【文章內(nèi)容簡介】 水在線模擬仿真模型融合，為管網(wǎng)、水廠工程的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、施工和監(jiān)理提供全流程管理，縱向貫穿招標(biāo)、分包、采購、施工、竣工的全過程，是一套全方位、集成的供水工程管理平臺。智慧管控決策，適用于水務(wù)管理者把握全局，運籌帷幄。以簡潔、直觀的界面，展現(xiàn)企業(yè)各環(huán)節(jié)的經(jīng)營數(shù)據(jù)，并以豐富的展現(xiàn)形式為企業(yè)決策者提供分析和管理上的幫助，洞察企業(yè)的運營狀況，幫助水務(wù)企業(yè)將運營的海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成高價值的可獲取信息。 智慧生產(chǎn)運維（SCADA生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)）水務(wù)生產(chǎn)調(diào)度管理是總體解決方案是將城市供水生產(chǎn)監(jiān)控、調(diào)度和業(yè)務(wù)管理統(tǒng)一到一個綜合性的系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)了供水全過程生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)采集存儲、運行情況可視化展示、調(diào)度分析決策、業(yè)務(wù)過程管理、異常檢測預(yù)警及運行能效分析和智能報表管理等內(nèi)容，為全面提升調(diào)度管理水平，形成城市供水管控一體化提供堅強(qiáng)支撐。 在線監(jiān)測信息服務(wù)在線監(jiān)測子系統(tǒng)是對城市供水生產(chǎn)全過程的各重要環(huán)節(jié)進(jìn)行集中監(jiān)控，真實反映城市供水系統(tǒng)運行情況，使各級調(diào)度及各類管理人員能夠及時、準(zhǔn)確、全面、直觀的了解和掌握現(xiàn)場情況。在線監(jiān)測子系統(tǒng)是城市水務(wù)監(jiān)測信息的實時展示窗口，是在信息采集傳輸系統(tǒng)采集信息的基礎(chǔ)上，采用文字、圖形、圖像等多媒體對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)視、展現(xiàn)與分析，為領(lǐng)導(dǎo)和業(yè)務(wù)人員提供直觀的水務(wù)監(jiān)測在線信息。通過分布廣泛的監(jiān)測點可在動態(tài)監(jiān)控畫面中全面反映出城市水務(wù)系統(tǒng)的流量、壓力、水質(zhì)等的實時情況，通過實時畫面以及實時數(shù)據(jù)能及時準(zhǔn)確的掌握城市水務(wù)狀態(tài)。具體部署：每個水廠內(nèi)建設(shè)一個監(jiān)測中心，配置計算機(jī)、供水遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)軟件。在每個水廠安裝遠(yuǎn)程測控終端、流量計、壓力變送器；安裝視頻服務(wù)器、攝像機(jī)。在水廠大門口處安裝帶夜視功能的變焦攝像機(jī)，其他地方安裝定焦攝像機(jī)。在供水管網(wǎng)上安裝微功耗測控終端、流量水表、壓力變送器設(shè)備水務(wù)局內(nèi)不設(shè)立監(jiān)控中心，但是可以通過INTERNET網(wǎng)絡(luò)訪問各水廠的固定IP地址，查看各水廠的運行數(shù)據(jù)及視頻圖像。所以水務(wù)局只需要有能上網(wǎng)的電腦即可。（如水務(wù)局想建立總中心，可增加服務(wù)器電腦與水廠監(jiān)測系統(tǒng)中心軟件。）水廠計算機(jī)與遠(yuǎn)程測控終端、視頻服務(wù)器之間通過網(wǎng)線連接；水廠計算機(jī)與管網(wǎng)微功耗測控終端之間采用GPRS無線通信方式。圖3 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖檢測信息服務(wù)功能可分為以下模塊:（1）水廠監(jiān)控管理模塊：水廠監(jiān)控管理模塊通過簡單、直觀、專業(yè)的圖形化展示界面，實現(xiàn)對整個廠區(qū)的制水工藝流程的實時監(jiān)控，提供給工作人員一個簡單直接的展示界面。水廠內(nèi)需要監(jiān)測出廠清水的余氯，出廠壓力，出廠總流量。