基于SCADA系统的长输供水管道泄漏监测系统应部署在水厂及辖属多级管理站调度中心，作为整个连通输水工程中心调度平台的基础。该调度中心负责所有管理站、输水管道的调度、运行以及生产管理数据的存储、应用、发布、管理等功能。同时为远期调度管理范围的扩建预留相应的软硬件接口。

调度中心部署工程师站、以太网主干交换机、数据服务器等硬件设备以及多级厂站智能调度模型、智能处置分析软件、智能评估及报警软件、应用开发工具等软件。其系统软件技术要求如下：

上图为长输供水管道泄漏监测系统软件登入界面图

一、智能调度模型系统

调度系统配置在SCADA系统平台上定制开发的长输供水管道泄漏监测系统软件，多级管理站智能调度模型、用于实现辅助决策支持及专家调度的功能，通过建立系统的水量预测模型、水力水质计算模型和决策调度模型，根据预测的水量，利用计算决策模型分析调度方案，进而产生在满足安全条件下的较经济运行方案，其主要由三个模型构成，分别为水量预测模型、水力模型和决策模型。

（1）水量预测模型

输配系统的水量预测对安排生产计划和设备维护计划，事故应急切换具有重要的意义。通过用水量预测对各个受水点的用水量历史数据与天气、节假日、施工等情况的关联分析，生成用水量预测值（包括分钟、小时、日、旬、月等）。考虑到水量既会随气温变化（季节变化），也随居民作息时间发生变化，同时节假日也会影响城市需水量。因此，需充分考虑各种不同因素对模型的影响，分类归纳需水量函数。

日供水量预测：水量相对稳定的季节水量预测模型可按每周作为周期进行预测，建立每周工作日、休息日及节假日的预测模型。水量变化较大的过渡期还需建立每日水量预测模型，可按工作日、休息日及法定节假日进行预测某天的需水量。

24h水量预测：建立日供水量预测模型后，需正确分析每天当中的流量变化规律，才能为调度模式预测提供数据支撑，通过预测每天24h（按小时时段划分）的变化规律，进而预测一天24h的逐时段水量。

水量预测模型的选择：目前水量预测的方法很多，根据对数据的不同处理方式，水量预测常用的方法有三大类：时间序列法、结构分析法和系统方法。

（2）水力模型

建立受水厂与管理站之间输水水力计算模型，其原理与模型主要包括的内容应如下。

输水管道泄漏监测系统的管网水力学模型通常采用曼宁公式计算，即针对管网（包括管段、阀门、水泵、水塔等）的动态信息和静态信息，建立管网的状态方程（包括连续性方程、能量方程和管段水头损失方程），然后求得管网中各管段的流量、流速、水头损失，各节点压力，以及各水源的供水量和供水压力。zui后将所得的计算结果与监测数据相比较，如果误差不满足要求，则相应修正模型的相关参数。

输配水力模式其实质是对输水管网的计算机模拟，模型需包括以下和实际设施对应的对象：节点、管段、阀门、水泵、水池。此外，模型还需要和供水管网数据采集与监测系统进行对接，获得系统测流、测压装置的检测数据。

（3）调度决策模型

系统在运行过程中流量是随时间变化的，流量的变化导致各节点水位或压力变化。为确保系统运行效率zui高，需及时修正输水闸门控制运行频率或组合以及各受水点的调节设备状态。

日常调度需以水位和流量变化两个指标为调度目标，以原水输配系统的效率zui高为优化方向。日常调度根据实测流量、水位、开度数据，调用实时调度指令生成模型，快速计算出下一时刻各泵站流量、闸门开度，并形成相应的调度指令。

（4）模式优化及调度专家库

计算机辅助调度系统根据接收到的管网运行实时数据，利用管网动态水力模型作为分析基础，综合管网分布数据等，计算出后续时刻需要采取的资源调度模式，并根据数据库中存储的当前管网中使用的各种类型设备的水力特性，各类控制设备的运行特性，以制水成本作为目标函数反馈自动调度指令修正，制定出统一的管网各泵组协同工作的优化模式方案。

（5）事故预案

调度中心根据管理站及管线运行故障进行模拟分析，形成可能的事故处理预案。当实际运行时一旦调度系统监测出对应的事故状态发生时，调度中心介入，根据事故处理预案进行处理。

二、计算机辅助调度

计算机辅助调度系统，是应用现代信息技术（包括自动检测、现代通信、计算机和自动控制等新型技术），对影响输水全过程各环节的主要设备、运行参数进行实时监测、分析，提出调度控制依据或实施参考方案，辅助输水调度人员及时掌握配水系统实际运行工况，并实施科学调度控制的自动化信息管理系统，主要包括SCADA系统和调度管理系统。

基于SCADA系统的长输供水管道泄漏监测系统-计算机辅助调度系统负担的主要任务是：汇集供水工程范围内全过程输水生产调度所需的数据和参数，包括水量、水压、水质、水位、电量等工艺运行参数和电气参数；主要工艺设备运行工况参数。完成对运行数据的预处理、存档、显示和打印，同时，要把水厂及各级管理站数据通过通讯系统提供给调度层面的GIS管理信息系统、管网动态仿真及水力模型系统和多管理站智能调度模型系统，并将优化后的的调度操作指令，通过数据通信系统下达到SCADA系统远程站或由人工下达。其具体实现功能如下：

上图为SCADA系统供水管道泄漏监测系统GIS管理信息系统展示图

（1）数据远程通信功能

（2）数据管理功能

（3）监测和报警功能

（4）调度功能

（5）事件处理功能

（6）系统的再开发功能

（7）计算机辅助调度系统的扩展功能

三、智能处置分析系统

SCADA系统智能处置分析系统主要对长输供水管道泄漏监测系统发生的事故事件进行处理，建立一套事故判别、事故损害评估、应对预案、切换效果评估、预案实施步骤的完整体系。包括事故判别、事故评估、事故预案库、预案实施效果和影响评估、预案水力模拟和仿真分析、预案操作方案，其需包括以下主要功能：

（1）突发事件数据采集：收集突发事件相关预警模块信息，现场数据采集（应急检测、现场数据图像传输）。

（2）应急响应：根据分析评估提供的信息完成应急预案启动/解除、应急信息上报、联动与救援指挥等调度功能，并在应急处置完成后生成事件处置过程报告。

（3）应急预案管理：应急资源管理根据应急处置报告完成调度应急预案的修订，查询、更新。

（4）应急培训演练：应急培训演练需具有应急培训、演练的功能，主要为培训调度管理人员，提升风险防范意识，提升系统应急指挥能力。

四、智能评估及报警系统

通过数据采集和传输设备RTU获得丰富的实时数据后，智能分为两个层次，一是简单的底层报警判断评估。对工艺、设备、水质的安全建立报警界限，监测到数据超出界限范围，则发送实时报警信号；二是数据的统计分析和关联处理，为系统评估、调度、能耗管理等提供基础数据支持。

上图为SCADA系统供水管道泄漏监测系统软件报警界面截图