城市供水信息管理决策支持系统的开发与应用.pdf

城市供水信息管理决策支持系统的 开发与应用水 张宏伟1，李 蕾2，牛志广1，刘洪波1 天津大学 2．天津工业大学 攮要：本文在分析城市供水管理的系统目标、决策流程、开发原则以及功能结构的基础上， 将城市供水相关理论、信息管理技术、决策支持系统技术与GIS相结合，开发了城市供水信息管 理决策支持系统。该系统以数据库和知识库作为信息基础，以模型库作为管理决策的重要支撑手 段，通过多组件之间的接口集成为整个决策支持系统，实现在线数据采集、数据维护、数据查询、 统计分析、用水量预测、管网工况模拟、优化调度等功能。该系统界面友好，操作方便，实用性 强，扩展性能好，可大大提高供水管理工作的科学性和有效性。 关■字：城市供水决策支持系统，用水量预测，管网工况模拟，优化调度 1．引言 我国的供水运行管理水平同发达国家相比较，存在较大的差距，主要体现在管理体制、 管理机构、政策法规、管理技术手段、设备条件、基础性工作等方面。由于供水管理水平落 后，日常操作主要凭借经验，而不是建立在科学的理论体系上，往往会造成供水水量和水压 不能满足用户要求，安全可靠性较差。不科学的供水运行决策调度会造成供水运行成本高， 企业负担重。因此，作者以及所在的课题组在充分搜集有关资料，分析国内外决策支持系统 (DSS)研究现状的基础上，通过系统工程、管理科学以及环境工程的理论和方法，系统地 研究了决策支持系统在此领域的应用，并以现有数据为参考，基于已有的资料、模型和知识， 将决策支持系统中的数据库、模型库和知识库进行了有机结合，提供了模型编制语言与系统 编制语言的接口程序，使模型无障碍地在系统中运行并发挥作用。作为城市供水运行管理的 Server2000 方向，现依据系统论和最优化理论，以Delphi6．0作为主要的开发平台，以SQL 作为后台数据库，以Matlab 7．0作为数学决策工具开发了集数据管理、数据分析、科学计算于 一体的供水运行管理软件“城市供水信息管理决策支持系统”，实现了在线数据采集、用水 量预测、管网工况模拟和优化调度，提高了整个供水系统的供水效率，为城市供水管理提供 了决策支持。 2．系统分析 2．1系统开发目标 城市供水信息管理决策支持系统能够在给定的软、硬件环境条件下，以用水量预测、管 网工况模拟和优化调度的决策处理为中心，以信息关联和决策预案生成为基本手段，以各种 ’基金项目：国家自然基金资助项目50578108) 272 关联的数据库、模型库和知识库为基础，以专家知识、案例、模型和算法为关键，快速、灵 活、直观、准确地为各级领导提供城市供水系统优化决策，以增强和扩充其在城市供水管理 决策过程中分析、综合和判断的能力“3。 2．2系统开发流程 城市供水信息管理决策支持系统的核心是整个供水管网供水泵站的整体优化调度，它是 针对已建成的供水系统，从节省供水费用的角度出发，以满足管网中用户对用水量、压力的 要求以及安全供水为前提条件，以总的供水费用最小、管网供需水量偏差最小、能耗最低为 目标，经济合理地确定各个水厂供水量并安排最佳的水泵机组投入运行，即确定各供水泵站 开启恒速泵的型号、台数及调速泵的转速。1。城市供水信息管理决策支持系统进行决策的最 终目的是选取一个合理、经济的供水调度方案。它的决策支持部分主要由三个模型组成：用 水量预测、管网工况模拟和优化调度。其中，优化调度包括关于水厂出厂压力、出厂流量、 全厂电耗等方面的一级调度和关于开启水泵个数、型号、清水池水位、机泵出口压力等方面 的二级调度。这三个模型在系统中既是相互独立，又是相互联系的。系统决策流程图见图1。 历史 历史 建立一级优化调 供水量 用水量 度模型 詹息： 信息 千