【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）水表計(jì)量分析監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-軟件工程

中圖分類號(hào)： 學(xué)校代碼： 10055 密級(jí)： 碩 士 專 業(yè) 學(xué) 位 論 文 水表計(jì)量分析監(jiān) 測(cè) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 文摘要 I 中文摘要 本文從國內(nèi)大口徑水表的使用現(xiàn)狀分析入手，闡述了水表在供水企業(yè)中的重要性，剖析了大口徑水表在國內(nèi)使用中存在的問題及形成的原因。通過對(duì)客戶用水狀況調(diào)查分析，三班生產(chǎn)企業(yè)大幅減少、工業(yè)用水比重下降、晝 夜用水不均衡等用水變化，揭示了當(dāng)前困惑供水企業(yè)在 售水計(jì)量方面亟待破解的難題。為有效地解決這些難題，本文設(shè)計(jì)了“水表計(jì)量分析監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)”。 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)專注于對(duì)數(shù)據(jù)的深入分析，通過采集的水表流量技術(shù)參數(shù)和不同時(shí)點(diǎn)、時(shí)段通過水表的水量數(shù)據(jù)監(jiān)控水表的計(jì)量狀態(tài)。充分利用這些數(shù)據(jù)，結(jié)合流體力學(xué)中的連續(xù)性方程、能量方程和動(dòng)量方程原理，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)海量數(shù)據(jù)快速運(yùn)算功能，對(duì)水表的運(yùn)行工況進(jìn)行詳實(shí)的數(shù)據(jù)分析，從管道設(shè)計(jì)的合理性、用量與水表計(jì)量的負(fù)荷適應(yīng)性、故障與水表質(zhì)量的可靠性多個(gè)側(cè)面提供水表運(yùn)行中已發(fā)生和潛在的不穩(wěn)定問題 。 系統(tǒng) 利用了無線通訊、大型數(shù)據(jù)庫、 C#高運(yùn)行效率 編程語言等現(xiàn)代技術(shù)成果與水表、流體力學(xué)、供水企業(yè)經(jīng)營管理等專業(yè)技術(shù)緊密結(jié)合，以友好操作簡(jiǎn)易的界面設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了用戶需要的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、緊急報(bào)警、提供水表改進(jìn)方案、水表服役管 理 、系統(tǒng)維護(hù)等功能。 系統(tǒng)以創(chuàng)新為目標(biāo)，力圖通過系統(tǒng)功能，特別是數(shù)據(jù)分析的實(shí)用性展示系統(tǒng)的亮點(diǎn)，以區(qū)別于其他水表管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使無線抄表，不 僅僅 是單純的 數(shù)據(jù) 采集代替人工抄表 ， 而是 進(jìn)一步 提升了系統(tǒng)和 遠(yuǎn)傳 水 表的 管理效應(yīng) ，為供水企業(yè)降低售水損耗，增加效益提供幫助 。 關(guān)鍵詞： 大口徑水 表，分析監(jiān)測(cè) ，降低損耗 I of of of of of in of of of of of in in an to a of of of of of of on of by of at in of of in s of of so as to of of of of to of of C # of as of II an a of as so In of is of to so as to of of of 錄 錄 第一章 緒論 1 第一節(jié) 國內(nèi)大口徑水表的使用現(xiàn)狀 1 第二節(jié) 客戶用水狀況調(diào)查與分析 3 第三節(jié) 本文研究的意義與必要性 4 第四節(jié) 本文的研究內(nèi)容 5 文系統(tǒng)的突出特點(diǎn) 5 文系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn) 5 文創(chuàng)新點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù) 6 第二章 水表計(jì)量分析監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)的需求分析 7 第一節(jié) 