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一、项目名称：城市供水管网漏失检测与控制技术研究及应用二、推荐单位（专家）：哈尔滨工业大学三、项目简介：1、项目主要技术内容中包含以下6方面创新点：1.提出拓扑耦合、压力流量耦合的三层级管网分区技术体系，将泵组优化调度、管网压力控制、分区计量管理全面考虑，明确定义分区层级、各层级功能及实现各层级分区目标的具体实施技术。2.结合一级分区和泵组优化调度的技术理念，将供水管网分区模型和供水系统泵组优化调度模型耦合。将供水系统电耗和漏失量之和最小为目标函数进行求解。3.将自适应聚类及自适应训练学习应用于压力优化调控，开发适用于市场上各种调频器或减压阀控制器的控制策略。4.将盲源分离理论应用在供水管网漏失量分离研究中。5.将异网（互联网Internet、手机短信GSM、电话网络PSTN、ZigBee网络、GPRS网络、计算机局域网LAN）通信技术用于城市供水管网漏失检测与控制数字化应用平台集成。6.基于SCADA、异网通讯、数据库、水力模型仿真、地理信息系统(GIS)等信息化技术，开发基于压力分区的城市供水管网漏失压力控制系统，以及基于水力模型校核的城市供水管网漏失检测区域定位系统，集成城市供水管网漏失检测与控制数字化应用平台。2、授权专利情况专利完成5项发明专利的申请，3项已授权，5项发明专利分别是：能提高计量精度的微水流截断阀门、水锤式管道冲洗方法、一种基于贝叶斯决策理论和遗传算法的输水管网漏失定位方法、一种结合蚁群算法和压力相似性分析的管网压力分区方法、基于异网通讯的城市供水管网在线监控与信息服务数字系统。3、技术经济指标、应用及效益情况1）、发明专利5项；2）、新方法3项；3）、企业标准3项；4）、计算机软件5套；5）、论文16篇；6）、借鉴国际先进的应用技术，使得该项目技术及系统的总体水平处于国内领先，应用该技术建成的示范工程漏失率在原基础上不低于10%、供水综合电耗降低5%以上。最终，开发出一套基于城市供水管网在线控制平台系统，减少了管网漏失率，降低了供水能耗。并投入实际应用，取得了良好的社会经济效益。在执行过程中漏失率满足降低20%以上，在原有基础上实际降低41.29%，该技术在项目2014年到2016年执行过程中实现节约费用合计约1266.14万元。本项目应用可以有效降低供水管网漏失，节约水资源、降低能耗和公共环境危害，达到减少生产和管理成本，提高供水管理水平和服务质量的目的。同时，该研究可以为城市供水事业发展进步提供研究成果与示范。1）降低供水企业生产成本，促进社会经济可持续发展；2）提高供水可靠性；3）提高供水服务水平。四、主要完成单位及创新推广贡献：（1）哈尔滨工业大学：负责研究课题内的水力模型仿真研究城市供水管网漏失检测与压力控制的关键技术攻关，参与系统集成及示范工程整体设计，参与示范工程安装调试，提出相关工作规程。在课题实施建立基于压力驱动节点流量原理的城市供水管网水力模型过程中，提出拓扑耦合、压力流量耦合的三层级管网分区技术体系，在一级分区采用“一级分区泵组优化调度技术”，实现泵组优化调度节能和漏失控制的综合目标；在二级分区采用“结合蚁群算法和压力相似性分析的管网压力分区方法（该方法本项目已申请专利）”实现分区计量水量、调控配水压力，降低漏失的目标；在三级分区时，采用“基于遗传算法和贝叶斯决策理论的漏失定位方法（该方法本项目已申请专利）”分析DMA小区流量计量，确定漏失区域。同时将自适应聚类及自适应训练学习应用于压力优化调控，开发管网动态压力优化调控技术，进行二级分区减压阀优化调控；通过漏失量盲源分离技术将用户真实用水量与漏失量分离，得到真实漏失漏失曲线。应用以上关键技术建设示范实施后，供水综合电耗降低幅度达到8.08%、漏失率在原基础上降低37.7%，远超预期效果目标。（2）广东粤海控股集团有限公司：将水业务定位为其中一个核心产业和主要发展方向，广东粤海控股有限公司经营管理的自来水供水总规模达到约130万吨/日，未来公司将大力投资收购其它城市的供水、污水项目。