一、系统概述

长距离原水管线水锤及漏损监测系统也称供水管线渗漏监测系统、长距离输水管道泄漏监测系统，采用云计算、物联网、人工智能、数字孪生、大数据等新一代信息技术，打造集实时在线监测、水锤检测、爆管定位、漏损管控和管线风险评估于一体的管线安全在线预警监测系统，实现对管道的瞬变压力、爆管和渗漏的一体化监控，为管道安全运行、故障分析、安全评估、优化调度、管道控漏、预案制定、水利工程管理等方面提供多方面的技术支持，为生产运营提供安全保证的数据支撑，为自动化智能管理系统提供可靠的科学依据，满足长距离原水管道多层级、多维度和多业务的管理应用需求。从而提升原水输送管线的运行安全。

长距离原水管线水锤及漏损监测系统(作为原水管道泄漏监测系统的其中一个方案，采用电学式传感器-高频压力传感器+压电水听器+数据采集和传输设备RTU，所以也被称为电学式管道泄漏监测系统)采用结构件将传感器套件安装在排气阀井处，用于监测管线爆管、泄露及压力瞬变（水锤监测），结构件中水与主管道内水相通即可，无需将传感器直接安装在主管道内。传感器套件平均800-1200米布置一套，现场条件在此间距范围内适当调整位置。RTU通信采用物联网技术使用运营商SIM卡，通过有线光缆或者3/4G等无线传输进行通信，将信息传输至中控室后台平台，进行统一管理，完成对管线联络工程漏损监测系统的功能要求。

二、系统配置及参数

2.1、现场硬件设备必须包含：

（1）高频压力传感器

（2）压电水听器

（3）数据采集和传输设备RTU

（4）GSM（3G/4G）和同步授时时钟天线

（5）不锈钢控制箱及电源附件

（6）通信方式：3G/4G无线通信

（7）监测分析平台软件：客户端服务器安装方式

（8）电源：风光互补或者单独太阳能供电系统

（9）供电冗余：RTU本体需内置锂电池和外部太阳能供电，互为备用。

（10）接地：设备控制箱接入太阳能供电系统的接地网。

（11）调度中心配置硬件

（12）系统部署用计算机

2.2、主要硬件参数说明：

2.2.1、高频压力传感器

工作温度：-20℃～80℃

压力监测采集频率≥256Hz，以满足分析需求；

量程：0～300psia（0~2.1MPa） ，需满足负压的监测；

精度：≤0.1%FS

响应时间：≤1ms

材质：不锈钢隔离膜片

承受静压：≤68Bar

防护等级：IP68，包括传感器电缆连接处；

含10米电缆

2.2.2、水听器传感器

工作温度： -20 ℃～80 ℃

灵敏度：-170dB Vre: 1V/μPascal

响应频率范围：20Hz-20KHz

传感器材质：PEEK

连接电缆：低噪同轴电缆

承受静压：≤68Bar

防护等级：IP68，包括传感器电缆连接处；

含10米电缆

2.2.3、数据采集和通信装置RTU

运行温度：-30 ℃～ 70 ℃

防护等级：IP68

压力采集精度：≥16位；

采样速率：ZUI高100kHz，速率可设;

信号预处理，去除干扰信号，降低噪声，输出信噪比高;

具有数据加密压缩功能，能够确保无线网络条件下的高速可靠安全传输;

支持模拟量和音频信号接入，同时提供连接感器电源供电；

支持3G/4G公共通信网络，485通信，配套串口服务器，光纤通信，TCP/IP协议采集数据上传中控室；

支持GPS/北斗，授时同步时钟精度：≤1ms；

本体内置锂电池，在外部电源失效后，以低功耗模式运行至少30天;

采集周期：数据上传时间可调整，自动连接中控上传。

内存：内置16G闪存卡，支持采集数据的存储保存30天不丢失；

低功耗设计：供电电压12VDC，连接传感器后总功耗≤1W。

实时响应：2秒内异常事件发生时立即上报（无论是否设定为定时）

可接传感器：高频压力计、水听器、流量计、水质监测探头等。

三、系统功能要求

1、原水管道泄漏监测系统能够识别和展示管线压力瞬变水锤事件（施工、冲洗、水泵开停、阀门开闭、排气故障等），在线记录显示水锤压力变化曲线，实现报警，并确定压力瞬变源和定位；

2、基于管内3bar运行压力以上，高频压力传感器和压电水听器套件沿主管道800-1200米安装间距，可以实现5升/分钟的微小漏损监测和报警，5升/秒的爆管大漏损事件监测和报警。长距离原水管线水锤及漏损监测系统通过时钟同步技术确定漏失位置，精度≤30米；

3、压力瞬变（水锤）分析，结合供水带压管道（GIS）材质、管龄、管径等等参数，基于现场存在的压力瞬变强度和数量，评估管道的爆管风险，并展示危险管线的区域；精度≤50米；

4、管线异常事件管理，完整、准确掌握输水系统运行状态，通过高频压力和声纳数据实时监测排气阀工作状态；

5、电学式管道泄漏监测系统能够快速判断给水系统问题，提升管线运行的可靠性、安全性，基于管线供水压力实现供水调度，并及时自动发现运行异常，提升调度管理的效率和水平。

6、长距离原水管线水锤及漏损监测系统在线监测和分析软件平台基于web浏览器界面（B/S构架），必须基于管线GIS数据，可提供用户一个可视化的界面查看压电水听器和高频压力传感器位置信息、管网图和其他的分析结果，并会为用户提供可交互式的、统一的报警列表界面。该平台应体现很强的可扩展性和可伸缩性，提供软件架构及分析原理说明。

7、电学式管道泄漏监测系统软件GIS系统如下图所示，其它功能技术要求说明可参考http://www.hzmh1688.com/article/73.html或者http://www.hzmh1688.com/article/93.html