随着城市人口的快速增长，世界各地的水务公司比以往任何时候都面临着更加紧迫的挑战，以保持已经紧张的供水网络和基础设施的水力性能和水质。基本上，配水系统的主要作用是确保向消费者提供安全可靠的供水，同时以低成本保持效率。不断增长的人口和老化的基础设施造成了对实施实时供水网络管理系统的日益增长的需求，以支持供水网络的主动管理。这种智能管理系统通常使用先进的技术，如数字孪生模型。
数字双胞胎是一个活的物理实体的数字副本。在各个工业部门，数字双胞胎被用于优化物理资产、系统和流程的操作和维护。在配水系统中，与遥测系统相连的水力模型提供了物理配水网络的数字双胞胎，并允许实时详细分析系统状况。
利用实时建模提高效率、经济和消费者服务
通过使用Digital Twin建模实现实时控制，为运营商提供了运营决策支持。实时监控系统定期自动从交换数据库(如监控和数据采集(SCADA)数据库)中读取实时或历史数据，更新液压模型，运行液压仿真，并提供包括液压决策、报警和参数设置在内的结果。这意味着网络故障可以在早期阶段被检测到，运营商可以迅速做出反应，将破坏性影响降至最低。通过这种方式，数字孪生模型支持积极主动的供水网络运营，从而实现更经济高效的网络，更快地响应系统故障，并改善用户服务。
继续往下读，你会发现高效的网络建模、实时模拟，以及后推和预测能力，都有助于主动实时监测和控制配水系统。
网络建模与仿真
通过建模和仿真，可以提供一个完整的在线配水水力建模系统，并对水网进行分析。通过SCADA监控系统的实时数据，可以自动周期性地执行模拟。水力模拟包括输电线和/或配电网的稳态、延长周期和水力瞬态分析。这样，模拟可以通过使用预定义或用户定义的警报和警报操作符(如果预测事件将发生)来预测可能的问题。此外，诸如泵、阀门、储层关闭或管道故障等复杂问题可以迅速得到解决，使系统操作人员能够找到补救措施。
对不断变化的情况做出快速反应
在实时建模系统中，从SCADA监控数据库接收数据并将其用作模型的输入，然后运行模拟并立即分析系统状态，并允许操作人员评估潜在问题，快速响应变化的条件。在这种模式下，系统按照预定义的时间步长连续循环运行。在每个循环中，进行水力和水质分析，并使用测量的SCADA数据更新模型参数。随后，来自模型的输出数据可以与来自SCADA流程监视器的数据一起显示在仪表板中。
基于后向建模的操作
后向建模可以在一段规定的时间内对过去的任何事件进行，例如，过去6小时或上周。后向建模允许系统评估和确定节点需求和日曲线。此外，还可以建立控制规则，根据水箱水位、接头压力或一天中的时间来更改管道状态或设置。甚至可以复制基于SCADA数据库中可用参数列表的复杂规则。后向建模还可用于用真实的SCADA数据填充复杂的模型，避免了耗时的模型配置数据处理。
通过预测需求管理设置
供水系统的运行状况可以在选定的时间间隔内进行短时间预测，例如6小时或12小时。条件控制规则用于调整链路设置或状态，这些规则既可以预定义并根据时间进行调整，也可以采用后置方式开发。使用预测建模，该模型提供了处理节点需求的各种选项，例如从SCADA系统读取它们或根据测量的流入调整预定义的节点需求——这取决于需求的原因。
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在所有不同类型的湿式基础设施和系统中，水分配系统是维持现代社会生活质量的最根本。因此，确保配水系统的最佳运行至关重要。了解有关数字模拟的更多信息，并了解如何通过应用程序主动管理日常供水网络操作WaterNet顾问．
关于作者
Petr Ingeduld，高级项目经理和水利工程师
Petr是DHI的供水系统专家，拥有超过20年的专业经验。在他的职业生涯中，彼得一直专注于水力模型的应用开发，以支持供水和分配。他管理过许多全球项目，并为各种建模工作提供技术指导和故障排除。
Davide Persi，高级项目经理和水利工程师
Davide是DHI的河流和城市网络专家，拥有20年的专业经验。Davide以建模师或项目经理的身份参与了多个项目，重点是洪水管理、形态分析、供水和分配优化以及排水设计和恢复。最近，他管理了几个专注于DSS系统实施的项目。