作为供水企业，在项目申报过程中负责与项目主管部门的联络，项目申报、项目协调、管理及相关课题的研发工作，负责专项资金的接收和配套资金的筹集及牵头组织确定、协调其分配与使用，为项目实施提供了实验及示范场地，并负责示范工程的实施，以下东莞常平粤海水务为示范工程的应用地点，其供水面积108平方公里，服务人口50万人左右，供水能力约为28万m³/d，在示范工程建设过程中该水务企业获得了明显收益，漏失率明显下降，电耗得到节省，提高了水务企业整体经济效益。（3）华南理工大学：组织校内相关课题最优秀的专家团队参与项目的科研和攻关。负责研究课题内的城市供水管网漏失检测与控制数字化应用平台设计开发、系统集成及示范工程整体设计，参与管网水力模型研究，参与示范工程设计安装调试，提出相关工作规程。采用异网通讯（互联网Internet、手机短信GSM、ZigBee网络，GPRS网络，计算机局域网LAN）实现大尺度空间的设备群和人群内之间，实现信息的泛在互联、深切感知和云计算的大数据智慧融合；服务器采用分布式处理、分布式数据库架构，实现管网数据采集、设备控制、管网模型数据库、漏失检测与压力控制、数据处理等之间多任务大数据的智慧融合。五、推广应用情况：（1）应用前景据2010年城市供水统计年鉴，2009年全国城市供水总量为353亿m³，如果按照《城市供水管网漏失控制及评定标准》（CJJ—2002）要求城市供水企业管网基本漏失率不应大于12%，则全国的漏失率需降低11%，按此计算，可节约水资源38亿m³，节约电能26亿Kwh，减少经济损失达66亿元。2009年广东省城市供水总量为63亿m³，如果按照《城市供水管网漏失控制及评定标准》（CJJ—2002）要求城市供水企业管网基本漏失率不应大于12%，按此计算广东省的漏失率降低16%，可节约水资源为10亿m³，节约电能亿Kwh，减少经济损失达17亿元。由此可见，项目的产业化可以为城市供水企业节约巨大的水资源、能源，减少重大经济损失。（2）推广措施本项目在东莞常平自来水公司已示范实施，形成一定的标准技术体系。通过进一步优化现有技术成果，建立统一的应用平台，将智慧生产、智慧管网、智慧服务、水务物联网应用融为一体，形成标准的技术体系、方法、流程，首先在粤海水务的宝应、梅州水司推广实施，继而在粤海水务旗下所有水司推广应用。其成果可以在水行业及相关领域推广应用，市场需求潜力巨大。通过云部署saas服务模式，培育互联网+新产业链。主要应用单位情况：应用单位名称应用技术应用的起止时间应用单位联系人/电话经济效益（万元）东莞常平粤海水务有限公司城市供水管网漏失检测与控制技术2014年07月~2017年04月杨晨/139238628981266.14六、曾获科技奖励情况无七、主要知识产权证明目录知识产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号授权日期证书编号权利人发明人发明专利有效状态1.授权发明专利能提高水表可计量水量精度的微水流截断阀门1.中国201210411471.22014-09-17第1482254号广东粤海控股有限公司；哈尔滨工业大学；华南理工大学谭奇峰；李东平；王晶惠；阮婷；高金良；张作良；庞鹤亮；鄢忠森;买地娜;夏灵冬;秦可娜;刁美玲;陈兵;姜涛有效1.授权发明专利水锤式管道冲洗方法1.中国201210410511.12014-09-17第1484601号广东粤海控股有限公司；哈尔滨工业大学；华南理工大学谭奇峰;李冬平;王晶惠;阮婷;高金良;周连波;刁美玲;陈兵;姜涛有效1.授权发明专利一种结合蚁群算法和压力相似性分析的管网压力分区方法1.中国201410217642.72017-03-15第2417044号广东粤海控股有限公司；哈尔滨工业大学；华南理工大学李冬平；高金良；叶健；李国斌；刁美玲；孙国有效胜；张昭君；王晶惠；阮婷；陈兵；姜涛4.计算机软件著作权城市管网水力模型管理与模拟分析软件1.