新型智慧水務(wù)平臺(tái)建設(shè)研究

1、 新型智慧水務(wù)平臺(tái)建設(shè)研究 摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)+運(yùn)用進(jìn)一步深化，基于互聯(lián)網(wǎng)+平臺(tái)構(gòu)建全面感知、整體分析、智能自動(dòng)的管理平臺(tái)是新型智慧水務(wù)的核心建設(shè)內(nèi)容。本文結(jié)合吉林省某水務(wù)集團(tuán)智慧水務(wù)平臺(tái)建設(shè)為例，分析智慧水務(wù)平臺(tái)建設(shè)技術(shù)路線、組建內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)功能。關(guān)鍵詞：智慧水務(wù)平臺(tái)；物聯(lián)網(wǎng)；智能感知；平臺(tái)建設(shè)1.引言當(dāng)前，全球水資源緊張且污染嚴(yán)重，我國(guó)水資源同樣也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，隨著工業(yè)化加快、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，水污染、水資源短缺以及水體環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，水資源問(wèn)題嚴(yán)重制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。為了進(jìn)一步促進(jìn)水資源可持續(xù)發(fā)展及利用效率提升，2016年12月，中國(guó)中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公室發(fā)布公告要求

2、相關(guān)職能部門盡快出臺(tái)相應(yīng)措施，采取行動(dòng)加快智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)。智慧水務(wù)是智慧城市建設(shè)的重要組成部分，是現(xiàn)代化智慧城市建設(shè)重要內(nèi)容，旨在提升水務(wù)管理和服務(wù)水平，為城市的發(fā)展提供更好的支撐，推動(dòng)城市可持續(xù)化發(fā)展。吉林省某水務(wù)集團(tuán)智慧水務(wù)平臺(tái)是在現(xiàn)有水務(wù)信息化的基礎(chǔ)上高度整合信息及開(kāi)發(fā)利用，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)等新技術(shù)與水務(wù)信息系統(tǒng)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)信息共享和智能化管理。通過(guò)水務(wù)信息分析與處理，做出相應(yīng)的輔助決策建議，以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理供水系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)和服務(wù)，提高水務(wù)管理及運(yùn)用效率。2平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容及特征智慧水務(wù)平臺(tái)以供水業(yè)務(wù)為核心，全方位覆蓋了原水、供水、二次供水、污水處理的職能管理，從源頭、過(guò)程控

3、制到績(jī)效評(píng)估進(jìn)行充分把控。以 arcgis 云服務(wù)為基礎(chǔ)平臺(tái)，以業(yè)務(wù)流程為核心，搭建了 17 套業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)日常生產(chǎn)和管理的初步智慧化，提高水務(wù)管理效率，智慧水務(wù)平臺(tái)主要四方面特點(diǎn)，具體內(nèi)容如下：（一）實(shí)時(shí)感知將凈水廠、配水管網(wǎng)、二次供水的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備高效連接起來(lái)，實(shí)時(shí)綜合管理生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，反映從水廠生產(chǎn)到居民用水的全過(guò)程情況，為從源頭到龍頭的管理奠定基礎(chǔ)，保障水務(wù)平臺(tái)能夠有效地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供水變化。（二）全面整合利用 soa 架構(gòu)實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間完全鏈接與融合；利用云計(jì)算進(jìn)行大量信息的分析和保存，實(shí)現(xiàn)信息共享；以 “一張圖 ”為展示模式，集成、展示各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，令管理者能夠高效地、便捷地了解到

4、水務(wù)信息動(dòng)態(tài)。（三）協(xié)同運(yùn)作通過(guò)統(tǒng)一的智慧水務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、運(yùn)行調(diào)度、供水服務(wù)的統(tǒng)一管理，協(xié)同運(yùn)作，達(dá)到資源優(yōu)化配置及高效運(yùn)行的目的，進(jìn)而提高水務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)效率。（四）智慧應(yīng)用充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、智能決策支持等先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合水力學(xué)、水文學(xué)和其他模型，實(shí)現(xiàn)更多的預(yù)判、預(yù)警、預(yù)報(bào)工作，從事后解決的工作方式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)判分析、快速響應(yīng)、高效處理、過(guò)程透明的工作模式，提高水務(wù)管理工作的智慧程度。3.平臺(tái)建設(shè)中采用的技術(shù)路線智慧水務(wù)平臺(tái)綜合運(yùn)用了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、三維實(shí)景技術(shù)、 arcgis 云等新興技術(shù)，通過(guò)新型技術(shù)路線保障水務(wù)平臺(tái)的高效性和科學(xué)性。物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別（rfid）、紅外感

