供水管网阀门状态在线监测与关阀方案智能生成，是智慧水务领域的核心应用之一。它本质上是一套"实时感知 + 智能决策 + 精准执行"的闭环管理系统，用于在管网发生爆管、漏损或需要计划停水时，快速、科学地确定关哪些阀、怎么关、影响多大。

下面从系统架构、核心功能和关键技术三个维度来拆解：

一、系统整体架构

通常分为四层：

二、核心功能模块

1. 阀门状态在线监测

（1）实时状态看板：在GIS地图上直观显示每个阀门的开/关状态、开度百分比、电池电量、通信状态。

（2）异常预警：监测到阀门异常关闭、非法开启、长时间未动作、信号中断等情况时自动报警。

（3）健康评估：基于动作次数、扭矩变化等数据，预测阀门故障风险，指导预防性维护。

2. 漏损/爆管快速定位

通过夜间最小流量分析（MNF）、压力突变检测、声学监测等手段，结合水力模型，快速锁定异常管段。

与DMA（独立计量区域）分区管理结合，缩小排查范围。

3. 智能关阀方案生成（核心）

当确认某段管网需要隔离时，系统自动：

① 拓扑分析

基于管网GIS拓扑关系，找出爆管点上游和下游的所有可关断阀门。

② 多目标优化

影响最小化：优先选择停水用户数最少、重要用户（医院、学校、工厂）不受影响或影响时间最短的方案。

操作最简化：关阀数量最少、操作路径最短、避免连环操作。

水力安全：防止关阀导致其他区域压力骤变或水锤冲击。

③ 方案模拟与比选

利用水力模型（如EPANET）模拟不同关阀方案下的全网压力、流量变化。

生成多套候选方案，按综合评分排序，供调度人员选择。

④ 影响评估报告

自动生成停水范围图、受影响用户清单、预计停水时长、应急供水建议（如送水车部署点）。

4. 远程控制与执行反馈

（1）对于配备电动执行机构的智能阀门，支持远程一键关阀。

（2）关阀后系统自动校验阀门实际状态（开度反馈），确认隔离是否成功。

（3）若远程关阀失败，自动生成抢修工单并推送给最近的维修人员。

三、关键技术支撑

四、典型应用场景

1、爆管应急响应：夜间爆管，系统自动报警 → 定位漏点 → 30秒内生成关阀方案 → 远程关阀 → 通知受影响用户。

2、计划停水作业：管道改造前，系统模拟不同关阀方案，选择对用户影响最小的时段和方式。

3、水质污染事件：发现水质异常时，快速隔离污染管段，防止扩散。

五、实际价值

1、响应速度：从人工现场排查的"小时级"缩短到"分钟级"甚至"秒级"。

2、决策科学：避免凭经验关错阀、关多阀，减少不必要的停水面积。

3、降本增效：降低漏损率（国内很多城市从20%+降到10%以下），减少水资源浪费和管网维修成本。

简言之，这套系统让供水管网从"盲人摸象"式的经验管理，进化到"全图可视、状态可感、方案可算、阀门可控"的智能化管理。它是城市生命线安全工程的重要组成部分。