一、系統(tǒng)介紹
長(zhǎng)距離供水管網(wǎng)水錘及漏損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套可無人值所24小時(shí)不間斷實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)供水供油供氣管道的爆管或漏損事件的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。采用高頻壓力傳感器陣列、高靈敏度水聽器傳感陣列相結(jié)合來監(jiān)測(cè)管道內(nèi)的壓力和聲波信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和數(shù)字處理，并通過傳感器通過現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集通信裝置RTU，3G/4G無線和光纖通信方式，將采集到數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸{(diào)度控制中心分析平臺(tái)對(duì)管道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。辨識(shí)出管道泄漏時(shí)的特征變化，實(shí)現(xiàn)的管道泄漏監(jiān)測(cè)。壓電陶瓷水聽器前端傳感，為管道現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化采集前端數(shù)據(jù)。
二、系統(tǒng)配置原則與性能要求
在確定排氣閥位置上安裝一體式傳感器，包括高頻壓力傳感器和水聽器，同時(shí)傳感器接觸到管道內(nèi)的水。安裝傳感器位置間距的設(shè)置原則：800-1200米，現(xiàn)場(chǎng)條件在此間距范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整位置。
系統(tǒng)配置要求
1)現(xiàn)場(chǎng)硬件設(shè)備包含：
-高頻壓力傳感器
-水聽器
-通信數(shù)據(jù)傳輸裝置RTU
-GSM（3G/4G）和同步授時(shí)時(shí)鐘天線
-不銹鋼控制箱及電源附件
2)通信方式：3G/4G無線通信或光纖通信。當(dāng)空掛光纜出現(xiàn)故障時(shí)，通訊系統(tǒng)能夠保證故障點(diǎn)兩側(cè)的監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠分別向線路兩端傳輸數(shù)據(jù)，再通過水廠與各管理站之間的有線VPN網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)信號(hào)傳回至水廠監(jiān)測(cè)中心平臺(tái)軟件。
3)監(jiān)測(cè)分析平臺(tái)軟件：客戶端服務(wù)器安裝方式
4)電源：風(fēng)光互補(bǔ)電源供電，帶有鋰電池，容量需滿足現(xiàn)場(chǎng)傳感器和RTU傳輸裝置沒有日照20天情況，繼續(xù)保持正常工作。
5)供電冗余：RTU本體需內(nèi)置鋰電池和外部電源供電，互為備用。
三、技術(shù)參數(shù)
（1）、水聽器（壓電式）
靈敏度：-172dB Vre: 1V/μPascal
響應(yīng)頻率范圍：20Hz-20KHz
電源：2.2-5VDC； -1mW 典型運(yùn)行條件
傳感器材質(zhì)：PEEK
同軸電纜：低噪
最大承受靜壓：68Bar
安全工作溫度范圍： -20 ℃～80 ℃
低噪聲、高耐用性，需浸沒水中
防護(hù)等級(jí)：IP68
含10米電纜
（2）、高頻壓力傳感器（高頻水壓計(jì)）
采樣頻率：64/128/256Hz，以滿足分析需求
量程：0～300 psia，需滿足負(fù)壓的監(jiān)測(cè)；
精度：≤0.1%FS
響應(yīng)時(shí)間：≤1ms
電壓：5V+/-0.5V
輸出信號(hào)：0-30/100mV
工作溫度：-40℃～80℃
最大承受靜壓：68Bar
材質(zhì)：不銹鋼隔離膜片
防護(hù)等級(jí)：IP68
含10米電纜
（3）、數(shù)據(jù)采集和通信裝置RTU
配GPS天線，連接線長(zhǎng)度缺省6米（可調(diào)），
支持GPS/北斗。時(shí)鐘同步精度：≤1ms；
可外接供電：12VDC，通過軟件自動(dòng)切換內(nèi)置電源；
本體內(nèi)置鋰電池，在外部電源失效后，滿足現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行至少1月；
采集周期：數(shù)據(jù)上傳時(shí)間可調(diào)整，自動(dòng)連接中控上傳。
內(nèi)存：內(nèi)置16G閃存卡,支持采集高頻壓力數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，保存30天數(shù)據(jù)不丟失；
