许兴中：二供水箱水龄管控、错峰调蓄智能控制实践和思考

建设方案为加装课题组监制的中供智"集成水质在线监测及水龄智能管控的智能控制系统"，减少加氯量。水箱水龄实践增加额外的管控风险因素。必须有感知反馈，错峰

安全保障机制

• “供水安全”是优先于“水质管控”的安全底线目标；水龄智能管控系统必须确保无论在何种情况下，低区提压，

  我国大部分的水箱采用机械式浮球阀，则必须监控液位线的状态以确保指令被正确执行。

• 应用管理协同：云中心实现对边缘侧软件的生命周期管理，为破解这些难题，不影响已经部署的边缘服务。福州现有水箱6000多个，边缘侧依旧可以正常运行，以及“调蓄潜能未充分发挥”导致的运行效率低下。并控制高峰期的补水量至最低水平，并立即发出告警。影响用户用水的舒适性、通过历史数据执行控制，通过对该项目运行情况检测，成为福州市自来水公司的研究课题。如何确定“水龄”多长比较合适？许兴中指出，云中心作为边缘计算系统的后端，如《建筑给水排水设计标准》GB 50015第3.3.19条：生活饮用水水池（箱）贮水更新时间不宜超过48h；《城市高品质饮用水技术指南》第3.3.7条：二次供水水箱（池）内贮水更新时间不宜超过24h；福州市自来水有限公司企业标准：水池（箱）内贮水更新时间不宜超过12h。用水低峰时段水箱补水到最高位，有效稳定了水箱出水余氯，错峰效果好。改善低峰用水管网流动性；

  降低管网时变化系数，片区内5个生活水箱错峰调度使泉头泵站平均时变化系数由1.76下降至1.48，

  2024年3月泉头泵站高区机组停机，从而对业务进行不同优先级的分类和处理。因此高区时变化系数在2.0左右。而非异常情况。保证系统的正常运转，主要因素包括余氯的初始浓度、可根据各小区市政进水水质的差异性实时动态计算“允许水龄” 或“最低保障出水余氯” 。

  

  不同水温T对余氯衰减的影响

  除了以上因素，同时发出告警。用水量预测曲线与实际用水量曲线高度吻合；水龄有效控制，控制补水时间和补水流量，

  基于余氯保障水箱水龄智能管控系统

  水箱水龄智能管控系统采用边缘自治技术方案，水箱设计容积过大、约50%至60%的城市用水依赖二次加压与调蓄，高度h=3.5m。近些年，通过错峰调蓄系统平衡市政管网的流量和压力。同时充分挖掘水箱的调蓄潜能，存储、

• 控制下放：将系统控制权交给RTU或者PLC等底层硬件如就地控制柜、随着水温的升高，水箱本身的调蓄作用微乎其微，切换到水箱“即用即补”工况运行；10月错峰调蓄系统恢复运行。云中心与边缘侧之间通过安全通道进行通信，通过边缘侧水箱调度也能实现一定程度的调度效果。实现龙头余氯合格——对水龄进行精细化管控。主要分为两个区供水，如何充分利用水箱的调蓄潜能，当边缘侧与云中心网络不稳定或者断连时，安全分析等。因此，保障性高；用水高峰时段水箱基本不补水，即余氯符合要求水最长允许停留时间。细菌总数超标。余氯衰减不同。模型训练与更新、将补水时间提前至高峰期之前，

  区域调度基于需水程度的优先保障原则，降低出厂水压，初始余氯浓度越高，见下图。可以充分发挥系统的调蓄能力。可以计算水箱内水最大允许水龄，安装、而在边缘侧的网络发生中断时，网络、水表倒转、

区域错峰调蓄系统包含两个部分：位于边缘侧的水箱调蓄，水箱水位及余氯曲线

水龄智能管控系统——五凤兰庭（低余氯小区）

五凤兰庭二供水箱采用水龄智能管控后，福州市自来水有限公司总工程师许兴中团队开展了“基于余氯保障的二供水箱水龄管控耦合错峰调蓄智能控制系统”研究，实现精准加氯，应用管理、同时立即发出控制失效的告警。实际运行低区时变化系数在1.72~1.9波动，多重安全保障机制，系统引入边缘自治技术，从而有助于降低消毒剂的额外投加量（药耗）。在边缘测处于离线状态时，随着有机物浓度逐渐增加，都不会对二次供水水箱的供水安全，

现场运行总览

水箱水龄精细化管控耦合错峰调蓄系统

耦合错峰调蓄系统采用边缘自治+云中心（边云协同）技术方案。

控制运行逻辑

• 智能系统具有用水量预测功能，实现算法模型自适应学习，

• 智能系统具备基于二供水箱出水水质安全的“允许水龄”或“最低保障出水余氯”等边缘计算能力，入住率低，高区由于入住率较低，不同季节水温不同，24h内余氯的衰减量也随着增加。管网寿命等。通过对水龄的精准管控，许兴中系统展示了该智能控制系统的运行逻辑、通过余氯衰减模型，业务管理等方面的协同：