系統(tǒng)概述 7 統(tǒng)研究目標(biāo) 7 務(wù)需求 8 統(tǒng)角色分類 18 第二節(jié) 系統(tǒng)功能性需求 21 統(tǒng)總體功能分析 21 據(jù)接收存儲(chǔ)管理功能分析 22 戶檔案管理功能分析 24 備信息管理功能分析 25 據(jù)分析處理功能分析 27 據(jù)接口功能分析 28 詢與報(bào)表輸出功能分析 28 統(tǒng)管理功能分析 29 第三節(jié) 系統(tǒng)非功能性需求 30 統(tǒng)的安全性 30 統(tǒng)的可靠性 31 目 錄 V 統(tǒng)的響應(yīng)速度 31 第四節(jié) 本章小結(jié) 31 第三章 水表計(jì)量分析監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 32 第一節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 32 第二節(jié) 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 第三節(jié) 系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 第四節(jié) 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 34 據(jù)接收存儲(chǔ)管理模塊 35 戶信息管理模塊 38 備信息管理模塊 38 據(jù)分析處理模塊 40 據(jù)接口模塊 42 詢與報(bào)表輸出模塊 42 統(tǒng)管理模塊 42 第 五節(jié) 系統(tǒng)開發(fā)技術(shù) 43 #語言 43 44 45 45 第六節(jié) 本章小結(jié) 45 第四章 水表計(jì)量分析監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 46 第一節(jié) 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫概念模型設(shè)計(jì) 46 第二節(jié) 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì) 47 域檔案表（ 47 作員檔案表（ 48 水戶檔案表（ 48 表檔案表（ 49 表類別檔案表（ 50 目 錄 水表供應(yīng)商檔案表（ 50 備檔案表（ 51 表報(bào)警閾值檔案表（ 53 戶過戶記錄表（ 53 表更換記錄表（ 54 時(shí)數(shù)據(jù)記錄表（ 54 史數(shù)據(jù)記錄表（ 55 警數(shù)據(jù)記錄表（ 55 警處理預(yù)案表（ 56 統(tǒng)日志記錄表（ 56 第三節(jié) 數(shù)據(jù)表之間關(guān)系 57 第四節(jié) 本章小結(jié) 57 第五章 水表計(jì)量分析監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 58 第一節(jié) 系統(tǒng)登錄功能實(shí)現(xiàn) 58 第二節(jié) 主界面功能實(shí)現(xiàn) 58 限控制功能 59 據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能 59 警實(shí)時(shí)提示功能 60 第三節(jié) 數(shù)據(jù)接收儲(chǔ)存功能實(shí)現(xiàn) 60 第四節(jié) 用戶檔案管理功能實(shí)現(xiàn) 60 第五節(jié) 設(shè)備信息管理功能實(shí)現(xiàn) 62 表檔案管理功能 62 表類別檔案管理功能 64 表供應(yīng)商檔案管理功能 64 備信息管理功能 65 第六節(jié) 數(shù)據(jù)分析處理功能實(shí)現(xiàn) 66 據(jù)實(shí)時(shí)解析功能 66 據(jù)實(shí)時(shí)分析功能 68 目 錄 報(bào)警處理功能 68 第七節(jié) 數(shù)據(jù)接口功能實(shí)現(xiàn) 70 第八節(jié) 查詢與報(bào)表輸出功能實(shí)現(xiàn) 70 量信息查詢 70 表數(shù)據(jù)分析 73 備狀態(tài)分析 74 第九節(jié) 系統(tǒng)管理功能實(shí)現(xiàn) 75 統(tǒng)配置 75 域管理功能 76 作員管理功能 76 據(jù)維護(hù)備份功能 77 志操作記錄功能 77 第十節(jié) 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境 78 第十一節(jié) 本章小結(jié) 78 第六章 總結(jié)與展望 79 第一節(jié) 總 結(jié) 79 第二節(jié) 展望 79 參考文獻(xiàn) 80 致 謝 82 個(gè)人簡(jiǎn)歷 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果 83 第一章 緒論 1 第 一 章 緒論 水表是供水企業(yè)不可缺少的計(jì)量器具，選好、管好、用好水表對(duì)于降低水量損耗，提高企業(yè)效益，提升服務(wù)水平意義明顯且深遠(yuǎn)。 