20180722智慧水务资料包05智慧管网10澳門自來水監測管網表現的創新應用

監測供水管網表現的創新應用李志土；梁啟康（澳門自來水股份有限公司，澳門特別行政區）摘要：本文旨在介紹利用現時供水業界最先進的AquadvancedTM供水管網表現監測平台，藉此提升澳門自來水對供水管網營運的表現。對減少產銷差、優化供水調度模式等提供全面及指導性資訊，從而最終能達至降低營運成本為目的。關鍵字：智慧管網，供水管網表現，互動性，智能邏輯AnInnovativeApplicationonMonitoringNetworkPerformanceJackyLei,AaronLeongAbstract:AquadvancedTM,astate-of-the-arttoolinwatersupplyindustry,providesanintensivemonitoringplatformtoenhancetheperformanceofwatersupplynetworkinMacaowater.Itprovidescomprehensiveandinformativereferencessothatreductionofnon-revenuewater,optimizationofdispatchmodeonwatersupplycanbereached.Eventually,theoperationalcostcanbeminimized.Keywords:SmartNetwork;NetworkPerformance;Interaction;intellectlogic前言面對著全球的轉變如人口急速增長及氣候的不穩，飲用水資源的緊掘以及各地環境監察部門日益嚴厲的環保法律法規，減少浪費和優化供水管網表現變得刻不容緩。現時全球在飲用水管網中約有百分之三十五（即約每年四百九十億立方米）是掉失的。水損主要由老化的管網所造成。因此，管網的長期監察、維護及定期更換以達至降低水損、減少營運成本以及避免供水中斷是首要必須執行。澳門自來水作為區內首屈一指的私營供水機構，實有責任履行應有的責任。現時情況澳門自來水根據日常實際營運的需要，自二零零五年起，利用試算表軟件建立起自家的供水營運報表系統。經過十多年的不斷改善，現時的報表系統已非常成熟。通過人手，將過去一天關於供水的數據從龐大的數據庫中提出並放入報表系統內，報表系統預設的計算程式會自動算出有關資料，報表內容包括過去一天及七天澳門區及各分區供水及壓力狀況、以及夜間最低流量及產銷差等數據，並以圖像形式顯示。報表內容是針對日常營運的需要而建立的，目的是為我們提供一些指導性的資料，使我們可以根據其中的資料，得知供水管網的表現。應用限制基於試算表軟件本身的特有性質，報表只能顯示預設或預定義的資訊，未能做到實時分析；同時，當需要獲得一些全新指導性的資訊時，更需要重新設計報表內容，並建立其計算方程式，需時甚多。另外，由於試算表軟件主要是用於計算，並不是用於報表，而且圖像只是被動地顯示出來，並沒有主動地為我們提供一些對供水系統方面隱藏的資訊，互動性顯而不足。現時記錄在數據庫中的數據項目達四千餘項，面對將來越來越多的數據量，單單利用試算軟件表來為我們提供供水資訊以及整個供水系統的運行資料，人力的付出需要投入更多，所花的心思要更細密。現時是大數據的時代，如何從那麼多的數據裡面發掘出對我們有用的資訊，是一個大挑戰。解決方案為了解決上述問題，澳門自來水以一個項目的形式，利用一個全新的系統－AquadvancedTM供水管網表現監測平台，為我們的供水系統（主要是管網部分）提供具參考價值的資訊，以加強供水報表的資訊性，且提高供水系統的健康程度為主要目的。AquadvancedTM是一個創新的資訊科技方案，主要是協助使用者能有效地監察和管理供水管網的表現，從而能達到降低營運成本、控制水質以及減省水損及電耗。此外，AquadvancedTM提升對數據的監察能力，增強報表的動態互動性，以及能整合公司內各種數據庫於同一介面內。本項目自二零一四年五月份啟動，於六月份正式對外發佈。八月份首次對外介紹。於二零一五年，AquadvancedTM在澳門自來水正式運作。AquadvancedTM主要分五大特性，分別是監察報告，績效管理，事件管理，簡明操作介面，以及易於安裝和便用。其中事件管理是方案中的靈魂所在。在運行方式方面，系統基本上可以接收任何數據，包括SCADA，水力模擬，地理資料，智能抄錶等等數據，通過系統計算（或者可以說是思考），從而得出以下重要資訊。