在加壓泵房處、清水池處、源水進(jìn)水口處、大門口處各安裝一個攝像頭。在水廠內(nèi)安裝在線余氯儀、壓力變送器、超聲波流量計、水廠監(jiān)測終端，可實現(xiàn)上述功能。水廠監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)兩級組成集散控制系統(tǒng)，一級是廠中央控制室(上位管理)，二級是區(qū)域控制工作站(現(xiàn)場控制站)。整個系統(tǒng)由一個中央控制室、五個現(xiàn)場控制站組成，中央控制室與現(xiàn)場控制站之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，組成一個PLC 控制網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)借助于人機(jī)接口軟件和編程軟件，使其獲得最佳的控制性能。在中央控制室，通過屏幕漢化的動態(tài)畫面，可觀察全廠的生產(chǎn)過程，并對全廠生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)度，指揮分站操作運行，打印全廠生產(chǎn)報表，繪制曲線，達(dá)到綜合管理的目的。該模塊的主要功能如下：實時監(jiān)測水廠進(jìn)水流量、出水流量、出水壓力，包括實時監(jiān)測各個送水泵的電流、電壓、泵狀態(tài)、泵故障狀態(tài)監(jiān)測清水池水位監(jiān)控自動加氯設(shè)備工作狀態(tài)設(shè)備實時運行曲線展示（2）管網(wǎng)監(jiān)測模塊管網(wǎng)監(jiān)測站大多在野外，現(xiàn)場不具備供電電源。可采用太陽能供電或者高能量鋰電池供電。太陽能供電需要現(xiàn)場要有充足的日照，但是山區(qū)一般樹木較多，每個監(jiān)測點的環(huán)境又不太一樣，而采用鋰電池供電則不存在上述問題。鋰電池供電時可直接將設(shè)備安裝在測井內(nèi)，在微功耗測控終端外加一個防水外殼，可防水防潮，防水等級可達(dá)到IP68。適合野外環(huán)境監(jiān)測。該設(shè)備安裝后，工作人員可以在監(jiān)控中心遠(yuǎn)程監(jiān)測供水管網(wǎng)的壓力及流量情況。科學(xué)指揮各水廠啟停供水設(shè)備，保障供水壓力平衡、流量穩(wěn)定；及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)測爆管事故的發(fā)生。管網(wǎng)監(jiān)測模塊通過地圖展示各個監(jiān)測點的實時狀態(tài)，可實時召測每個監(jiān)測的當(dāng)前數(shù)據(jù)。管網(wǎng)監(jiān)測模塊對各個監(jiān)測點上報的管網(wǎng)壓力數(shù)據(jù)實時分析，當(dāng)監(jiān)測到的壓力數(shù)據(jù)不在正常范圍內(nèi)時，及時生成報警事件。該模塊的主要功能如下：矢量地圖展示監(jiān)測點位置實時監(jiān)測各個監(jiān)測點當(dāng)前壓力值實時監(jiān)測GPRS采集設(shè)備供電電壓設(shè)備工況數(shù)據(jù)展示設(shè)備實時運行曲線展示（3）在線水質(zhì)監(jiān)測模塊可實時對取水地、水廠、管網(wǎng)、二次加壓泵各個水質(zhì)監(jiān)測點進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。當(dāng)水質(zhì)指標(biāo)低于設(shè)定警戒線時系統(tǒng)發(fā)送報警事件。 該模塊的主要功能如下：實時水質(zhì)變化曲線水質(zhì)在線分析（4）視頻監(jiān)控模塊保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，實時視頻監(jiān)控是不可缺少的部分。系統(tǒng)中我們通過視頻服務(wù)器對實時視頻進(jìn)行播放與記錄，并可以通過歷史時間選擇調(diào)出任意時間段的視頻錄像信息，保障了廠區(qū)供水安全，視頻監(jiān)控模塊主要功能如下：實時視頻網(wǎng)絡(luò)服務(wù)歷史視頻信息存儲歷史視頻檢索云臺控制視頻訪問控制服務(wù)排水監(jiān)測模塊 調(diào)度業(yè)務(wù)綜合管理子系統(tǒng)調(diào)度業(yè)務(wù)綜合管理子系統(tǒng)是將整個供水調(diào)度傳統(tǒng)的日常業(yè)務(wù)工作及流程進(jìn)行電子化、數(shù)字化管理。