中国2014SR1765652014-11-19软著登字第0845800号广东粤海控股有限公司；哈尔滨工业大学；华南理工大学有效4.计算机软件著作权城市供水管网一级分区泵组优化调度系统软件1.中国2014SR1880612014-12-04软著登字第0857297号广东粤海控股有限公司；哈尔滨工业大学；华南理工大学有效4.计算机软件著作权城市供水管网二级分区减压阀优化调控系统软件1.中国2014SR1757372014-11-19软著登字第0844972号广东粤海控股有限公司；哈尔滨工业大学；华南理工大学有效4.计算机软件著作权城市供水管网三级分区城市漏失检测区域定位系统软件1.中国2015SR0191642015-01-31软著登字第0906246号广东粤海控股有限公司；哈尔滨工业大学；华南理工有效大学9.其他《经济开发区供水规划研究》1.中国低温建筑技术，2013年第八期哈尔滨工业大学；大连市供水有限公司周连波、唐迪、庞凯峰、任鹏、刁美玲、杜茂安已刊登9.其他《基于水锤模拟的长输管道运行薄弱段分析》1.中国管道设备与技术，2014年第6期广东粤海控股有限公司/广东粤港供水有限公司；沈阳水务集团有限公司；哈尔滨工业大学周献东、姜玲玲、高金良、刁美玲、李国斌已刊登9.其他《给水管网压力驱动水力模型构建及降漏应用》1.中国中国给水排水，2016年第15期广东粤海控股有限公司；哈尔滨工业大学谭奇峰、高金良、刁美玲、李国斌、谭本源已刊登9.其他《结合模型校核和贝叶斯决策理论的供水管网漏损区域定位研究》1.中国中国给水排水，2016年第17期广东粤海控股有限公司；哈尔滨工业大学谭奇峰、高金良、叶健、乔仪超、涂敏已刊登9.其他《城市供水管网三1.中国中国给水排水，2016年广东粤海控股谭奇峰、高金良、叶已刊登级分区水力模型漏失控制研究》第13期有限公司；哈尔滨工业大学健、刁美玲、谭本源9.其他《基于水压监测的供水管网漏失区域定位》1.中国净水技术，2015年第34期广东粤海控股有限公司；哈尔滨工业大学叶健、高金良、乔怡超、李冬平、孙国胜、涂敏已刊登9.其他《分形理论在城市供水管网规划中的应用研究》1.中国工程设计学报，2014年21卷6期广东粤海控股有限公司/广东粤港供水有限公司；哈尔滨工业大学叶健、高金良、刁美玲、李冬平、王晶惠、周连波已刊登9.其他《区域供水管网盲源分离漏失量研究》1.中国哈工大学报，2015年47卷6期广东粤海控股有限公司/广东粤港供水有限公司；哈尔滨工业大学高金良、李娟娟、郑成志、张昭君、阮婷、庄永伟已刊登9.其他《基于随机抽样的供水管网模型校核参数研究》1.中国给水排水2014年华南理工大学朱世泰、陈兵已刊登9.其他《城市内涝在线监控与信息服务数字化系统设计》1.中国中国给水排水，2014年华南理工大学何嘉莉，陈兵，姜涛，林雨阳已刊登9.其他《城市内涝监测点的优化布置研究》1.中国给水排水，2014年华南理工大学何嘉莉、陈兵已刊登9.其他《StudyonLeakageRateinWaterDistributionNetworkUsingFastIndependentComponentAnalysis》3.欧洲2014年，WDSA会议论文集哈尔滨工业大学；斯塔福德郡大学；广东粤海控股有限公司/广东粤港供水有限公司高金良、齐世华、吴文燕、李冬平、阮婷、陈立志、施童、郑成志、庄永伟已刊登9.其他《WATERHAMMERPROTECTIONINLONGDISTANCEWATERPIPELINEWITHULTRA-HIGHLIFT》7.其他2012年，WDSA会议论文集哈尔滨工业大学；斯塔福德郡大学高金良、刁美玲、庄永伟、齐世华、吴文燕已刊登9.其他《ACaseStudyonRiskAssessmentofLongDistanceWaterSupplySystem》3.欧洲2013年，CCWI会议论文集哈尔滨工业大学；斯塔福德郡大学张建立、高金良、刁美玲、王天姗、吴文已刊登燕、齐世华9.其他《ResearchonanOptimi