電子表格供水管網分區(qū)漏損數(shù)據(jù)分析
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摘要:供水管網漏損控制是供水企業(yè)運行管理的重要組成部分，漏損數(shù)據(jù)的分析對計劃決策具有重要意義，其方法依賴信息化手段。闡述了供水管網漏損數(shù)據(jù)分析方法的基本理論，利用電子表格制定了漏損管理相關數(shù)據(jù)的存儲和計算流程架構，詳細說明了其具體構成，簡便地完成了漏損數(shù)據(jù)分析過程，具有較好的實用價值。
1研究背景
城市供水管網是工業(yè)社會的重要基礎設施之一，在全國經濟發(fā)展和人們的正常生活中占據(jù)著重要地位。然而，我國的城鎮(zhèn)供水管網由于設計、腐蝕、變形和老化等各方面原因造成的漏損問題，面臨著嚴峻考驗。每年全國供水管網漏損的水量差不多相當于全國3年的節(jié)水量總和，這不僅浪費了寶貴的水資源，也增加了城市供水系統(tǒng)的投資總費用，間接提高了供水成本，給企業(yè)帶來了不可估量的經濟損失，漏損嚴重情況會影響到供水的安全可靠性，從而影響到城市生活的穩(wěn)定。與此同時，為加強供水管網管理，各地水司從自身地域特點和實踐需求出發(fā)，開展了基礎設施及信息系統(tǒng)建設。其中，基礎設施包括但不限于市政管網流量計及壓力監(jiān)測設備、區(qū)域考核表及用戶水表遠傳設備等，信息系統(tǒng)建設包括但不限于SCADA系統(tǒng)，能夠接入并展示水量、水壓、水質、水位等數(shù)據(jù);營業(yè)收費系統(tǒng)包含用戶信息、抄表記錄、水費繳納等數(shù)據(jù)。在此基礎上，使用DMA分區(qū)管理方法，可進行供水管網漏損分析，為管網更新改造、檢漏維護等工作提供數(shù)據(jù)支撐，提升管理工作效能。但是，供水管網設備采集的大量運行數(shù)據(jù)，往往根據(jù)水司各部門的管理職能以不同形式分布儲存在各個獨立管理系統(tǒng)中，并且未按照邏輯關系進行層級劃分，無法直接進行漏損分析，所以進一步的漏損管理依賴漏損數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)，而建立這樣一套系統(tǒng)需要較高的經濟成本，對于小型水司而言可能入不敷出。本文則根據(jù)漏損計算分析的基本方法，使用電子表格工具(Excel或WPS表格)，建立水量數(shù)據(jù)存儲、計算、分析流程，靈活便捷地實現(xiàn)了漏損分析功能。
2基本理論
本文使用的供水管網漏損數(shù)據(jù)分析方法基于DMA分區(qū)管理理論。使用本方法前，水司應具備分區(qū)管理數(shù)據(jù)分析的基礎條件，即已完成了DMA分區(qū)基礎設施建設(主要是分區(qū)流量計、考核水表及其遠傳設備)和信息系統(tǒng)建設(主要是大口徑水表遠傳系統(tǒng)、營業(yè)抄收系統(tǒng))。本方法所指的具體內容為:根據(jù)安裝的管網分區(qū)流量計及考核水表，將供水區(qū)域分為一級分區(qū)、二級分區(qū)、DMA3個層級(一級分區(qū)包含二級分區(qū)及DMA，二級分區(qū)與DMA為并列層級，即二級分區(qū)實指其地理區(qū)域內除DMA以外的部分、兩者無交集)，建立區(qū)域基本信息、區(qū)域水表清單、總分表關聯(lián)關系，分別按月度計算和存儲其產銷差率及DMA夜間流量，直觀展示各區(qū)域漏損指標變化及達標情況。本文基于以上設定闡述利用電子表格進行數(shù)據(jù)處理分析的方法。在實際應用中，該方法細節(jié)(例如分區(qū)級數(shù)、分區(qū)間包含關系、用水量統(tǒng)計范疇)可根據(jù)實際情況作出適當調整。