多年來許多供水企業(yè)和水表生產(chǎn)廠家以及科研單位，在水表的智能化研究方面做了許多嘗試和創(chuàng)新，先后出現(xiàn)了有線遠(yuǎn)傳水表、 水表、無線遠(yuǎn)傳水表等新產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和智能記錄儲(chǔ)存。然而在大口徑水表的智能化監(jiān)控管理方面始終沒有得到長足發(fā)展，如何將智能水表采集的海量數(shù)據(jù)利用起來，使之為提高供水企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益服務(wù)，尤其為水表的科學(xué)化管理應(yīng)用服務(wù)，沒有深入的研究和創(chuàng)新成果。特別是受水表特性、管道設(shè)計(jì)、水利條件分析、統(tǒng)計(jì)學(xué)、企業(yè)管理學(xué)、計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)等多學(xué)科的綜合理論和技術(shù)的應(yīng)用限制，而沒有高水平的成果出現(xiàn)。 本文及所研究的系統(tǒng)，力在應(yīng)用多學(xué)科專業(yè)理論和技術(shù)手段，通過對(duì)水表的運(yùn)行監(jiān)控和分析達(dá)到對(duì)水表科學(xué)管理和使用的目的。系統(tǒng)在數(shù)據(jù)資源的有效利用、水表運(yùn)行期間實(shí)際水利條件分析、水表性能與實(shí)際應(yīng)用適應(yīng)性分析方面深入細(xì)膩 ，為當(dāng)前國內(nèi)先進(jìn)水平。特別是通過監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，提出改進(jìn)方案，使水表為售水準(zhǔn)確計(jì)量發(fā)揮作用方面具有多處創(chuàng)新點(diǎn)。 第一節(jié) 國內(nèi)大口徑水表的使用現(xiàn)狀 在水表分類和供水企業(yè)使用上，習(xí)慣將水表分為兩類 ,口徑 40的為小表， 50為大表，我們這里著重針對(duì)大表進(jìn)行研究。 當(dāng)前國內(nèi)供水企業(yè)大口徑水表使用數(shù)量巨大。經(jīng)不完全統(tǒng)計(jì)全國城鎮(zhèn)供水企業(yè) 2009 年末在裝表具為 6202 萬具，其中用于工業(yè)和商貿(mào)等行業(yè)的大口徑水表約 具，其分布也很廣。一些省市直轄市水表在裝情況見表。 第一章 緒論 2 表 一些省 市直轄市水表在裝情況調(diào)查統(tǒng)計(jì)表 1 城市或地區(qū) 在裝水表（只） 居民生活 工業(yè) 商貿(mào)及其他 合 計(jì) 上 海 4616909 57152 287393 4961454 天 津 2883909 114480 155191 3153580 江 蘇 7637486 287754 188868 8114108 浙 江 4379469 376706 113096 4869271 廣 東 6045625 112815 417966 6576406 湖 北 2035990 57144 117768 2210902 河 南 1965745 72989 585055 2623789 遼 寧 6369984 105544 268310 6743838 黑龍江 1311186 12122 102946 1426254 甘 肅 241606 10278 49053 300937 由于企業(yè)（以下簡(jiǎn)稱用戶）的用水受多種因素影響，日或月變化較大，規(guī)律性不強(qiáng)，造成水表的量程與實(shí)際用量嚴(yán)重不匹配，又因設(shè)計(jì)、選型等不恰當(dāng)存在諸多問題，對(duì)用水量的準(zhǔn)確計(jì)量影響較大，其表現(xiàn)在這樣幾個(gè)方面。 （ 1）設(shè)計(jì)配置 不合理 預(yù)測(cè)水量嚴(yán)重脫離實(shí)際，造成初裝時(shí)配置的水表口徑過大或過小，不能準(zhǔn)確計(jì)量。例如天津某企業(yè)申報(bào)日用水量 20000均小時(shí)用量為 830 時(shí)用量 1080 裝 表兩具，長時(shí)期日平均用水量在 6000 8000 間低峰用水量不足 100 南新鄉(xiāng)某新建合資企業(yè)申報(bào)水量小配裝 際用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水表 50 m3/h 常用流量范圍，造成水表裝上后幾天甚至當(dāng)天就把水表葉輪沖飛。 （ 2）選型不合理 同口徑、同類型、同為速度式水表，各個(gè)生產(chǎn)廠家也存在許多差異各有自己的特點(diǎn)。 例如 平螺翼式水表，有的有效計(jì)量范圍在 20 500m3/力坡降?。?；有的在 500m3/h 之間量程寬，水頭損失偏大。選擇那種水表要仔細(xì)分析用水環(huán)境，用水量平穩(wěn)小時(shí)變化不大波動(dòng)小的，可選擇量程窄壓損小的水表，反之應(yīng)選擇量程寬的水表。 （ 3）水量變化背離了水表量程 第一章 緒論 3 過去企業(yè)規(guī)模大產(chǎn)量高，是粗放型的用水。經(jīng)過改造或各種變遷已經(jīng)遠(yuǎn)不是原來的情況，水表與實(shí)際用水量嚴(yán)重不適宜。如過去的紡織廠、印染廠、造紙廠等等都是大量用水戶，很多都已經(jīng)發(fā)生了變化，應(yīng)該重新考慮水表的配置。 （ 4）水表超期使用計(jì)量不準(zhǔn) 按照計(jì)量法 2規(guī)定用于結(jié)算水費(fèi)的水表叫貿(mào)易結(jié)算水表，屬于強(qiáng)制檢定范圍，簡(jiǎn)稱強(qiáng)檢。一般情況下大口徑水表的檢定周期是兩年，各地有些差異。完成強(qiáng)檢的常規(guī)做法就是更換新表，由于費(fèi)用、管理、認(rèn)知、監(jiān)督力度等種種原因很難落實(shí)到位，超周期使用比較普遍。由于超出使用周期很難說水表的計(jì)量是準(zhǔn)確的。 （ 5）低價(jià)劣質(zhì)水表充斥市場(chǎng) 當(dāng)前水表市場(chǎng)比較混亂，在價(jià)格戰(zhàn)中一些質(zhì)量低劣的產(chǎn)品流入水表市場(chǎng)并有相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)份額。本來水表生產(chǎn)需要全數(shù)過水檢測(cè)，又要有加速磨損實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)授權(quán)過程，往往在實(shí)際產(chǎn)品交付市場(chǎng)時(shí)達(dá)不 到標(biāo)準(zhǔn)要求。供水企業(yè)主管這方面的人事對(duì)水表的性能又缺乏深入了解，尤其有些拍板人又關(guān)注的是價(jià)格，許多供水企業(yè)使用著與其用水環(huán)境不匹配或劣質(zhì)水表。 第二節(jié) 客戶用水狀況調(diào)查與分析 在我國通過大口徑水表計(jì)量的售水量也是巨大的，這些水量雖然通過水表，但是由于發(fā)生水表停壞等原因其中包含著估算得來的、也有因水表計(jì)量精度不夠未被計(jì)量的，不是實(shí)際售水的全部。一般情況下在裝水表數(shù)量與售水總量沒有直接的比例關(guān)系，用水大量戶多水量就高，不一定水表數(shù)量就多，但也反映著水表數(shù)量的規(guī)模。隨著社會(huì)發(fā)展，節(jié)水型城市的建設(shè)上世紀(jì)七八十年代 那種粗放型用水早已不存在了，而且出現(xiàn)了巨大變化。主要是晝夜用水量變化大，一般企業(yè)很少有三班生產(chǎn)只是白日用水量大，賓館酒店則是晚 8 點(diǎn) 11 點(diǎn)用水較為集中。用于用水規(guī)律的變化對(duì)水表性能和管理也提出了更高更新的要求。一些省直轄市售水量情況見下表。 第一章 緒論 4 表 一些省市直轄市 2009 年度售水量情況調(diào)查統(tǒng)計(jì)表 1 省份或城市 用水類型（萬 工業(yè) 經(jīng)營服務(wù) 特種行業(yè) 其他 合計(jì) 北 京 6944 天 津 19396 3153 2 22551 河 北 西 8586 19 586 蒙 古 44 寧 東 971 海 南 77 慶 三節(jié) 本文研究的意義與必要性 由于水表口徑不同、生產(chǎn)廠家的技術(shù)以及工藝不同，其參數(shù)也各不相同。由此可見， 根據(jù)用戶的用水情況，結(jié)合水表自身參數(shù)進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的分析調(diào)整，是十分必要的 3 。即：用水量是否在水表合理的計(jì)量范圍之內(nèi)，存在不存在過水不計(jì)量或少計(jì)量 、超越量程范圍的情況。對(duì)出現(xiàn)的情況提供解決方案就顯得非常重要 4。 這 個(gè)問題在美英等發(fā)達(dá)國家表現(xiàn)得不突出，原因是國情不同；思維方式，做事習(xí)慣等許多差異所致。比如國外要新建一座工廠，他的前期調(diào)研和測(cè)算非常精細(xì)，對(duì)水量的需求富裕量打的不是很寬，基本與實(shí)際需要相吻合 5。而我國情況就大不相同了，一般情況下都是寬打窄用，余量很大。