基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的智能水管理系統(tǒng)

安徽省滁州中學(xué)高三（2）班 張代峰

基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的智能水管理系統(tǒng)

安徽省滁州中學(xué)高三（2）班 張代峰

將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位，導(dǎo)航,精密受時(shí),短報(bào)文通信功能運(yùn)用于城市智能水管理系統(tǒng)中，可有效解決管網(wǎng)漏水；有效控制水的質(zhì)量；提高消防供水管網(wǎng)的可靠性；智能管理居民生活用水。以加強(qiáng)對(duì)水資源的使用和管理，保護(hù)我們的水資源。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航；城市智能水管理系統(tǒng)；水資源的保護(hù)；使用和管理

“別讓我們的眼淚，成為地球的最后一滴水”------一語道出了水資源的寶貴和缺乏。水是生命之源，動(dòng)植物離不開它，人類更離不開它。城鎮(zhèn)化的發(fā)展趨勢(shì)更加大了城市對(duì)水資源的需求，城市用水包括生產(chǎn)、生活用水和消防用水。如何安全、有效、合理地運(yùn)用水資源，保護(hù)我們賴以生存的水資源質(zhì)量，減少輸送管道滲漏，減少突發(fā)的跑冒滴漏給我們生活帶來的不便成為管理“水”資源重要課題。但由于給水管網(wǎng)大多敷設(shè)在地下，且管網(wǎng)分布廣泛，水量的計(jì)量比較分散，這些因素給供水系統(tǒng)的管理帶來不便。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行、開放兼容和穩(wěn)定可靠覆蓋全球的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它是我國(guó)重要的時(shí)空和信息基礎(chǔ)設(shè)施，使我國(guó)成為繼美、俄之后第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家，可向全球用戶提供高質(zhì)量的定位、導(dǎo)航、授時(shí)與短報(bào)文服務(wù)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)各行業(yè)廣泛應(yīng)用。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精準(zhǔn)位置服務(wù)和短報(bào)文通信功能將全面支持用水物聯(lián)網(wǎng)體系建設(shè)，充分提升城市水資源地下管網(wǎng)安全管理水平。

在市政供水管網(wǎng)中，我們把相應(yīng)的感應(yīng)器和處理器（以下合稱智能遙感器）嵌入和裝備至供水系統(tǒng)的重要結(jié)點(diǎn)上，如水廠出水閥門、供水主干管及沿管路的主要閥門、市政消火栓和自來水公司直管的一戶一表的水表等，通過智能遙感器獲取相應(yīng)的物理量（如水壓，水質(zhì)參數(shù)，溫度，流速等），通過北斗通信系統(tǒng)將智能遙感器獲得的信號(hào)在設(shè)定條件下，按上傳時(shí)間向主站管理系統(tǒng)上傳信息；智能遙感器接收主站管理系統(tǒng)發(fā)出的返回信息；智能遙感器處理返回信息；智能遙感器向主站管理系統(tǒng)返回應(yīng)答信息。這樣在智能水系統(tǒng)管理主站的信息平臺(tái)上，可以清晰地看到整個(gè)管控區(qū)的自來水管道，閥門在哪兒，消防栓在哪兒，水表讀數(shù)等都可一目了然。公共供水管網(wǎng)平均漏損率為20%，若以每噸水的供水成本1.5元計(jì)算，每年因漏損造成的直接經(jīng)濟(jì)損失為154億元。有了智能水管理系統(tǒng)，智能遙感器將測(cè)出的水壓、水質(zhì)參數(shù)、溫度、流速和噪聲等數(shù)值返回主控機(jī)，通過數(shù)值對(duì)比，管理人員在管理主站平臺(tái)上可以發(fā)現(xiàn)哪段管道漏水了，哪個(gè)閥門壞了，何處消火栓漏水了，平臺(tái)會(huì)利用北斗的精準(zhǔn)定位及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，技術(shù)人員就能快速、準(zhǔn)確找到問題管線的位置并進(jìn)行修復(fù)，克服了地下管網(wǎng)不易被發(fā)現(xiàn)和受到障礙物等設(shè)施的干擾的影響[1]，及時(shí)修復(fù)漏水點(diǎn)，減少水資源的無謂消耗。

1 有效解決漏水問題

中國(guó)供水管網(wǎng)建設(shè)速度為平均每年3萬公里長(zhǎng)度，全國(guó)城市

2 有效控制水的質(zhì)量

城市用水分生活用水、生產(chǎn)用水和消防用水，每種性質(zhì)的用水對(duì)水質(zhì)的要求也不同。如果統(tǒng)一按生活用水的質(zhì)量要求統(tǒng)一供水，勢(shì)必加大對(duì)水處理設(shè)備的投資，不利于節(jié)能。我們可對(duì)不同用水按照各自的水質(zhì)要求分別進(jìn)行監(jiān)控，通過對(duì)管網(wǎng)用水末端的水質(zhì)探測(cè)器獲取水的含氧量、細(xì)菌含量等數(shù)據(jù)，再通過信息傳輸至管理主站。當(dāng)測(cè)出水質(zhì)受到污染不能達(dá)到相應(yīng)用水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，通過北斗的定位功能關(guān)閉受污染管段，找出污染原因，盡快治理，讓千家萬戶喝上干凈健康的水。

3 提高消防供水管網(wǎng)的可靠性

隨著城市化進(jìn)程的加大，城市中的高樓大廈拔地而起，大型商場(chǎng)超市相繼落成，對(duì)城市消防管網(wǎng)的要求也越來越高。通過消防管網(wǎng)上的智能遙感器可有效探測(cè)消防管網(wǎng)上壓力和水充滿度，保證消防管網(wǎng)內(nèi)充滿有一定壓力的水，這樣在遇到火情滅火時(shí)，消防車可從市政消火栓上接到有效可使用的消防水，不致出現(xiàn)打開室外消火栓放不出水，或放出涓涓細(xì)流不能滿足滅火的要求的情況，導(dǎo)致火情肆虐，給國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成不必要的損失。

4 智能管理居民生活用水

供水主站通過和互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)后，用戶可及時(shí)查閱自家的用水量，短期不在家時(shí)或出門忘了關(guān)水龍頭可通過手機(jī)告知管理主站關(guān)閉自家閥門，以免有未關(guān)閉的水龍頭或管道滲漏造成漫水或水資源損失等問題。信息平臺(tái)上可看到高層的二次加壓供水，通過對(duì)溫度、環(huán)境的狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整水壓力，壓力過小，不能滿足用戶的需求；壓力過大，就會(huì)減少管網(wǎng)和用水設(shè)備的使用壽命。

城市供水管網(wǎng)是現(xiàn)代城市的基礎(chǔ)生命線，管網(wǎng)安全直接關(guān)系著人民生命財(cái)產(chǎn)安全和城市運(yùn)行安全保障。建設(shè)水物聯(lián)網(wǎng)體系，充分應(yīng)用信息化、智能化技術(shù)，加強(qiáng)水資源管理能力，已成為供水系統(tǒng)管理的必然發(fā)展之路。在這個(gè)過程中，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，將為水物聯(lián)網(wǎng)建立起精準(zhǔn)、牢固的時(shí)空保障科技基礎(chǔ)。[2]

[1]徐瑤.中國(guó)位聯(lián)啟動(dòng)“百城百聯(lián)百用”行動(dòng)[N].中國(guó)測(cè)繪報(bào), 2014-08-12.

[2]趙梅.燃?xì)鈹y手北斗,共鑄管網(wǎng)安全[J].城市燃?xì)?2014(09):47.