5、應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念，“水聯(lián)網(wǎng)”是物聯(lián)網(wǎng)在水務(wù)行業(yè)上的應(yīng)用與擴(kuò)展，其本質(zhì)是通過(guò)各種信息傳感設(shè)備，將水務(wù)要素傳遞到互聯(lián)網(wǎng)上，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控、計(jì)算、模擬、預(yù)測(cè)和管理的一種涉水網(wǎng)絡(luò)。云 gis 建設(shè)模式與云計(jì)算相同，基于主流的虛擬化技術(shù)，將底層的基礎(chǔ)設(shè)施資源同 arcgis 軟件資源一起，封裝為不同能力的 gis 資源池，滿足供水業(yè)務(wù)上多樣化的應(yīng)用需求。平臺(tái)具有靈活可擴(kuò)展的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合虛擬化管理技術(shù)，能夠在不影響業(yè)務(wù)應(yīng)用的前

6、提下，快速、動(dòng)態(tài)地調(diào)整服務(wù)占有的資源，從而更高效運(yùn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)。另一方面采用三維實(shí)景技術(shù)，通過(guò)三維實(shí)景技術(shù)來(lái)。結(jié)合三維技術(shù)、信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)，建設(shè)以管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（scada 系統(tǒng)）、地理信息系統(tǒng)（gis 系統(tǒng)）、仿真系統(tǒng)為一體的三維管網(wǎng)信息管理平臺(tái)，可科學(xué)管理管網(wǎng)資源及相關(guān)的管網(wǎng)信息，實(shí)現(xiàn)整個(gè)管網(wǎng)的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，可以實(shí)現(xiàn)在各部門同時(shí)查閱、更新管網(wǎng)信息，提高管網(wǎng)信息利用的效率。以數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式，將不同系統(tǒng)、不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合到數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中式管理，采用分布式數(shù)據(jù)總線方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，解決了數(shù)據(jù)多源化、不統(tǒng)一的局面。大數(shù)據(jù)分析是指對(duì)規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析

7、。大數(shù)據(jù)技術(shù)包含數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等熱門技術(shù)。智慧水務(wù)必須將通過(guò)水聯(lián)網(wǎng)采集的海量信息在云平臺(tái)上利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)完成海量數(shù)據(jù)的分析、預(yù)測(cè)、決策，以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理水務(wù)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的整個(gè)生產(chǎn)、管理和服務(wù)流程，使之更加數(shù)字化、智能化、規(guī)范化，從而達(dá)到 “智慧”的狀態(tài)。4.平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的主要功能4.1建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)通過(guò)構(gòu)建專業(yè)的數(shù)據(jù)中心體系，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。存儲(chǔ)來(lái)自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)（scada、營(yíng)業(yè) mis 、管網(wǎng) gis、資產(chǎn)管理級(jí)各運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)） ，通過(guò)數(shù)據(jù)索引專用設(shè)備實(shí)時(shí)從所有數(shù)據(jù)、全文、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、所有海量等數(shù)據(jù)中抽取熱點(diǎn)數(shù)據(jù)生成索引，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)

8、、網(wǎng)絡(luò)原始數(shù)據(jù)和工作業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，并通過(guò)服務(wù)接口向上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的、高效的數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)。4.2搭建展示平臺(tái)通過(guò)數(shù)據(jù)集成平臺(tái)和應(yīng)用集成平臺(tái)共同組成了企業(yè)級(jí)綜合展示平臺(tái)。通過(guò)集成現(xiàn)有及待建的信息系統(tǒng)，組成核心管理平臺(tái)；通過(guò)實(shí)施 esb 企業(yè)服務(wù)總線，建立成、運(yùn)行和管理水務(wù)的企業(yè)級(jí)綜臺(tái)展示平臺(tái)；通過(guò)將管理平臺(tái)中的數(shù)據(jù)整合，服務(wù)于水務(wù)集團(tuán)管理系統(tǒng)，建立高度集成化的信息門戶。在綜合展示平臺(tái)中展示通用運(yùn)行監(jiān)視畫(huà)面（生產(chǎn)、調(diào)度、營(yíng)業(yè)、熱線、 0a、gis、報(bào)裝、表務(wù)等信息系統(tǒng)）、kpi 指標(biāo)曲線圖（要求 kpi 指標(biāo)圖可靈活設(shè)定參數(shù)） 、各類報(bào)警發(fā)布和數(shù)據(jù)報(bào)表。4.3實(shí)現(xiàn)智慧

