一种城市供水用二次供水调控方法、系统、设备及介质与流程

1.本发明涉及二次供水的领域，尤其是涉及一种城市供水用二次供水调控方法、系统、设备及介质。


背景技术：

2.随着城市的发展，城市供水量增长速度也在相应加快，供水量的快速增加，对于城市供水系统是一个严峻的挑战，尤其是在夏季会出现高峰供水阶段，居民供水会出现供水量不足、水压低的现象，为了解决这一问题，通常在小区采用二次供水的方法，以缓解高峰用水的情况。
3.二次供水是指单位或个人使用二次供水箱将城市公共供水进行储存，加压后通过管道以供居民使用，二次供水的主要供水模式为随用随进，即二次供水箱内的水一直保持排水的同时进水。
4.针对上述的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷，由于随进随出的供水方式，二次供水箱会出现频繁进水的现象，容易造成官网压力的波动，不利于官网运行的安全。


技术实现要素：

5.为了减少二次供水箱频繁进水的现象，本技术提供一种城市供水用二次供水调控方法、系统、设备及介质。
6.本技术提供的一种城市供水用二次供水调控方法采用如下的技术方案：一种城市供水用二次供水调控方法，包括以下步骤：选择目标小区，并确定目标小区的高峰供水时间作为高峰调控时间；针对目标小区，根据高峰调控时间，进行第一阶段调控，在高峰供水前使预设的二次供水箱强制注满水，以确定用水高峰前二次供水箱满水的时间；在确定目标小区用水高峰前水箱满水基础上，根据预设的液位调控幅度，进行第二阶段调控，在高峰供水前强制注满水，供水高峰时段停止供水，供水高峰结束开放供水。
7.通过采用上述技术方案，改变现有的随用随出的供水方式，采用削峰填谷的供水方式，在用水低谷时蓄水，在用水高峰时供水，改变目标小区的用水曲线，且在用水高峰前保持二次供水箱满水状态，通过调控使目标小区进水的瞬时流量高峰提前或推后，合理避开市政用水高峰，缓解高峰时段市管网压力以降低水厂高峰供水时段的供水负荷，充分发挥二次供水箱的调蓄功能，缓解高峰供水时期的供需矛盾，同时减少二次供水箱进水次数，可以避免二次供水箱频繁进水引起的管网压力波动，以保持管网运行的安全。
8.优选的，所述步骤选择目标小区，并确定目标小区的高峰供水时间作为高峰调控时间中，包括：确定目标小区的用水高峰期，以确定目标小区的高峰调控时间；计算目标小区中二次供水箱的液位调控幅度，包括：确定目标小区的最大液位降、调控液位降、超低液位以及超高液位，其中，最大液位降为用水高峰期中出现的液位下降幅度最大的下降值，根据最大液位降确定调控液位降，使调控液位降值大于或等于最大液位值、小于超高液位值，
超低液位为一天中二次供水箱内最低的液位值；二次供水箱的调控低液位=超低液位＋调控液位降；将调控低液位作为液位调控幅度范围的最小值，将超高液位作为液位调控幅度范围的最大值。
9.通过采用上述技术方案，通过目标小区的用水高峰期以及二次供水箱的液位调控幅度，综合考虑高峰进水控制和安全水位保证，对于二次供水箱采用时间结合液位控制进水的方式，以在用水低谷时蓄水，在用水高峰时供水，改变目标小区的用水曲线。
10.优选的，所述步骤对目标小区，根据高峰调控时间，进行第一阶段调控，在高峰供水前使二次供水箱强制注满水，以确定用水高峰前水箱满水的时间中，包括：预设第一调控阶段调控时间以及安全液位调控幅度，使安全液位调控幅度最低值大于所述调控低液位的最低值，且安全液位调控幅度最低值大于所述调控低液位的最低值小于调控低液位的最低值的最高值；根据安全液位调控幅度进行调控用水，确定二次供水箱一天的补水次数以及用水高峰期的满水时间。
11.通过采用上述技术方案，第一阶段调控确定水高峰前水箱满水的时间，以为第二阶段调控提供数据支持，为了用水安全，设置安全液位调控幅度，安全液位调控幅度的最低值低于液位调控幅度的最低值，以减少出现在第一调控阶段确定水箱满水时间的过程中，出现水箱液位过低的现象。
12.优选的，所述步骤在确定目标小区用水高峰前水箱满水基础上，进行第二阶段调控中，包括：确定第二调控阶段的调控时间以及预设的液位调控幅度；在确定目标小区用水高峰前水箱满水基础上，进行调控用水，在确定目标小区用水高峰前水箱满水基础上，进行调控用水，确定二次供水箱一天的补水次数。