3工作簿、工作表具體構成及主要使用的單元格函數(shù)本方法由
2個電子表格工作簿構成，分別為以下2種。1)區(qū)域水量數(shù)據(jù)統(tǒng)計模板，用于統(tǒng)計單月DMA水量，包含的工作表有區(qū)域水量統(tǒng)計表、本月水量清單以及多個區(qū)域水表清單表。2)計量分區(qū)及DMA一覽表，用于計算、存儲、展示其他相關數(shù)據(jù)，包含的工作表有DMA基本情況表、DMA產銷差率記錄、DMA總表水量記錄、DMA分表水量記錄、DMA夜間流量記錄、分區(qū)產銷差率記錄、分區(qū)抄收及考核用水量記錄、分區(qū)抄收水量記錄、分區(qū)供水量記錄、流量計水量記錄。所有工作表均以首行存儲字段名。
3．1“區(qū)域水量數(shù)據(jù)統(tǒng)計模板”的具體構成
“區(qū)域水量數(shù)據(jù)統(tǒng)計模板”由2個主要工作表及多個區(qū)域水表清單表構成，其具體構成如下。1)本月水量清單。即當月抄收的水量清單表，主要字段為用戶編號、抄收水量，須由營抄系統(tǒng)導出生成。2)區(qū)域水表清單。用于將單表水量按區(qū)域歸類。將每個區(qū)域(包括二級分區(qū)及DMA)的抄收水表作為清單分別列成表格，每個工作表名稱編輯為該區(qū)域名稱，主要字段為該區(qū)域所包含的用戶編號(人工根據(jù)實際列出)、本月抄見水量(使用VLOOKUP函數(shù)與“本月水量清單”匹配)。3)區(qū)域水量統(tǒng)計表。用于將區(qū)域單表水量匯總。主要字段為區(qū)域名稱(人工根據(jù)實際列出)、分表總量(使用SUM、IF、INDIRECT組成的數(shù)組函數(shù)，將對應區(qū)域的分表水量求和匯總)。本工作簿以月為單位進行單次統(tǒng)計，“區(qū)域水量統(tǒng)計表”得出的分表總量須按月記錄于“DMA分表水量記錄”“分區(qū)抄收水量記錄”。
3．2“計量分區(qū)及DMA一覽表”的具體構成
1)DMA分表水量記錄。主要字段為DMA名稱及多個月份名，每個月的水量數(shù)據(jù)由區(qū)域水量統(tǒng)計表導入。2)分區(qū)抄收水量記錄。主要字段為二級分區(qū)名稱及多個月份名，每個月的水量數(shù)據(jù)由區(qū)域水量統(tǒng)計表導入。3)流量計水量記錄。用于記錄區(qū)域流量計基本情況(人工根據(jù)實際列出)和歷史月度水量(由遠傳系統(tǒng)導入)，主要字段為流量計編號、遠傳設備號、流量計正向朝區(qū)域、流量計負向朝區(qū)域以及多個月份名，流量計按實際情況區(qū)分為分區(qū)流量計及DMA總表。4)分區(qū)抄收及考核用水量記錄。用于將二級分區(qū)抄收水量與非抄收水量(即二級分區(qū)內的DMA總表水量)相加，得到分區(qū)的用水量記錄。主要字段為分區(qū)名稱以及多個月份名。對于某分區(qū)的某月份，總用水量=分區(qū)抄收水量+負向朝區(qū)域為此區(qū)域的DMA總表流量和(使用SUMIF自“流量計水量記錄”匯總導入)5)DMA總表水量記錄。主要字段為DMA名稱及多個月份名。DMA總表水量為正向朝區(qū)域為此區(qū)域的DMA總表流量和(使用SUMIF自“流量計水量記錄”匯總導入)。6)分區(qū)供水量記錄。主要字段為二級分區(qū)名稱及多個月份名。分區(qū)供水量=正向朝該區(qū)域的分區(qū)流量計水量－負向朝該區(qū)域的分區(qū)流量計水量，水量以實數(shù)計。