9、調(diào)度管理建立了智慧調(diào)度管理平臺(tái)，將實(shí)時(shí)監(jiān)控、指揮調(diào)度、數(shù)據(jù)分析、決策支持有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，在管理層和自動(dòng)化控制層之間起到承上啟下的作用。系統(tǒng)以工業(yè)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)共享、分析、交換的基礎(chǔ)平臺(tái)，幫助調(diào)度管理人員快速、準(zhǔn)確地掌握供水生產(chǎn)和管網(wǎng)輸配情況。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，指導(dǎo)生產(chǎn)調(diào)度，及時(shí)準(zhǔn)確生成統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)調(diào)度的數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)、展示、報(bào)警，完成調(diào)度系統(tǒng)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理；建立從原水至用戶的統(tǒng)一調(diào)度管理平臺(tái)，通過(guò)各參數(shù)預(yù)測(cè)模型、運(yùn)轉(zhuǎn)模型、調(diào)度運(yùn)行預(yù)案庫(kù)、事件管理模式、具體方案評(píng)估系統(tǒng)等，綜合運(yùn)算給出優(yōu)化調(diào)度方案來(lái)輔助調(diào)度決策；實(shí)現(xiàn)在線調(diào)度，獲取 scada 系統(tǒng)當(dāng)前數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)根據(jù)約束條件壓

10、力、水量等配置操作預(yù)案，驗(yàn)證操作預(yù)案的可行性及其優(yōu)化程度，給出完整的預(yù)案提供調(diào)度，發(fā)出調(diào)度指令等；快速提供準(zhǔn)確的供水管網(wǎng)信息，具有管網(wǎng)數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)快速查詢與統(tǒng)計(jì)、事故緊急處理、模擬分析等功能，通過(guò) gis 系統(tǒng)、外勤管理系統(tǒng)、表務(wù)管理系統(tǒng)、工程管理系統(tǒng)等，能夠直觀查清供水管網(wǎng)現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)日常業(yè)務(wù)操作總體監(jiān)控，提高供水管網(wǎng)的管理效率、質(zhì)量和水平，為管網(wǎng)管理業(yè)務(wù)、管網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控、績(jī)效考核等提供準(zhǔn)確的、精細(xì)化的基礎(chǔ)信息。以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)共享、分析、交換的基礎(chǔ)平臺(tái)，匯集了原水泵站、凈水廠、加壓泵站的工藝運(yùn)行參數(shù)，以及管網(wǎng)流量、壓力、水質(zhì)監(jiān)測(cè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)取、凈、配運(yùn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、展

11、示、報(bào)警等融合體系，幫助管理人員快速、準(zhǔn)確地掌握生產(chǎn)情況，實(shí)現(xiàn)從源頭到龍頭的管理。5.結(jié)語(yǔ)新型智慧水務(wù)平臺(tái)從水務(wù)數(shù)字化、信息化入手，立足現(xiàn)狀，強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)感知、全面整合、智慧應(yīng)用和協(xié)同運(yùn)作，充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云 gis、大數(shù)據(jù)分析、三維實(shí)景技術(shù)、 soa 架構(gòu)等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建新一代水務(wù)綜合信息管理平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)融合、資源共享的目標(biāo)，加快推進(jìn)水務(wù)現(xiàn)代化建設(shè)。智慧水務(wù)是針對(duì)涉水事務(wù)綜合管理的復(fù)雜系統(tǒng)，涉及多方面、多層次、多要素資源的整合、集成、開(kāi)發(fā)和利用，需投入較大的人力、物力、財(cái)力，開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)。目前，智慧水務(wù)平臺(tái)建設(shè)還處于起步階段，需要有關(guān)部門統(tǒng)籌協(xié)調(diào)頂層設(shè)計(jì)、整合信息資源。要充分整合利用各單位、各部門積累的數(shù)據(jù)資源和軟硬件資