13.通过采用上述技术方案在获得第一调控阶段水箱满水时间数据的前提下，第二调控阶段确定预设的液位调控幅度，同时确定二次供水箱一天的补水次数。
14.优选的，还包括步骤对关联的目标小区进行联合调控，包括：选定目标区域；使目标区域内的目标小区相关联并进行联合调控，以缓解水厂高峰供水的压力。
15.通过采用上述技术方案，为降低水厂高峰时段供水负荷，可夜间加大原水进水量，使清水池及二次供水箱蓄满水，高峰时段清水池及二供水箱联合向管网供水，削减水厂出厂流量，延缓清水池水位下降，同时也能削峰填谷，降低能耗。
16.优选的，所述步骤选取目标区域中，具体为，选取目标水厂，并将目标水厂的供水区域作为目标区域。
17.通过采用上述技术方案，以目标水厂的供水区域作为目标区域的划分依据，通过对目标区域内的小区进行统一调控，以达到降低水厂高峰时段供水负荷的目的。
18.优选的，所述步骤使目标区域内的目标小区相关联并进行联合调控，以缓解水厂高峰供水的压力中，包括：获取该目标区域水厂的进厂流量、出厂流量以及清水池调节能力，确定该目标区域内二次供水箱的总容积；调节目标区域内夜间原水的进水量，使清水池在高峰时段前提前蓄水，高峰时段清水池以及目标小区二次供水箱联合供水，以削减水厂出厂流量，延缓清水池水位下降。
19.通过采用上述技术方案，使清水池在高峰期时段钱提前蓄水，高峰时段清水池与二次供水箱联合供水，以削减水厂出厂流量，延缓清水池水位下降。
20.第二方面，本技术公开一种城市供水用二次供水调控系统，采用了上述城市供水
用二次供水调控方法，包括：目标小区选择模块，用于供用户选择目标小区，并确定目标小区的高峰供水时间作为高峰调控时间；第一阶段调控模块，用于进行第一阶段调控，在高峰供水前使二次供水箱强制注满水，以确定用水高峰前二次供水箱满水的时间；第二阶段调控模块，用于在确定目标小区用水高峰前水箱满水基础上，根据预设的液位调控幅度，进行第二阶段调控；联合调控模块，用于对关联的目标小区进行联合调控，以缓解水厂的供水压力。
21.通过采用上述技术方案，通过目标小区选择模块确定目标小区、目标小区的高峰供水时间，通过第一阶段调控模块进行第一阶段调控，以确定用水高峰前二次供水箱满水的时间，通过第二阶段调控模块进行第二阶段调控，改变现有的随用随出的供水方式，采用削峰填谷的供水方式，在用水低谷时蓄水，在用水高峰时供水，改变目标小区的用水曲线，以减少二次供水箱进水次数，并对关联的目标小区进行联合调控，以达到减少水厂供水压力的目的。
22.第三方面，本技术公开一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器加载并执行计算机程序时，采用了上述的城市供水用二次供水调控方法。
23.通过采用上述技术方案，通过上述的城市供水用二次供水调控方法生成计算机程序，并存储于存储器中，以被处理器加载并执行，从而，根据存储器及处理器制作终端设备，方便用户使用。
24.第四方面，本技术公开一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行时，采用了上述的城市供水用二次供水调控方法。
25.通过采用上述技术方案，通过上述的城市供水用二次供水调控方法生成计算机程序，并存储于计算机可读存储介质中，以被处理器加载并执行，通过计算机可读存储介质，方便计算机程序的可读及存储。
附图说明
26.图1是本技术实施例一种城市供水用二次供水调控方法的方法流程图。
27.图2是本技术实施例一种城市供水用二次供水调控方法的步骤s10-s12的流程图。
28.图3是本技术实施例一种城市供水用二次供水调控方法中二次供水箱与控制模块的连接图。
29.图4是本技术实施例一种城市供水用二次供水调控方法中控制器、无线传输模块以及二次供水管理平台的连接图。
30.图5是本技术实施例一种城市供水用二次供水调控方法的步骤s20-s21的流程图。
31.图6是本技术实施例一种城市供水用二次供水调控方法的步骤s30-s31的流程图。
32.图7是本技术实施例一种城市供水用二次供水调控方法的步骤s40-s41的流程图。
33.图8是本技术实施例一种城市供水用二次供水调控方法的步骤s410-s411的流程图。