系統版面設置簡單易明，操作簡便，只需簡單的培訓就能使用。主版面主要分為四部分，分別為：性能指標－顯示地圖層級如供水量、夜間流量等指標圖示文字框－顯示於地圖內各組件的詳細資訊動態事件－根據地圖層的情況，顯示該層有關的事件管網地圖－於地圖繪制背景上顯示分區、管理、感測器等資訊在AquadvancedTM中，事件及不規則管理是整個系統最有價值的資訊，它能對輸入的數據，有系統和邏輯地進行分析，並產生對我們有意義的事件，主動提醒我們某些數據可能出現異現和不規則的情況。系統內建的數學統計模型計算引擎會根據歷史供水數據，並結合AquadvancedTM的母公司SuezEnvironnement多年來在供水業界的經驗，創製出獨特無異的事件管理系統。當供水（流量及壓力）出現異於正常或合理的範圍時，事件管理系統會就有關情況進行分析，會智能地將一些非異常供水情況排除，只會將真正異常的供水情況顯示於事件管理版面內。以澳門路環區2015年7月15-24日的供水流量為例，圖中沿藍色曲線的紅色部分為AquadvancedTM根據歷史供水數據所計算出來的建議供水上下限值，藍色曲線為實際供水流量。從圖中可發現在16,17及18日的夜間最低流量均超出建議供水上限。然而，系統只是將17及18日顯示為需要關注的事件。經查證後，發現引致該流量異常的原因是有關的流量計量設備出現誤差，經有關人員對其進行校正後已回復正常。再以另一例子以說明AquadvancedTM對異常事件的智能排除。在4月13-20日期間，橫琴區（澳門大學校區）的供水流量出現高於建議供水上限值。然而，根據系統內建的事件管理系統的智能邏輯思考後，只將發生於19日的高流量情況視作為需要關注的事件，而在15及17日所出現的高流量情況則被排除在外。因此，我們可以專注關心該事件的發生原因而不需顧及其他非不正常事件。經查詢有關方面後，證實該段時間確實有較大的用水。可以看出，假若系統只簡單地以是非邏輯將所有供水流量出現高或低於建議供水上下限值的情況標出，則負責人員的工作量必會大大增加，但結果不顯注，浪費人力物力。現時澳門自來水的供水營運報表系統的所有圖表均是按實際需要而預先訂定，當有需要對其他的數據進行分析並製作關的圖表曲線時，需另行建立計算立程式及設計報表內容。此外，各圖表曲線均是預先設計，其顯示並不能隨使用者的意願而作出修改，並沒有主動地為我們提供一些對供水系統方面隱藏的資訊，互動性顯而不足。AquadvancedTM針對上述問題，創制出工作區功能。使用者可隨意將不同的項目放於同一圖表中，甚至不同單位的項目亦可放在同一圖表曲線內，系統會自動製作有關圖表曲線。在現時供水營運報表系統中各圖表曲線均只顯示某一種量（例如流量、壓力等），相互之間的關係並沒有直接顯示出來。然而，在AquadvancedTM中只需若干簡單步驟就可製作出圖表曲線。以西環泵站為例，如希望顯示出其泵後流量及壓力的關係時，只需要在各獨立圖表曲線放入工作區中，則在工作區內就能自動製作出相關圖表曲線，使用者並不需要熟悉試算表軟件的配置就能得出所需資訊，方便作進一步的分析。此外，該圖表曲線亦能根據使用者的需要，更改所顯示資料的時間段，或作拖放動作而自己選擇時段。透過本功能，使用者就能從龐大的數據中得出有用的供水資訊，可作為優化管網供水調度的參考。現在澳門自來水只是使用了AquadvancedTM部分的功能，但所獲得的供水資訊已超越了以往利用試算表軟件所製作的供水營運報表系統所提供的內容，亦刻服了試算表軟件在互動功能上的不足，大大增加了使用者與數據的互動性。AquadvancedTM是一個以模塊形式提供功能的平台，新功能模塊只需要簡單的配置使可整合到平台內並即使提供服務。即將投入的新模塊有（但不限於）：水力模擬管網水質水廠及管網節能小結AquadvancedTM系統能主動地監察及跟縱各供水數據的變化，在出現數據異於正常供水量時，可智能地將真正的不正常情況顯示，使使用者能集中處理有關情況而不受其他干擾。此外，使用者可隨時觀察供水管網的營運表現，並可根據需要將數據自由組合，為供水管網系統的持續改進提供有參考價值的資訊，從而造到減少產銷差及優化供水調度模式等，最終，就是減省營運成本。作者簡介：李志土，男，澳門自來水股份有限公司供水營運部經理通訊地址：澳門青洲大馬路718號，電話：[phone]，傳真：[phone]，電郵：[e-mail]梁啓康，男，澳門自來水股份有限公司供水營運部高級工程師通訊地址：澳門青洲大馬路718號，電話：[phone]，傳真：[phone]，電郵：[e-mail]