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結合水力模型應用的供水管網表現監測平台的最新發展梁啟康（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表現的監控。在整合水力模型模組後，平台的實用性及資訊性有突破的進步，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：實時水力模型，智慧管網，供水管網表現，智能邏輯前言 自2014年，澳門自來水引入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，同時以提高供水系統的健康程度為主要目的。 隨著平台的不斷優化及更新，加上在2016年整合水力模型後，AquadvancedTM供水管網表現監測平台能提供的新功能不單進一步協助我們掌握對管網營運的情況，為優化管網的運作以及水質的改善提供突破性的進步。以下對新版本部分新功能及其應用實例簡單介紹。新功能全新軟件架構 在舊有的軟件架構中，當需要調整介面佈局或加入新參數顯示項目時，是需要請求平台開發人員的協助，往往需要較長的時間才能實現。為了提高程式撰寫的自主性，新版本引入全新軟件架構-XML，賦予前端用戶(frontenduser)可以靈活地配置介面，以配合實際營運需要。例如在水質功能內配置新的參數顯示項目，最快只需要半天的時間就可以完成，較以往所需的時間為短，這大大方便了前端用戶對管網營運監測的需求。實時動態水力模型 澳門自來水自2001年，對澳門地區包括澳門半島及離島的管網建立水力模型系統，藉以加強供水調度的優化工作、預視因工程所需關掣時對供水的影響、以及協助新建管網的供水能力評估之用等。 AquadvancedTM供水管網表現監測平台內建水力模型模組，可以將水力模型完全整合，並通過輸入各飲用水泵的實時運行狀態（如開關工況、變頻器運行速度及頻率）、主要電動閥門的開度，並結合流量和壓力的變化，實時模擬出供水管網實時動態運營狀況。這一突破性的功能可以通過專題地圖（ThematicMap）體現出來，為用戶提其他同類平台無可媲美的使用體驗。 專題地圖包括壓力、流速、流量、水頭、水頭損耗梯度、水體停留時間、水廠供水流域分佈等。用戶即使對水力模型未有深入的認識，但仍然能夠輕鬆地操作有關地圖以獲得有關資訊。用戶可以拖曳地圖下方的時表軸改變地圖的資料，藉以掌握不同時刻管網的運行狀況。水質模組 全新的水質模組可以實時顯示來自在線水質監測儀器所偵測到的數值，從最基本的溫度、濁度、餘氯、電導率等數據，以至UV254、TOC以及色度等實時數據均能顯示，並可為其設定上下閾值，對值班人員進行水處理工藝的操作起重要指標性協助。 此外，現時市面上大多數的實驗室資訊管理系統(LIMS)都是以報表和／或配置簡單的圖表的形式來顯示資訊，為了加強用戶的使用體檢，AquadvancedTM供水管網表現監測平台特意為有關資訊加入地理訊息。用戶可以透過點擊地圖上的採樣點位置，即可獲取該點的歷史數據。這功能可增加各採樣點之間的關聯性，用戶可直觀地了解到某一區域水質的情況，從而作出適當的供水調度方案。加強事件及不規則管理 在原來強大的事件偵測引擎的基礎上，再加入日曆及氣象資訊等資料以完善事件偵測的準確及可靠性。現時被偵測出來的事件及不規則項目主要是關於區域計量區間（DMA）的壓力、流量、水質和無效數據，在新的管理系統上，將會把偵測的範圍再向下到獨立傳感設備層級，即當個别傳感器設備所傳回的數據不在預設或正常的範圍內時，偵測引掣就會起動，經過智能邏輯的分析後，就會決定該數據是否屬於不規則情況。統計數據再重建 安裝在管網上各傳感器所收集到的數據，一般都是通過無線電或SMS形式不間斷地傳送到數據庫並記錄。然而，基於電力供應或天氣條件的關係，數據傳送或偶會出現中斷的情況，繼而影響到供水運營數據的計算。在新版本中，系統可根據數據中斷時刻的前七天歷史數值，估算出中斷時段的數據值，並自動在曲線上補回使之保持連續不間斷。有關數值會以不同顏色標示在曲線上，使用戶可以識別。應用實例食品安全可追溯性 食品安全管理系統(ISO22000)條文中，要求組織為所供應的食品建立及應用一個追溯性系統，藉以鑑別食品批次。澳門自來水唯一產品就是飲用水，藉各水廠的泵房飲用水源源不絕的通過管網供應給澳門地區的所有用戶。 以往負責食品安全的同事在進行食品追溯性工作時需要專業的水力模型小組的幫助，以確定「不合格」的飲用水在某一特定時間的流域分佈。然而，在實際的情況下，當不合格的飲用水由某一水廠經水泵輸送出管網後，同事們就有必要立即知道水體的流域分佈，以便進行放水工作。利用實時專題地圖中的Singlesource功能，就可以馬上知道以上資訊，從而減低對市民的影響。下圖分別展示了青洲水廠和大水塘一期水廠的供水流域分佈（紅色部分）。青洲水廠大水塘一期水廠爆管水量估算 當發生供水管道爆裂的情況時，流失的水體量往往只是一個估算數值，在計算產銷差的數值時往往不能真實反映有關情況。利用實時流量的專題地圖，則可以找出爆管發生時該管道的流量，再結合搶修同事的現場緊急關掣時間，便可以計算出因爆管而導致的失水量。管網水質黑點 管網供水情況隨著用戶的用水變化而變化，水體在管網內的流動情況亦會隨之改變。一些水體不太流動，即水齡比較高的水質黑點，如離島的竹灣海灘區、路環市區、聯生工業區等，亦會出現水質有所改善的情況出現，但同時，新的水質黑點會慢慢出現，如新口岸區。利用專題地圖中的水體停留時間功能，用戶可以拖動時間軸以觀察水體的停留時間的變化，從而可以制定改變水體流動或改善水質的方案。水質追蹤 澳門的飲用水分別由四個水廠所供應，澳門半島區分別由青洲水廠及大水塘一期水廠供應，離島區則由青洲水廠、大水塘超濾水廠及路環水廠供應。從圖三可看到各水廠在某一時刻的供水範圍分佈，當某一管道的飲用水的來源組成百分比高於五十時，則會標示為該水廠所表示的顏色。 在《澳門供排水規章》的規定下，各水廠的出廠飲用水水質均達到標準，但口感可因應原水水質不同而存在很少的差異。利用上述的專題地圖，可以大致知道某一區域的飲用水是由那一水廠所供應。如持續發生用戶投訴有關水質的問題，則可馬上知道該用戶所處地區的飲用水來源，繼而可以與水處理科同事協調，嘗試調整淨水工藝或調配原水水源，以達致解決有關問題。小結 AquadvancedTM供水管網表現監測平台能主動地監察及跟縱各供水數據的變化，在數據出現異常情況時，可智能地將真正的不正常情況顯示，使用戶能集中處理有關情況而不受其他干擾。 經過多次的功能升級後，AquadvancedTM供水管網表現監測平台已逐漸成為成熟的，再加上整合水力模型後，其功能有飛躍性的進步，在協助在將來，AquadvancedTM供水管網表現監測平台會陸續加入新功能新元素，例如：能源模組，以優化水泵運行為主要功能，為節能減排邁進；噪音記錄儀數據，以監測某一區域的管網漏水情況；預計停水工程資訊等。作者簡介：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