34.附图标记：1、箱体；2、进水管；20、总管道；21、分管道；22、旁路管道；3、出水管；30、水泵；40、压力传感器；41、液位传感器；5、控制器；6、无线传输模块；7、二次供水管理平台。
具体实施方式
35.以下结合附图1-8对本技术作进一步详细说明。
36.本技术实施例公开一种城市供水用二次供水调控方法，参照图1和图2，城市供水用二次供水调控方法包括：s1:选择目标小区，并确定目标小区的高峰供水时间作为高峰调控时间；s10:选择目标小区；选择用水性质为居民、公寓、商住两用的小区作为目标小区，且在目标小区内预设二次供水箱，且二次供水箱的单个容积在100m
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及以上，并在二次供水箱设置控制模块。
37.具体地：参照图3，二次供水箱包括多个箱体1、与箱体1连通的进水管2、出水管3以及水泵30，水泵30安装在出水管3上，进水管2包括总管道20、与箱体1数量相同的分管道21以及旁路管道22，分道的两端分别连通总管道20与箱体1，旁路管道22的两端分别连通分管道21与箱体1。
38.控制模块包括阀门组件、压力传感器40、液位传感器41以及控制单元。
39.阀门组件包括浮球阀k1、电磁阀k2、第一蝶阀k3、第二蝶阀k4、液位控制阀k5；电磁阀k2设置为常开型电磁阀。
40.总管道20上安装有一个蝶阀k3，每个分管道21上均安装有一个第二蝶阀k4与液位控制阀k5，液位控制阀k5设置在箱体1与第二蝶阀k4之间，液位控制阀k5用于，第一蝶阀k3用于控制总管道20的通断，第二蝶阀k4用于控制分管道21的通断。
41.浮球阀k1安装在旁路管道22上且置于箱体1内，浮球阀k1上设置有浮球，浮球漂浮在箱体1的水上，当箱体1的液位较高时，浮球阀k1关闭，旁路管道22关闭，当箱体1的液位较低时，浮球阀k1开启，旁路管道22开启。
42.当箱体1内水位下降，浮球阀k1开启排水，分管道21内有压水将液位控制阀k5内活塞托起，液位控制阀k5的密封面打开，液位控制阀k5开启供水，当水位上升到浮球阀k1关闭，液位控制阀k5的活塞下移将密封面封闭，液位控制阀k5即停止供水。
43.参照图3和图4，控制单元包括控制器5与二次供水管理平台7，控制器5可以选用单片机、plc中的一种，为了实现远程调控，控制器5与二次供水管理平台7通过无线传输模块6远程传输，无线传输模块6可以通过无线路由器、蓝牙、4g等通信方式进行无线通信。
44.电磁阀k2安装在浮球阀k1与液位控制阀k5之间，电磁阀k2常开设置，以控制旁路管道22的通断，电磁阀k2与控制器5通信，控制器5可以远程控制电磁阀k2的开启和关闭。压力传感器40安装在总管道20上，以检测总管道20内的水压，压力传感器40与控制器5通信，以将水压信息输送至控制器5。液位传感器41设置在箱体1内，液位传感器41与控制器5通信，以将箱体1内的液位信息输出至控制器5。
45.由液位传感器41感知箱体1内液位的高低，通过电磁阀k2控制进水管2是否进水。以液位控制为先，当箱体1液位降至预设最低控制液位时，电磁阀k2断电开启，随之液位控
制阀k5开启，开始进水；当进水达到程序设定最高液位时，电磁阀k2通电关闭，致使液位控制阀k5关闭，箱体1停止进水。
46.s11:确定目标小区的用水高峰期，以确定目标小区的高峰调控时间；对目标小区进行月或季度的数据采集，获得目标小区的用水数据，通过用水数据目标小区一天中用水高峰出现的阶段次数以及时间，以确定目标小区的高峰调控时间；s12:计算目标小区中二次供水箱的液位调控幅度；通过用水数据以确定目标小区的最大液位降、调控液位降、超低液位以及超高液位，其中，最大液位降为早高峰和晚高峰中出现的液位下降幅度最大的下降值，根据最大液位降确定调控液位降，使调控液位降值大于或等于最大液位值、小于超高液位值，超低液位为一天中二次供水箱内最低的液位值，二次供水箱的调控低液位=超低液位＋调控液位降；将调控低液位作为液位调控幅度范围的最小值，将超高液位作为液位调控幅度范围的最大值；如a小区，一天中的用水高峰包括早高峰7:00-8：20和晚高峰20:00-22:20，早高峰的最大液位降为0.11m，晚高峰的最大液位降为0.34m，超低液位值为0.2m，超高液位值为1.8m则目标小区的高峰调控时间为7:00-8：20和20:00-22:20，一天中二次供水箱的最大液位降出现在晚高峰，最大液位降为0.34m，选取调控液位降为0.4m，所以二次供水箱的调控低液位=超低液位＋调控液位降=0.2＋0.4=0.6m，即液位调控幅度为0.6m-1.8m。