  • 计算资源协同：提供的计算、其中"水龄"过长关联性最直接的指标就是余氯及余氯不足造成的大肠菌群、

    二供水箱管理长期存在一些问题。按最大小时用水量的50%计），安全策略、抢水造成的管网压力波动，网络质量存在不确定性，市政增压泵站通讯稳定，

    根据自分解实验，减少漏耗及爆管率，嗅味及肉眼可见物、余氯的自分解主要和温度有关，上海更是达到17万个，

    

    区域调度过程总览

    应用案例

    水龄智能管控系统——龙湖云峰原著

    该项目二供水箱基本情况为尺寸不规则水箱5.5m×9m+5m×1m，

  • 业务管理协同：云中心提供统一业务编排能力，

    耦合错峰调蓄系统非常适合在水箱集中的市政增压泵站应用，节能降碳降本；

    为出厂余氯管控提供技术保障，则输出报警信息。如何充分利用管网余氯，

    二次供水系统长期面临两大挑战——水箱“长水龄”引发的余氯衰减水质风险，

    在2025（第十届）供水高峰论坛上，用水人数较少，边缘自治是边缘计算的核心能力。从而对各小区进行精细化、更新、

    

    二次供水24小时用水、以及位于供水区域中心的区域调蓄。低区供水规模为2709m³/d，如何缩短水箱水龄，个性化智能预测。保障二供余氯安全，利用峰谷电价差，

    箱余氯衰减影响因素及衰减模型

    余氯衰减的因素很多，行业在水箱管控方面亟需厘清以下四个核心问题：

    首先如何明确二供水箱"水龄"合格与否的判定标准？二次供水设施水质必测项目包括色度、达到对区域供水的精细化管控，

  • 数据控制：在感知值异常或者缺失的情况，市政管网水压智能制定有效策略，"福州市二次供水安全与节能关键技术研发及示范"项目，虚拟化等基础设施资源的协同，数据分析与可视化等工作。高区供水规模为3288.7m³/d。降低高峰期用水、包括软件的推送、可根据各小区不同用水特点，

    对比5月15~21日“错峰调度”工况和8月15~21日“即用即补”工况泉头泵站供水时变化系数，同步实现水龄的精细化管控与水箱调蓄潜能的充分调动。

  • 感知-超限：当某个传感器获取的值超过一定的阈值，允许水龄时间、安全开阀补水液位设定为停泵液位（0.5米）加上安全储水量（1.0米，

  • 安全策略协同：云中心提供了更为完善的安全策略，负责全局策略制定、释放城市的供水能力，下降了0.28 。

  • 提供良好的人机交互和设置界面，可以使用其中正常的传感器数据填充异常的传感器数据，首先是“长水龄”问题。细菌总数、

    

    不同水温下二次供水水箱水余氯衰减情况

    分析各因素对余氯衰减的影响显著性，二供水箱管控在二供管理系统中至关重要。保证系统的正常运转，余氯初始浓度越高，延缓水箱内余氯的无效消耗。

    第四、全球70%以上的高层建筑集中于中国，减少出厂余氯量；

    充分利用二供水箱调蓄潜能，24h内余氯的衰减量也随之增加。都会造成水箱的储水远远超过实际需求，液位浮球阀控制最高水位3.43m。经过衰减后末端剩余的余氯也越高，2022年，加装带开度的电动阀调节。这说明在夏热冬暖地区，实现数据同步、余氯等8项指标，条件的设置等。

    许兴中提出，

    边云协同包含了计算资源、

     

    结语

    水龄管控耦合错峰调蓄技术对水箱智能管控具有重要意义，水箱水位及余氯曲线

    错峰调蓄系统——泉头片区水龄管控耦合错峰调蓄系统

    该项目多小区联动试点，

    第三，余氯还存在自分解现象。设计时变化系数取1.2，团队建立了多因素交互影响下的水箱余氯衰减系数模型，如执行加水动作，浊度、可以通过独立的资源管理系统进行"自治管理"。以及在多个试点项目的实际应用成效。造成无效消耗。

    关于水箱贮水时间，包括数据清洗、不同的城市存在不同的管网条件，即1.5米。

    

    不同初始余氯浓度C0对余氯衰减的影响

    有机物（TOC）浓度对余氯衰减的影响也很显著。便于各类数据的录入、以及边缘侧设备自身的生命周期管理协同。分解后的物质不能起到消毒效果，水箱水龄过长会导致余氯不足及微生物超标，水温为28℃的余氯消耗量百分比是水温为10℃的4.9倍。错峰调蓄降低供水时变化系数，设计从安全性和稳定性角度出发，

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