7)DMA產銷差率記錄。主要字段為DMA名稱及多個月份名。DMA產銷差率=(DMA總表水量－DMA分表水量)/DMA總表水量，公式相關參數(shù)指向對應工作表的單元格即可。根據(jù)DMA的實際抄收周期，可將2個月份的數(shù)據(jù)合并進行計算。8)分區(qū)產銷差率記錄。主要字段為二級分區(qū)名稱及多個月份名。分區(qū)產銷差率=(分區(qū)供水量－分區(qū)抄收及考核用水量)/分區(qū)供水量，公式相關參數(shù)指向對應工作表的單元格即可。9)DMA夜間流量記錄。主要字段為DMA名稱、總表遠傳設備號(人工根據(jù)實際列出)及多個月份名。夜間流量須預先從遠傳系統(tǒng)導出各個DMA總表當月每日2～4點水量數(shù)據(jù)，取每日最小值求平均數(shù)即得當月單表夜間最小流量，使用SUMIF函數(shù)即可統(tǒng)計DMA夜間最小流量。按月份重復執(zhí)行統(tǒng)計并記錄便可完成表格。10)DMA基本情況表，主要字段有DMA名稱、總表遠傳設備號、分表只數(shù)、抄見周期、夜間流量目標值、產銷差率目標值(以上均人工根據(jù)實際列出)、當前夜間流量(使用LOOKUP函數(shù)，查詢值為9^9，查詢范圍為此DMA對應的夜間流量記錄所在列，即可導入最新夜間流量)、當前產銷差率(算法同當前夜間流量)、夜間流量對比(使用IF函數(shù)，對比當前與夜間流量目標值情況，返回值“超限”或“正常”)、產銷差率對比(使用IF函數(shù)，對比當前與產銷差率目標值情況，進行嵌套判斷，返回值設定為“負值”“超限”“正常”)。
4方法成效及注意事項
按以上步驟搭建表格計算框架，即可將零散的漏耗數(shù)據(jù)匯總計算展示，直觀體現(xiàn)了區(qū)域漏耗指標的變化情況，并且所有過程參數(shù)均進行了記錄，易于進行數(shù)據(jù)挖掘與糾錯。在實踐應用中，須注意逐月對水量數(shù)據(jù)進行動態(tài)更新，并隨時檢查核實區(qū)域基礎資料是否準確、分區(qū)管網封閉是否完整，根據(jù)管網建設情況及時新增或調整表格中相關信息，確保數(shù)據(jù)的時效性。在完成計算框架后，每月可按以下步驟進行水量數(shù)據(jù)更新。1)從營收系統(tǒng)導出當月抄收水量，粘貼至“區(qū)域水量數(shù)據(jù)統(tǒng)計模板”的“本月水量清單”。2)將“本月水量清單”水量粘貼至對應月份的“DMA分表水量記錄”和“分區(qū)抄收水量記錄”。3)從遠傳系統(tǒng)導出當月流量計水量數(shù)據(jù)，粘貼至“流量計水量記錄”。4)計算并導入當月“DMA夜間流量記錄”。5)確保各統(tǒng)計工作表公式填充到位。完成以上步驟即完成了全部水量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計更新，DMA基本情況表隨即完成指標達標情況判斷。
5結語
本文根據(jù)供水管網DMA分區(qū)管理理論，利用電子表格制定了詳細的數(shù)據(jù)存儲和計算流程架構，闡述了進行水量數(shù)據(jù)處理分析的方法，簡便地完成了漏損數(shù)據(jù)分析過程。該應用方法操作便捷，具備良好的擴展性，也能根據(jù)實際工作需求進行修改，具有較好的實用價值。
參考文獻:
［1］周超．城市供水管網漏損控制及漏損點分析定位研究［D］．合肥:安徽建筑大學，2016．
［2］范學研．DMA技術在管網漏損控制方面的試驗與應用［J］．城鎮(zhèn)供水，2016(1):66－70．
作者：胡翼笛 單位：武漢長江供水實業(yè)股份有限公司