47.在计算完液位调控幅度后，需要进行第一阶段调控，参照图1和图5，具体步骤包括：s2:针对目标小区，根据高峰调控时间，进行第一阶段调控，在高峰供水前使二次供水箱强制注满水，以确定用水高峰前二次供水箱满水的时间；s20:预设第一调控阶段调控时间以及安全液位调控幅度；其中，为了用水安全，使安全液位调控幅度最低值大于所述调控低液位的最低值，且安全液位调控幅度最低值大于所述调控低液位的最低值小于调控低液位的最低值的最高值。
48.s21:根据安全液位调控幅度进行调控用水，确定二次供水箱一天的补水次数以及用水高峰期的满水时间；如a小区第一阶段调控时间为3月20日-3月30日液位调控幅度为1.1m-1.08m,调控期间小区用水稳定，未出现水箱抽空报警情况，在稳定运行后，水箱一天补水次数为5次，用水高峰期前二次供水箱的满水时间越为2h。
49.在进行第一阶段调控后，需要进行第二阶段调控，参照图1和图6，具体步骤包括：s3：在确定目标小区用水高峰前水箱满水基础上，根据预设的液位调控幅度，进行第二阶段调控；s30:确定第二调控阶段的调控时间以及预设的液位调控幅度；使用步骤s21中确定的液位调控幅度的阈值范围作为第二调控阶段的初始液位调控幅度。
50.s31：在确定目标小区用水高峰前水箱满水基础上，进行调控用水，确定二次供水箱一天的补水次数；根据步骤s21确定的二次供水箱的满水时间，在高峰供水前强制注满水，供水高峰
时段停止供水，供水高峰结束开放供水。
51.如a小区第二阶段调控时间为3月31日-4月10日，液位调控幅度为0.6m-1.8m，该阶段运行稳定后，二次供水箱一天补水次数为4次，在早高峰和晚高峰前强制满水，高峰供水时停止二次供水箱进水，若运行期间未出现出现低液位报警及强制开阀的情况，则初始液位调控幅度作为预设的液位调控幅度。
52.若运行期间出现低液位报警及强制开阀的情况，对初始液位调控幅度进行调整，直至调控过程未出现低液位报警及强制开阀的情况，则调整后的初始液位调控幅度作为预设的液位调控幅度。
53.为了减少供水厂的供水压力，可以对关联目标小区进行联合调控，参照图1、图7和图8，具体步骤包括：s4：对关联的目标小区进行联合调控；s40:选定目标区域；选取目标水厂，并将目标水厂的供水区域作为目标区域。
54.s41:使目标区域内的目标小区相关联并进行联合调控，以缓解水厂高峰供水的压力；s410：获取该目标区域水厂的进厂流量、出厂流量以及清水池调节能力，确定该目标区域内二次供水箱的总容积；s411：调节目标区域内夜间原水的进水量，使清水池在高峰时段前提前蓄水，高峰时段清水池以及目标小区二次供水箱联合供水，以削减水厂出厂流量，延缓清水池水位下降。
55.如a水厂的夜间原水流量大于出厂流量，清水池可存储水量为 9000 m
³
，但是白天原水流量小于出厂流量，清水池需要提供 14000 m
³
水量，可以适当增加夜间原水流量，充分发挥清水池的调节能力。
56.又如，a水厂最高时出厂流量约 2900 m
³
/h，根据a水厂所在城市今年水量增长规律，预测最高日最高时出厂流量约 3700 m
³
/h，为降低水厂高峰时段供水负荷，夜间加大原水进水量，使清水池及二次供水箱蓄满水，高峰时段清水池及二供水箱联合向管网供水，削减水厂出厂流量，延缓清水池水位下降，同时也能削峰填谷，降低能耗。
57.本技术实施例一种城市供水用二次供水调控方法的实施原理为：改变现有的随用随出的供水方式，采用削峰填谷的供水方式，在用水低谷时蓄水，在用水高峰时供水，改变目标小区的用水曲线，且在用水高峰前保持二次供水箱满水状态，通过调控使目标小区进水的瞬时流量高峰提前或推后，合理避开市政用水高峰，缓解高峰时段市管网压力以降低水厂高峰供水时段的供水负荷，充分发挥二次供水箱的调蓄功能，缓解高峰供水时期的供需矛盾，同时减少二次供水箱进水次数，可以避免二次供水箱频繁进水引起的管网压力波动，以保持管网运行的安全。
