據在物理上是分開存放的，但在它們之間建立特殊的索引，通過索引可以很快在靜態的管網空間數據中找到對應的實時數據列表，反之亦然。數據提取模塊可以從各種GIS系統讀取空間數據庫中的數據，然后轉換成系統專有的格式供整個系統使用。系統提取數據處理方法是：首先直接從交換文件把靜態的空間數據導入系統，然后對導入的數據進行校驗和檢查完整性以糾正源數據中的錯誤。大部分的數據檢查工作是系統自動完成的.例如如果缺少管徑的信息，可以通過設立默認的缺省值去除錯誤；解決供水管網的網絡連接錯誤，額外管線被加入數據庫當中以保證整個管網的連通（大口徑主干管的情況下）；自動移去在網絡邊緣上小口徑的管線,去除沒有跟系統主干連接的小管線。當然系統也提供人機交互方式進行其它需要人工干預的數據檢查工作。SCADA系統傳過來的數據首先保存在數據庫中，然后根據實時數據中的實體ID與管網靜態數據中的對應的實體建立雙向索引關系，便于系統對二種數據互查[6]。經過上述處理“實時網絡數據庫”克服了GIS和SCADA在數據存儲的各種弊端并發揮各自的長處。為上層的模型分析模塊提供良好的數據基礎。

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