自來水公司只能按其申報(bào)的用水量配置水表，又長期達(dá)不到申報(bào)的水量值，因此出現(xiàn)大水表低流量的情形，反之一些單位經(jīng)營內(nèi)容或產(chǎn)品、規(guī)模發(fā)生了變化，又沒有改造管道更換合適的水表，或是當(dāng)初水量測(cè)算就存在問題，造成水表口徑小不適合較大水量的計(jì)量，經(jīng)常發(fā)生水表 停壞 6。 又加上國 外使用的水表質(zhì)量較高、量程寬，因此國外在這方面的研究比較少。 最近幾年這個(gè)問題在國內(nèi)不斷引起重視和關(guān)注，這與對(duì)水表加裝了智能監(jiān)控第一章 緒論 5 設(shè)備有關(guān)，能夠采集到不同時(shí)段的流量數(shù)據(jù)，有了掌握用戶不同時(shí)段的水量信息的手段，能夠?qū)τ脩粲盟疇顩r進(jìn)行深入分析。個(gè)別科研單位和院校與自來水公司合作開發(fā)研制了一些這方面的分析系統(tǒng)，但是由于涉及水表性能研究、用水規(guī)律分析、數(shù)據(jù)庫建立、數(shù)學(xué)模型建立研究、軟件功能設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、后期成果運(yùn)用等多學(xué)科內(nèi)容，研究的深度相對(duì)不足，未能推動(dòng)應(yīng)用，更未推廣 7。本課題研究的分析及監(jiān)控系統(tǒng)，綜 合管理用戶以及水表檔案；借助智能監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)采集手段，對(duì)水表的實(shí)時(shí)用水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)且全面的收集，監(jiān)控其流量狀態(tài)；同時(shí)結(jié)合多年在自來水行業(yè)的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)水表性能和用戶用水習(xí)慣的熟悉，進(jìn)行有針對(duì)性的分類分析統(tǒng)計(jì)，對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行及時(shí)處理以及事后查詢檢驗(yàn)。 第四節(jié) 本文的研究內(nèi)容 本文通過研究水表的流量技術(shù)參數(shù)和不同時(shí)點(diǎn)、時(shí)段通過水表的水量監(jiān)控其計(jì)量狀態(tài)極其合理性，進(jìn)而做出分析判斷，提出分析和改進(jìn)水表的報(bào)告。通過水表、水表發(fā)訊裝置及電子單元數(shù)據(jù)采集設(shè)備、建立客戶用水各個(gè)狀態(tài)大型數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，構(gòu)成數(shù)據(jù) 采集傳輸網(wǎng)絡(luò)和管理系統(tǒng)。達(dá)到在裝水表計(jì)量狀態(tài)分析監(jiān)控的目標(biāo)。 本文系統(tǒng)的突出特點(diǎn) 本系統(tǒng)根據(jù)用戶提出的用戶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、水表及相應(yīng)設(shè)備管理、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)查詢、水表運(yùn)行狀態(tài)分析報(bào)告、水表運(yùn)行監(jiān)控、系統(tǒng)管理八個(gè)方面需求；確立了系統(tǒng)創(chuàng)新關(guān)鍵點(diǎn)的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、緊急報(bào)警、提供水表改進(jìn)方案、水表服役管 理 、系統(tǒng)維護(hù)與管理六個(gè)方面研究重點(diǎn)。因?yàn)橛脩艋A(chǔ)數(shù)據(jù)管理方面，基本沿用用戶老的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)根據(jù)要求和需要對(duì)其加以補(bǔ)充完善，相當(dāng)于升級(jí)；數(shù)據(jù)查詢結(jié)合數(shù)據(jù)分析一并研究。 本文系 統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn) 本系統(tǒng)最大的亮點(diǎn)是數(shù)據(jù)分析，也是創(chuàng)新區(qū)別于其他水表系統(tǒng)的顯著標(biāo)志。