“智慧水务”理念在二次供水系统中的
实践
摘要：随着城市供水的不断拓展,供水管理的难度增大,供水领域实施智慧水务是保障供水安全,提升管理能力,增加经济效益的重要举措。本文围绕供水企业管理存在的问题,实施智慧水务管理效能的提升、供水企业在维持经济稳定发展、促进和谐社会建设发挥重要作用进行论述。
关键词:“智慧水务”理念；二次供水系统；的实践 引言
基于大数据的智慧水务利用物联网、5G、云、AI、大数据等新一代信息技术与水务运维相结合。通过对感知数据的抓取，利用5G网络及时传输对所有数据进行规整建立数据仓，深度挖掘其价值，按照行业维度进行数据分析，对业务状况进行评估。实现水务业务系统的资源数据化、控制智能化、服务精准化、决策科学化，使水务运营智能高效、管理科学合理、服务优质、环保低碳，提升水质、降本增效、保障供水安全。
1公司供水管理中存在的问题
1）城市热力管网、道路改造施工时,供水管网与供热管网设计交叉、管线穿越道路等情况较多,供水管线埋深、走向标注等不明晰,热力管道沟槽开挖及道路改造中毁坏供水管网时有发生,致使局部区域供水中断,给用户的正常生产生活带来不便。2）随着新区建设范围的不断增大,新建供水管网的逐年延伸,注册用水户的增加,片区管理员在供水管线巡查、用户抄表、设备的维护、保养、管网压力检测、水量通知单送达等管理环节,增加的管网线路巡查、设备维护等,加大了管理员的工作强度。由于管理人员精力有限,可能造成部分管网管理缺失,将会影响到管网的安全运行。3）北方易受极端气候的影响,部分管道由于过去施工受限,管道填埋深度不足,夜间供水管道受低温冻胀影响,管道有时发生爆管,巡线管理
人员如不能及时查明管道事故位置,采取处置措施补救,会导致局部管网压力骤降,大量漏水造成冬季路面结冰,导致道路交通中断和局部区域停水,影响到居民日常生产生活。4）用户水量缴费需用户管理员将每月水量抄表,并将通知单送达至用户,用户根据催费单到公司水费营业厅缴费。由于从用户抄表、通知单的填写、送达、水费上缴等工作管理环节多,如果忙于其他事务而发生通知单下达滞后,则水费就不能按月及时收回,发生水费拖欠、延迟缴费等现象。5）管网分区管控建设先天不足,管网压力监测设备缺失,分区管理员管护被动应付,管网事故发生后无法及时采取控制措施,仅通过群众或者管理员巡查才获得信息,事故发生不能提前预警,信息滞后造成许多不必要的损失浪费。管理跟不上、设备的老化,大面积停水事故,造成社会面影响极坏。
2智慧供水管理平台建设总体架构 2.1方案设计理念
1）平台按“无人值班，少人值守”标准进行总体设计，本着安全可靠、技术先进、经济、实用的原则进行设备配置。2）泵房设备与管理平台通讯中断时，可提供补发功能，确保网络中断期间的数据不丢失。3）平台实现远程实时采集和控制，同时考虑到控制带来的安全性问题，若开通下发控制功能，双方需签订安全保障协议以确定责任划分。4）系统配置和设备选型适应社会发展迅速的特点，充分利用计算机领域的先进技术，系统达到当前行业内先进水平。5）采用全分布开放式系统，便于功能和硬件的扩充。软件模块化、结构化设计，使系统更能适应功能的增加和规模的扩充。6）平台实现管控结合，能够更好地对二次供水泵房进行监控管理，保障二次供水泵房更加安全、稳定的运行。7）平台可实现将数据监控、视频监控、门禁及声光报警、PDA巡检、运行及维保管理等系统深度融合，可以弹出界面调用或进行数据共享。8）针对性的技术方案设计及各模块数据互通的可行性分析。9）对平台采集终端的可靠性、人机交互设计合理性、系统性能优化、移动端支持程度等度进行详细说明。
2.2应用架构设计
本平台系统分为物联网系统和平台管理两部分。物联网系统除负责现场数据采集传输外，还支持现场自动化控制、现场水箱调蓄、供水冗余控制、末端管网爆管预测、安防联动控制、水质预警联动、工业系统加密等工作。平台管理负责数据的分析处理、故障诊断维护、工单管理、生命周期管理、安防管理、能耗管理、水箱管理等工作。其中，物联网系统是现场互联自控的基础，平台管理是企业发挥智慧化供水管理的核心工具和手段。
2.3系统组成
智慧供水管理平台由监控中心、网络传输、泵房子站系统、现场传感器及视频、门禁系统组成。数据采集层负责数据的采集和控制，传感器负责采集现场的信息，如进出水压力、流量、液位、泵状态、耗电量、余氯、浊度等，现场控制系统负责泵房设备的就地控制，如泵的启停、切换及传感器数据的收集、故障报警等。现场传感器和控制器（PLC）通过DI/AI和现场总线（Modbus）的方式接入网关或工业控制控机。传输网络负责数据的传输和控制指令的下发，可采用有线方式或无线方式及二者的结合，通过工业互联网网关接入公网数据采集层负责所有泵站系统的数据采集，包括信息的汇聚，控制指令的下发，同时提供标准接口，对第三方提供数据。数据分析层负责数据的清洗处理和存储；业务层是针对供水业务的具体实现包括报表系统、综合报警、故障诊断、协制、运行分析（能耗分析、用水趋势分析等）的综合管理。视频系统采用本地存储的方式，将现场的视频信号存储到硬盘录像机，通过平台的视频监控模块可以远程调用视频信息，进行监控。配合门禁系统，实现照明设备、摄像装置的联动，对进出泵房的人员进行管理；可查看设备运行过程中的实时数据和历史数据。各个子系统协同工作，保证智慧供水管理系统安全可靠高效的运行。根据远程水表提供的压力、流量比值可计算出管网的周、月、年漏损率 , 依据漏损率跟踪管网漏点 , 同时依据管网的压力在线监测的反馈 , 调度人员根据数据信息 , 认真分析研判 , 科学决策 , 安排人员对管网排检 , 对管网隐患部位快速处置 , 降低管网水量损失 , 节约了水资源。2019 年、2020 年、2021 年公司管网的漏损率分别为 9.51%、8.63%、6.3%, 新设备的投入运行 , 管理上的精心维护 , 漏损率较上年有大幅度的下降 , 为促进公司效益的稳步增长提供了强有力
的保证。 结语
智慧水务是一个融合多种信息的管理系统,能够显著提高企业管理主动服务意识的力度和管理效率,对提升供水质量,降低企业在供水管理过程中存在的安全风险和运行成本,保障城市供水安全,具有十分重要的作用。同时也能够在一定程度上提升供水企业的社会形象,促进供水服务管理迈向科学化、智能化、精细化、主动化,为城市基础性设施建设做出贡献,对推动城市经济全面发展、促进和谐社会建设意义十分重大。
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