電子表格供水管網分區漏損數據分析
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摘要:供水管網漏損控制是供水企業運行管理的重要組成部分，漏損數據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據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據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據分析過程，具有較好的實用價值。
1研究背景
城市供水管網是工業社會的重要基礎設施之一，在全國經濟發展和人們的正常生活中占據著重要地位。然而，我國的城鎮供水管網由于設計、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的投資總費用，間接提高了供水成本，給企業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，開展了基礎設施及信息系統建設。其中，基礎設施包括但不限于市政管網流量計及壓力監測設備、區域考核表及用戶水表遠傳設備等，信息系統建設包括但不限于SCADA系統，能夠接入并展示水量、水壓、水質、水位等數據;營業收費系統包含用戶信息、抄表記錄、水費繳納等數據。在此基礎上，使用DMA分區管理方法，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據支撐，提升管理工作效能。但是，供水管網設備采集的大量運行數據，往往根據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據綜合分析系統，而建立這樣一套系統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)，建立水量數據存儲、計算、分析流程，靈活便捷地實現了漏損分析功能。
2基本理論
本文使用的供水管網漏損數據分析方法基于DMA分區管理理論。使用本方法前，水司應具備分區管理數據分析的基礎條件，即已完成了DMA分區基礎設施建設(主要是分區流量計、考核水表及其遠傳設備)和信息系統建設(主要是大口徑水表遠傳系統、營業抄收系統)。本方法所指的具體內容為:根據安裝的管網分區流量計及考核水表，將供水區域分為一級分區、二級分區、DMA3個層級(一級分區包含二級分區及DMA，二級分區與DMA為并列層級，即二級分區實指其地理區域內除DMA以外的部分、兩者無交集)，建立區域基本信息、區域水表清單、總分表關聯關系，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據處理分析的方法。在實際應用中，該方法細節(例如分區級數、分區間包含關系、用水量統計范疇)可根據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本方法由
2個電子表格工作簿構成，分別為以下2種。1)區域水量數據統計模板，用于統計單月DMA水量，包含的工作表有區域水量統計表、本月水量清單以及多個區域水表清單表。2)計量分區及DMA一覽表，用于計算、存儲、展示其他相關數據，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、分區產銷差率記錄、分區抄收及考核用水量記錄、分區抄收水量記錄、分區供水量記錄、流量計水量記錄。所有工作表均以首行存儲字段名。
3．1“區域水量數據統計模板”的具體構成
“區域水量數據統計模板”由2個主要工作表及多個區域水表清單表構成，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，須由營抄系統導出生成。2)區域水表清單。用于將單表水量按區域歸類。將每個區域(包括二級分區及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域名稱，主要字段為該區域所包含的用戶編號(人工根據實際列出)、本月抄見水量(使用VLOOKUP函數與“本月水量清單”匹配)。3)區域水量統計表。用于將區域單表水量匯總。主要字段為區域名稱(人工根據實際列出)、分表總量(使用SUM、IF、INDIRECT組成的數組函數，將對應區域的分表水量求和匯總)。本工作簿以月為單位進行單次統計，“區域水量統計表”得出的分表總量須按月記錄于“DMA分表水量記錄”“分區抄收水量記錄”。
3．2“計量分區及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，每個月的水量數據由區域水量統計表導入。2)分區抄收水量記錄。主要字段為二級分區名稱及多個月份名，每個月的水量數據由區域水量統計表導入。3)流量計水量記錄。用于記錄區域流量計基本情況(人工根據實際列出)和歷史月度水量(由遠傳系統導入)，主要字段為流量計編號、遠傳設備號、流量計正向朝區域、流量計負向朝區域以及多個月份名，流量計按實際情況區分為分區流量計及DMA總表。4)分區抄收及考核用水量記錄。用于將二級分區抄收水量與非抄收水量(即二級分區內的DMA總表水量)相加，得到分區的用水量記錄。主要字段為分區名稱以及多個月份名。對于某分區的某月份，總用水量=分區抄收水量+負向朝區域為此區域的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域為此區域的DMA總表流量和(使用SUMIF自“流量計水量記錄”匯總導入)。6)分區供水量記錄。主要字段為二級分區名稱及多個月份名。分區供水量=正向朝該區域的分區流量計水量－負向朝該區域的分區流量計水量，水量以實數計。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，公式相關參數指向對應工作表的單元格即可。根據DMA的實際抄收周期，可將2個月份的數據合并進行計算。8)分區產銷差率記錄。主要字段為二級分區名稱及多個月份名。分區產銷差率=(分區供水量－分區抄收及考核用水量)/分區供水量，公式相關參數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(人工根據實際列出)及多個月份名。夜間流量須預先從遠傳系統導出各個DMA總表當月每日2～4點水量數據，取每日最小值求平均數即得當月單表夜間最小流量，使用SUMIF函數即可統計DMA夜間最小流量。按月份重復執行統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、抄見周期、夜間流量目標值、產銷差率目標值(以上均人工根據實際列出)、當前夜間流量(使用LOOKUP函數，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，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，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據匯總計算展示，直觀體現了區域漏耗指標的變化情況，并且所有過程參數均進行了記錄，易于進行數據挖掘與糾錯。在實踐應用中，須注意逐月對水量數據進行動態更新，并隨時檢查核實區域基礎資料是否準確、分區管網封閉是否完整，根據管網建設情況及時新增或調整表格中相關信息，確保數據的時效性。在完成計算框架后，每月可按以下步驟進行水量數據更新。1)從營收系統導出當月抄收水量，粘貼至“區域水量數據統計模板”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“分區抄收水量記錄”。3)從遠傳系統導出當月流量計水量數據，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據的統計更新，DMA基本情況表隨即完成指標達標情況判斷。
5結語
本文根據供水管網DMA分區管理理論，利用電子表格制定了詳細的數據存儲和計算流程架構，闡述了進行水量數據處理分析的方法，簡便地完成了漏損數據分析過程。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］．城鎮供水，2016(1):66－70．
作者：胡翼笛 單位：武漢長江供水實業股份有限公司