調(diào)度業(yè)務(wù)數(shù)字化管理是調(diào)度平臺建設(shè)的重要組成部分，是提升調(diào)度管理水平的重要環(huán)節(jié)。 調(diào)度輔助決策與優(yōu)化子系統(tǒng)城市供水系統(tǒng)的調(diào)度輔助決策與優(yōu)化是在保證安全可靠，保質(zhì)、保量地滿足用戶用水要求的前提下，根據(jù)供水SCADA系統(tǒng)反饋的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、相關(guān)供水系統(tǒng)數(shù)據(jù)和根據(jù)科學(xué)的預(yù)測手段以確定用水量、壓力及其分布情況，運用數(shù)學(xué)上的最優(yōu)化的技術(shù)，從所有各種可能的調(diào)度方案中來確定系統(tǒng)中各種設(shè)備的運行情況，通過調(diào)整運行的方案，在充分達(dá)到水量、水壓、水質(zhì)要求的前提下，盡量使供水系統(tǒng)在總運行中所消耗的費用達(dá)到最低，即減少經(jīng)濟(jì)損失與浪費獲得滿意的經(jīng)濟(jì)效益。調(diào)度輔助決策與優(yōu)化的目標(biāo)是: 降低水泵能量費用減小滲漏水量降低維護(hù)保養(yǎng)費用 大用戶檢測子系統(tǒng)大用戶流量遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的流量數(shù)據(jù)為內(nèi)容，通過點、面的整合為流量分析預(yù)警管理提供技術(shù)支撐。在系統(tǒng)設(shè)計上以監(jiān)測為基礎(chǔ)，預(yù)警為關(guān)鍵。 水質(zhì)監(jiān)測信息管理子系統(tǒng)水質(zhì)信息分析管理子系統(tǒng)是以中心化驗室、各制水廠化驗室、自控在線監(jiān)測儀器為中心，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息采集、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、快速數(shù)據(jù)處理技術(shù)建立對水質(zhì)化驗信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位管理的一個開放的分布式體系，是連接各水質(zhì)工作相關(guān)部門的一個共享性、開放性的應(yīng)用軟件平臺。 城市二次供水管控子系統(tǒng)通過城市二次供水設(shè)施加裝遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，建立調(diào)度管控平臺，對其進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度、監(jiān)管，加強(qiáng)設(shè)備運行的掌控能力，不僅可以保證居民飲用水安全，挖掘供水能力；作為城市供水流程的節(jié)點，還可以通過合理統(tǒng)一調(diào)度節(jié)能降耗、保證水質(zhì)，降低事故發(fā)生，積累運行資料，提高供水生產(chǎn)的可靠性和科學(xué)管理水平；同時，也可以對城市管網(wǎng)的壓力進(jìn)行統(tǒng)計分析、指導(dǎo)管網(wǎng)改造、提供供水預(yù)測，有利于管網(wǎng)故障的快速定位及報警搶險。 異常事件智能化在線監(jiān)測異常事件指的是系統(tǒng)中所有在線監(jiān)控站點的數(shù)據(jù)，達(dá)到或滿足預(yù)先設(shè)定異常判斷條件設(shè)置時，而觸發(fā)相應(yīng)設(shè)置的事件。本方案中的異常事件智能化在線監(jiān)測，在設(shè)計思路上突破傳統(tǒng)異常報警的方式，把其作為一個系統(tǒng)全局中的功能來實現(xiàn)，不僅對系統(tǒng)中全部數(shù)據(jù)進(jìn)行在線監(jiān)控，而且采用智能化的方式的手段。 在線監(jiān)測預(yù)警管理（1）預(yù)警指標(biāo)管理按照供水信息監(jiān)測分類錄入各類需要進(jìn)行預(yù)警監(jiān)測的指標(biāo)。（2）預(yù)警值設(shè)定提供原始數(shù)據(jù)分析功能，根據(jù)分析結(jié)果對水質(zhì)及工程安全的各類預(yù)警指標(biāo)的預(yù)警閥值進(jìn)行設(shè)定，對各類預(yù)警范圍進(jìn)行設(shè)定，包括預(yù)警最小值、最大值設(shè)定。