[发明专利]一种供水管网仿真模拟实验平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿真模拟实验平台，尤其是一种供水管网仿真模拟实验平台。 

背景技术

现有对城市供水管网的研究思路为：根据研究的需要，收集城市供水管网的基础资料，在所收集资料的基础上建立管网的模型，通过管网的运行情况的数据来校核模型，在校核好的模型中对管网进行分析研究。由于供水管网的基础资料不完整性，造成基础资料的收集工作需要耗费大量的人力物力，同时基础资料的不完全准确性的限制，管网模型的精度与实际管网存在不同程度的误差，无法准确的反应管网的状态。 

城市供水管网敷设于地下，其隐蔽性给供水管网的研究带来了很大的困难。随着供水管网的使用年限的增加，供水管网的腐蚀与结垢等情况无法确定，且管网中压力、流量及各种水质的监测点的固定，使得对供水管网水力、水质情况的掌握有很大的局限性。如果通过开挖来了解供水管网的现状以及增加水力、水质监测点，将会造成很大的人力、物力的浪费，也会在一定程度上给城市的交通带来压力。加之在城市管网系统上进行原型试验，即使试验准备充分，方案合适，实验时必定会给自来水造成一定的污染，影响居民的用水，影响自来水的水质。原型试验存在很大的局限性，数据采集困难，缺失严重，容易受到外部环境干扰，数据的可比性较差，模拟试验破坏性影响大。 

目前，国内尚未有较为成熟的能够应用于城市供水管网仿真模拟的实验平台。以往是通过建立单一建立物理模型，依据基本物理现象相同情况下的模拟，即模型与原型的所有物理量相同、物理本质一致，区别只在于各物理量的大小比例不同，主要存在以下几个方面的问题： 

(1)物理模型的建立一次性投入大，不能重复使用，只能针对原管网进行模拟实验； 

(2)模型规模较小，针对水力、水质监测的传感器设置较少，模拟实验只能通过人工记录实验数据； 

(3)同一组实验数据不能同一时间采集，数据之间存在较大的时间差，给实验造成很大的误差。 

(4)由于是人工记录数据，数据的准确性、精度都有一定的限制，效率比较低。 

发明内容

针对上述缺点，本发明从上述问题出发，探索开发一种城市供水管网仿真模拟实验平台，从而实现在实验室中对供水管网的运行状态进行仿真性实验。供水管网仿真模拟实验平台，有效的弥补了现有技术方案的不足，可根据实验方案方便快捷的调整管网的拓扑结构，平台配备强大的数据采集系统，提高了数据采集与系统控制的效率，简单实现多种拓扑结构、多水源、多工况的供水管网的水力与水质实验。为城市供水管网仿真模拟提供所必需的硬件基础，为较为精准的掌握供水系统的运行规律，实现供水系统的科学化、合理化运行管理提供 支持。该平台的开发与使用，能够简化对供水管网的研究工作，并提高研究效率，全面推动对供水管网研究的发展，为保障供水系统安全、合理运行奠定良好的基础。 

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的： 

供水管网仿真模拟实验平台包括管网系统、在线数据采集系统、监测控制与管理运行系统三大部分。 

管网系统中设有供水水箱、加压水泵、进水点、控制阀门、在线压力传感器、在线流量传感器、余氯在线监测仪、浊度在线监测仪。在线数据采集系统采集压力传感器、流量传感器、余氯监测仪、浊度监测仪的信号信息，并预留备用容量与通道。 

监测控制与管理运行系统可以实现对管网中两台水泵无级变频的控制，并将在线数据采集系统的所采集的数据实时的以数字及曲线的形式显示。 

该平台只需要按照实验的要求，调整控制阀门，设置系统参数即可进行仿真模拟实验，系统能实时记录实验数据，实时显示实验平台的运行状态，为实验人员对平台的运行情况的判定提供参考。该发明为供水管网仿真模拟提供了一种精度高、使用方便的实验平台。该仿真平台的推广与应用，将极大的推动我国城市供水管网仿真建模技术与供水系统科学化运行管理技术的发展。 

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。 

图1是本发明的结构示意图 

1-管网系统 

2-数据采集系统 

3-监测控制与管理运行系统 

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。 

供水管网仿真模拟实验平台包括管网系统、在线数据采集系统、监测控制与管理运行系统三大部分。