本系統(tǒng)突出的是對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的分析研究，比如系統(tǒng)在分析功能中設(shè)計(jì)了低流量水表運(yùn)行異常報(bào)告，高流量水表運(yùn)行異常報(bào)告以及在裝水表總數(shù)運(yùn)第一章 緒論 6 行情況分類統(tǒng)計(jì) 等 報(bào)告，可使供水企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者和專業(yè)管理人員足不出戶便掌握了水表運(yùn)行的實(shí)時(shí)情況。特別是對(duì)水表超載或低流量運(yùn)行報(bào)警，更是將水表的運(yùn)行監(jiān)控提高到一個(gè)嶄新的水平（見表 與傳統(tǒng)的電池欠壓報(bào)警，無水量數(shù)據(jù)上傳報(bào)警不可同日而語，這些功能的實(shí)現(xiàn)對(duì)于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題意義深遠(yuǎn)。 表 高流量報(bào)警清單 起止日期 至 注冊(cè)號(hào) 戶名 水表口徑 整點(diǎn)流量 過載流量時(shí)點(diǎn) 流量 瞬時(shí)流量 過載流量時(shí)點(diǎn) 流 量 過載流量 標(biāo)準(zhǔn)值 本文創(chuàng)新點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù) 本文運(yùn)用水表測(cè)量的流量數(shù)據(jù)，充分結(jié)合流體力學(xué)中的連續(xù)性方程、能量方程和動(dòng)量方程原理，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)海量數(shù)據(jù)快速運(yùn)算功能，對(duì)水表的運(yùn)行工況進(jìn)行詳實(shí)的數(shù)據(jù)分析，從管道設(shè)計(jì)的合理性、用量與水表計(jì)量的負(fù)荷適應(yīng)性、故障與水表質(zhì)量的可靠性多個(gè)側(cè)面提供水表運(yùn)行中已發(fā)生和潛在的不 穩(wěn)定問題，開創(chuàng)了水表運(yùn)行管理新洞天。 第 二 章 水表計(jì) 量分析監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需求分析 7 第 二 章 水表計(jì)量分析監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的需求分析 第一節(jié) 系統(tǒng)概述 系 統(tǒng)研究目標(biāo) 本系統(tǒng)是建立一套對(duì)水表運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，提供科學(xué)、依據(jù)充足報(bào)告的管理系統(tǒng)。由此提高自來水公司（以下簡(jiǎn)稱水司）售水計(jì)量準(zhǔn)確度，降低損耗、增加售水、提升管理水平。系統(tǒng)構(gòu)成如圖 示。 圖 系統(tǒng)構(gòu)成示意圖 系統(tǒng)研究重點(diǎn)有六方面： （一）數(shù)據(jù)收集 利用水表已有的發(fā)訊器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，采集水表不同時(shí)段的 最短間隔時(shí)間的流量（ 5、 10、 15流量值）； 0 24 點(diǎn)整點(diǎn)的流量值。由數(shù)據(jù)采集器存儲(chǔ)每天整點(diǎn)向管理系統(tǒng)發(fā)送。 （二）數(shù)據(jù)分析 結(jié)合水表性能，建立數(shù)學(xué)模型對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，突破多學(xué)科技術(shù)的綜合整合運(yùn)用。具體做法和要求見第二章 務(wù)需求 （四）數(shù)據(jù)分析。 （三）緊急報(bào)警 數(shù)據(jù)采集器 分析報(bào)告 數(shù)據(jù)傳輸 數(shù)據(jù)收集、 存儲(chǔ)、分 析 第 二 章 水表計(jì) 量分析監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需求分析 8 系統(tǒng)對(duì)水表運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)不同口徑水表根據(jù)其性能遇有即將對(duì)水表穩(wěn)定運(yùn)行造成危害或水量流失的提示報(bào)警。 （四）提供改進(jìn)方案 提供監(jiān)控水表用水量與計(jì)量不匹配問題的解決方案。 （五）水表服役管理 對(duì)水表的使用期限、超過 強(qiáng)檢周期（超期服役）、發(fā)生停壞的情況及時(shí)提供詳實(shí)數(shù)據(jù)和信息資料。 （六）系統(tǒng)維護(hù)與管理 系統(tǒng)管理權(quán)限設(shè)置及日常數(shù)據(jù)維護(hù)。 業(yè)務(wù)需求 本系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求是超出供水企業(yè)一般日常售水經(jīng)營管理范疇的系統(tǒng)，即在原基礎(chǔ)上功能擴(kuò)大的系統(tǒng)，系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能以到達(dá)用戶使用和期盼的要求。 （一）用戶基本信息管理（原始數(shù)據(jù)管理） 新戶數(shù)據(jù)錄入 以及修改 ，包括用戶的戶名、地址、注冊(cè)號(hào)（戶號(hào)） 等基礎(chǔ)信息 。 （二）設(shè)備信息管理 按圖 能要求說明示意圖”設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。 第 二 章 水表計(jì) 量分析監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需求分析 9 圖 功能要求說明示意圖 （三）數(shù)據(jù)收集 數(shù)據(jù)收集是通過數(shù)據(jù)線采集器，采集上傳水表流量信息。其關(guān)鍵是在采集器中根據(jù)數(shù)據(jù)分析的需要設(shè)計(jì)采集數(shù)據(jù)間隔和方式，為能過保證后面數(shù)據(jù)分析需要，數(shù)據(jù)采集應(yīng)按圖 據(jù)采集流程及數(shù)據(jù)項(xiàng)說明示意圖”要求采集、運(yùn)算、儲(chǔ)存、上傳以下數(shù)據(jù)。 上位機(jī)管理系統(tǒng) 用戶 基本信息錄入 （常規(guī)信息） 設(shè)備基本信息 錄入 水表信息內(nèi)容應(yīng)包含：儀表型號(hào)、主表口徑、主表表號(hào)、子表口徑、子表表號(hào)、進(jìn)戶管口徑、表前管件、管件規(guī)格、安裝日期以及主表和子表的最小流量、常用流量、分界流量、最大流量；設(shè)備信息內(nèi)容應(yīng)包含：設(shè)備編號(hào)、安裝日期、電池期限以及其他相關(guān)參數(shù) 具備刪、改、存、查功能 第 二 章 水表計(jì) 量分析監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需求分析 10 圖 數(shù)據(jù)采集流程及數(shù)據(jù)項(xiàng)說明示意圖 （四）數(shù)據(jù)分析 本節(jié)次介紹水表在各種流量狀態(tài)下的運(yùn)行工況，通過對(duì)上傳數(shù)據(jù)的分析校核其是否處于合理狀態(tài)，提供異常水 表工況分析結(jié)果。此屬于上位機(jī)功能，系統(tǒng)必須具備。 計(jì)算某一時(shí)點(diǎn)和任一時(shí)點(diǎn)通過水表的流速 連續(xù)觀測(cè)記錄水表的整點(diǎn)流量（ 0 點(diǎn)、 1 點(diǎn) 23 點(diǎn)）和最小時(shí)段流量，計(jì)算水表瞬時(shí)流量。根據(jù)計(jì)算的瞬時(shí)流量計(jì)算瞬時(shí)流速，流速是流量對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù) 8由公式一 計(jì)算。 公式： Q =4 2=式中： Q 瞬時(shí)流量、 q 觀測(cè)流量、 t 觀測(cè)時(shí)間、 D 水表口徑、 v 水表入口流速 水表負(fù)荷分析 根據(jù)收集的流量數(shù)據(jù)和計(jì)算的瞬時(shí)流量對(duì)比不同類型水表的技術(shù)參數(shù)，分析水表的運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)荷情況。水表的主要技術(shù)參數(shù)如下表所示。將超過或低于最大流量或最小流量的水表數(shù)據(jù)計(jì)算存儲(chǔ)起來作為報(bào)警或數(shù)據(jù)分析使用。 5隔水表 指數(shù) 15隔水表指數(shù) 整點(diǎn)間隔采集水表指數(shù) 連續(xù) N 次上傳間隔沒有數(shù)據(jù)上傳 電池欠壓 流量超過水表荷載上限 流量低于計(jì)量量程下限 采集器采集數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及運(yùn)算 水表 5量 15量 整點(diǎn)流量 . 數(shù)據(jù)上傳 管理系統(tǒng) 第 二 章 水表計(jì) 量分析監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需求分析 11 表 水表技術(shù)參數(shù) 9 公稱口徑 n (流量（ 常用流量 （ 大流量 （ 界