（3）預(yù)警級別設(shè)定依據(jù)水質(zhì)分析評價的分析結(jié)果，與系統(tǒng)設(shè)定的預(yù)警值相對比，如超出則對案件發(fā)生異常的預(yù)警功能，用不同顏色直觀顯示出事件的緊急程度。 報警事件管理報警事件管理主要展示各類實時數(shù)據(jù)的報警信息以及提示工作人員作應(yīng)對響應(yīng)處理。主要分為以下幾個功能：（1）報警事件系統(tǒng)實時顯示并記錄各種報警信息，如壓力/流量的超限、水質(zhì)超標(biāo)、設(shè)備狀態(tài)故障等報警信息。（2）響應(yīng)處理不同的報警有不同的應(yīng)對措施，工作人員根據(jù)應(yīng)對措施處理后，生成報警處置記錄。（3）報警處置記錄管理報警處置記錄，并可以根據(jù)事件以及處理人員查詢到對應(yīng)的記錄。 智慧管網(wǎng)及調(diào)度管理系統(tǒng)（供水管網(wǎng)地理信息GIS系統(tǒng)）管網(wǎng)地理信息管理GIS系統(tǒng)，結(jié)合供水行業(yè)服務(wù)經(jīng)驗和充分融合供水領(lǐng)域的業(yè)務(wù)特點，為供水企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)提供科學(xué)的決策依據(jù)，為企業(yè)業(yè)務(wù)人員提供詳盡的地圖和管線資料。管網(wǎng)地理信息管理GIS系統(tǒng)是供水信息的綜合顯示窗口，是信息共享的一種有效方式，采用文字、圖形、圖像等方式為領(lǐng)導(dǎo)和業(yè)務(wù)人員提供直觀的供水信息。以仿真圖、曲線圖和統(tǒng)計報表等多種方式清晰直觀的進(jìn)行監(jiān)測信息綜合分析，方便用戶對各關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史查詢和對比分析。該系統(tǒng)將是一個能滿足各種業(yè)務(wù)工作、又能夠逐步提供支持決策分析能力的多種用途的管理系統(tǒng)。系統(tǒng)具應(yīng)具備以下特點：圖4 系統(tǒng)特點圖系統(tǒng)結(jié)合二三維一體化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等，實現(xiàn)了管網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的計算機(jī)錄入、編輯；查詢、統(tǒng)計、分析；對各類圖形及統(tǒng)計分析報表顯示和輸出；為爆管、漏水事故的搶修、維修提供快速解決方案，從而實現(xiàn)管網(wǎng)的信息化管理，對供水規(guī)劃、設(shè)計、調(diào)度、搶修提供強(qiáng)有力的科學(xué)決策依據(jù)，并為管網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度奠定良好的基礎(chǔ)，從而大大提高了管網(wǎng)管理工作的效率和質(zhì)量。 管網(wǎng)數(shù)據(jù)管理功能系統(tǒng)提供完整的管網(wǎng)數(shù)據(jù)管理功能，用于實現(xiàn)供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)的動態(tài)管理。 供水管網(wǎng)設(shè)備管理結(jié)合供水管網(wǎng)設(shè)備的整個生命周期進(jìn)行管理，系統(tǒng)可以對處于規(guī)劃、設(shè)計、施工、投運、維護(hù)、計劃報廢、報廢等各階段管線進(jìn)行綜合管理。 供水管網(wǎng)日常管理功能針對供水管網(wǎng)日常管理工作的需要，需提供下列功能支持。查詢功能針對供水管網(wǎng)段、閥門、檢修井等管網(wǎng)設(shè)備，提供空間數(shù)據(jù)和屬性信息間的雙向查詢功能。統(tǒng)計功能統(tǒng)計功能用于對供水管網(wǎng)設(shè)備的材質(zhì)、管徑等進(jìn)行分類統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果能夠輸出，統(tǒng)計圖形能以直方圖，餅圖等方式保存輸出。 系統(tǒng)管理功能這一類功能可以幫助系統(tǒng)管理員對系統(tǒng)進(jìn)行管理，主要包括用戶管理和系統(tǒng)配置管理兩部分功能。在用戶管理方