低功耗：低功耗設(shè)計(jì)，供電電壓：12VDC；連接傳感器后總功耗 ≤1W；
運(yùn)行溫度：-30 至75°C；
整體及接插件防水等級(jí)：IP68
配高頻壓力計(jì)接口，支持Modbus標(biāo)準(zhǔn)總線采集現(xiàn)場(chǎng)其它設(shè)備數(shù)據(jù)
通訊：3G/4G,插入標(biāo)準(zhǔn)尺寸SIM卡，支持光纖通信，配套套串口服務(wù)器，支持profinet等通用以太網(wǎng)協(xié)議。
壓力采集精度大于等于16位；
支持音頻輸入接口；
四、監(jiān)測(cè)平臺(tái)要求
1.長(zhǎng)距離供水管網(wǎng)水錘及漏損監(jiān)測(cè)系統(tǒng)滿足分布式部署要求：采用客戶端安裝方式，按照實(shí)際需求需部署在客戶端虛擬化服務(wù)器上。按照每個(gè)服務(wù)器的功能特點(diǎn)和系統(tǒng)負(fù)載要求，將不同功能的程序和應(yīng)用軟件安裝在不同的服務(wù)器/實(shí)例中。
2.系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)且符合SOA架構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：該系統(tǒng)可以容忍故障，但不會(huì)影響用戶體驗(yàn)、安全性或造成數(shù)據(jù)丟失。所有服務(wù)器和服務(wù)都處于持續(xù)監(jiān)控中，以防未授權(quán)訪問、內(nèi)存問題、磁盤空間問題和操作系統(tǒng)補(bǔ)丁。如果某個(gè)系統(tǒng)發(fā)生故障，該高可用性架構(gòu)將觸發(fā)備用系統(tǒng)，代替該故障系統(tǒng)，從而減少對(duì)整體系統(tǒng)的影響。
3.用戶界面應(yīng)用基于地圖的可視化和交互：采集到的數(shù)據(jù)結(jié)合用戶管道和設(shè)備數(shù)據(jù)（或GIS系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)）進(jìn)行計(jì)算和分析并在地圖上進(jìn)行展示?？商峁┯脩粢粋€(gè)可視化的界面查看傳感器位置信息、管網(wǎng)圖和其他的分析結(jié)果，并會(huì)為用戶提供可交互式的、統(tǒng)一的報(bào)警列表界面。
4.系統(tǒng)滿足大數(shù)據(jù)并發(fā)處理：管道高頻壓力數(shù)據(jù)和聲學(xué)數(shù)據(jù)都屬于大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)因具備加載、處理、分析該類型數(shù)據(jù)的能力，且加載、處理、分析該類數(shù)據(jù)的速度因在標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)（平均耗時(shí)<5s、復(fù)雜查詢<10s）。
5.系統(tǒng)支持安全加密訪問：系統(tǒng)訪問采用SSL證書進(jìn)行加密和通訊，確保數(shù)據(jù)訪問符合網(wǎng)絡(luò)安全要求。用戶通過活動(dòng)目錄進(jìn)行身份認(rèn)證，僅具有已定義的角色和權(quán)利的注冊(cè)用戶才能訪問系統(tǒng)。
6.系統(tǒng)提供豐富的第三方接口：系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享以及和上位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對(duì)接。系統(tǒng)可提供2種數(shù)據(jù)輸出接口的方式提供第三方系統(tǒng)調(diào)用：
-系統(tǒng)發(fā)布在線安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)URL地址，其他系統(tǒng)可直接調(diào)用地址，調(diào)用數(shù)據(jù)監(jiān)控和分析頁(yè)面，系統(tǒng)訪問包含統(tǒng)一認(rèn)證功能。
-WebService接口：WebService接口提供了其他系統(tǒng)調(diào)用報(bào)警信息、數(shù)據(jù)分析結(jié)果的訪問方式。系統(tǒng)可以通過該接口實(shí)時(shí)將報(bào)警信息推送至用戶相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，共享監(jiān)控和分析數(shù)據(jù)。
7.系統(tǒng)具備機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能分析功能：系統(tǒng)可以按照歷史數(shù)據(jù)分析管網(wǎng)運(yùn)行的規(guī)律識(shí)別管道壓力瞬變的異常事件，通過人工智能分析，識(shí)別出異常的管道聲學(xué)數(shù)據(jù)。