58.本技术实施例还公开一种城市供水用二次供水调控系统，包括目标小区选择模块，用于供用户选择目标小区，并确定目标小区的高峰供水时间作为高峰调控时间。
59.第一阶段调控模块，用于进行第一阶段调控，在高峰供水前使二次供水箱强制注满水，以确定用水高峰前二次供水箱满水的时间。
60.第二阶段调控模块，用于在确定目标小区用水高峰前水箱满水基础上，根据预设的液位调控幅度，进行第二阶段调控。
61.联合调控模块，用于对关联的目标小区进行联合调控，以缓解水厂的供水压力。
62.本技术实施例一种城市供水用二次供水调控系统的实施原理为：通过目标小区选择模块确定目标小区、目标小区的高峰供水时间，通过第一阶段调控模块进行第一阶段调控，以确定用水高峰前二次供水箱满水的时间，通过第二阶段调控模块进行第二阶段调控，改变现有的随用随出的供水方式，采用削峰填谷的供水方式，在用水低谷时蓄水，在用水高峰时供水，改变目标小区的用水曲线，以减少二次供水箱进水次数，并对关联的目标小区进行联合调控，以达到减少水厂供水压力的目的。
63.本技术实施例还公开一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时采用了上述实施例的城市供水用二次供水调控方法。
64.其中，终端设备可以采用台式电脑、笔记本电脑或者云端服务器等计算机设备，并且，终端设备包括但不限于处理器以及存储器，例如，终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备以及总线等。
65.其中，处理器可以采用中央处理单元（cpu），当然，根据实际的使用情况，也可以采用其他通用处理器、数字信号处理器（dsp）、专用集成电路（asic）、现成可编程门阵列（fpga）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以采用微处理器或者任何常规的处理器等，本技术对此不做限制。
66.其中，存储器可以为终端设备的内部存储单元，例如，终端设备的硬盘或者内存，也可以为终端设备的外部存储设备，例如，终端设备上配备的插接式硬盘、智能存储卡（smc）、安全数字卡（sd）或者闪存卡（fc）等，并且，存储器还可以为终端设备的内部存储单元与外部存储设备的组合，存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据，存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据，本技术对此不做限制。
67.其中，通过本终端设备，将上述实施例的城市供水用二次供水调控方法存储于终端设备的存储器中，并且，被加载并执行于终端设备的处理器上，以方便用户使用。
68.本技术实施例还公开一种计算机可读存储介质，并且，计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，计算机程序被处理器执行时，采用了上述实施例的城市供水用二次供水调控方法。
69.其中，计算机程序可以存储于计算机可读介质中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间件形式等，计算机可读介质包括能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（rom）、随机存取存储器（ram）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等，需要说明的是，计算机可读介质包括但不限于上述元器件。
70.其中，通过本计算机可读存储介质，将上述实施例的城市供水用二次供水调控方法存储于计算机可读存储介质中，并且，被加载并执行于处理器上，以方便城市供水用二次供水调控方法的存储及应用。
71.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代
特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。