1背景研究

在城市化進程下，城市運營模式.城市建設發(fā)展工作難度顯著提升，為了促使城市持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，應當順應當前智能化與現(xiàn)代化發(fā)展腳步，實現(xiàn)智慧管理。水務作為城市建設重要組成部分，信息化平臺可以促使水務管理效率與質量顯著提升，因此得到了人們的廣泛重視。在當前智慧水務以及信息技術迅猛發(fā)展背景下，國內也紛紛建設信息化平臺，但是對應的軟件數(shù)量比較多.種類也比較繁雜，依然存在許多有待優(yōu)化的問題。而國家針對城市水務管理工作也提出了全新的要求，在進行智慧綜合管理平臺建設過程中，應當綜合考慮當前智慧城市建設主體，在對應的框架下統(tǒng)籌安排，實現(xiàn)雙向融匯，促使智慧水務發(fā)展。

2智慧水務綜合管理平臺建設存在的分析

2.1大數(shù)據(jù)分析不夠，多源異構數(shù)據(jù)還需要進一步整合

數(shù)據(jù)作為整個智慧水務綜合管理的關鍵，在實際運用過程中，數(shù)據(jù)比較復雜，對應的來源也比較廣泛，并且這些數(shù)據(jù)格式以及屬性之間存在較大差異，因此在進行智慧水務綜合管理平臺構建中，需要整合數(shù)據(jù)內容與格式，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫。但是當前大部分工作人員并沒有跟上時代發(fā)展，缺少大數(shù)據(jù)思維，無法建立起水務業(yè)務與信息化之間的互相融匯與，對應的管理部門重要業(yè)務信息系統(tǒng)建設方面也需要進一步完善，各個業(yè)務系統(tǒng)標準還需要進一步的統(tǒng)一。除此之外，因為第三方系統(tǒng)開發(fā)性較強，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的共享與互通，成為了當前研究中的技術難點。

2.2業(yè)務協(xié)同有待深化，分散資源還需要進一步整合

除了基本的數(shù)據(jù)之外，智慧水務綜合管理系統(tǒng)的體系構建也是關鍵內容，在進行指標體系建設的過程中，相關技術人員需要掌握水務業(yè)務情況，了解不同層次管理者關注的重要內容，進而可以生成與實際管理相匹配的業(yè)務指標體系。而在生成業(yè)務指標體系的基礎上，促使數(shù)據(jù)組織聯(lián)系到一起，當前水務信息系統(tǒng)建設的年代不同.分散臨時性需求比較多，而不同的承擔單位在技術方面有著較大的區(qū)別，系統(tǒng)無法打通，進而導致數(shù)據(jù)出現(xiàn)孤島現(xiàn)象。

2.3信息管理不夠及時，運維的方式還需要進一步提升

當前大部分地區(qū)的信息系統(tǒng)運維之間缺少緊密聯(lián)系，基本都是交給不同單位來負責，導致信息管理缺少準確性與及時性。通過對智慧水務數(shù)據(jù)集成以及綜合管理系統(tǒng)技術的研究，在面對不同對象時，可以提供對應的展示界面進而實現(xiàn)分區(qū)管理，做到多系統(tǒng)聯(lián)合辦公，為水務公司不同單位運維管理提供針對性以及可靠的應急處理方案，使水務公司管理層以及水廠管理層決策以及工作順利開展。

3智慧水務綜合管理平臺建設的重要意義與價值

結合當?shù)厮Y源基本現(xiàn)狀以及水環(huán)境綜合治理實際需求，將計算機通信網(wǎng)絡與各采集控制終端作為重要基礎，實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng).大數(shù)據(jù)以及人工智能等多種先進技術的靈活運用，統(tǒng)籌規(guī)劃.系統(tǒng)治理，形成良好的智慧水務綜合管理應用體系，對應的信息采集呈現(xiàn)出自動化，信息系統(tǒng)集成化.決策調度智慧化以及公眾服務便捷化特點，實現(xiàn)對知識的覆蓋，進而掌握相關信息，傳輸時間也并沒有局限性，貫穿到整個工作中，保證城市稅工作的管理水平顯著提升，構建我國比較先進的智慧水務工程。

3.1貫徹城市相關政策與制度

綜合分析當前各個城市智慧水務項目實現(xiàn)靈活運用，在此過程中應當包含供水全過程.涵蓋水量.水壓.水質以及水設施等信息采集.處理以及控制體系，促使水務管理效率與質量顯著提升，滿足當前城市建設國家新型智慧城市的戰(zhàn)略目標。

3.2水務精細化管理的重要意義

用水務精細化與智慧化管理是當前水務事業(yè)發(fā)展的關鍵，而當前水務信息化發(fā)展中存在著數(shù)據(jù)壁壘補償以及智能應用程度較低.業(yè)務協(xié)同形式比較簡單等多個方面問題，通過智慧水務綜合管理平臺，保證水務管理呈現(xiàn)出信息化特點，跟上當前時代發(fā)展的腳步，整個的自動化控制水平將顯著提升。

3.3提升城市水安全保障能力的必然選擇

構建智慧水務綜合管理平臺，使排水防澇工程體系更加完善，降低城市洪澇災害的發(fā)生概率，保證城市突發(fā)事件的應急處理能力顯著提升。除此之外，還為當?shù)嘏潘局贫▋葷硨Σ咭约皯睋岆U預案提供了良好的決策支持，保證城市水質污染以及水務調度等工作順利開展。

4 智慧水務綜合管理系統(tǒng)組成分析

4.1地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)主要是地理科學.空間科學以及計算機發(fā)展持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展背景下所衍生出來的，主要是通過對計算機技術的靈活運用做好空間數(shù)據(jù)管理。目前GIS已經(jīng)普及到城市管理各個方面，國內也有許多發(fā)達的城市實現(xiàn)了對GIS技術的靈活運用，將其與城市排水聯(lián)系到一起，開發(fā)各自的排水管網(wǎng)系統(tǒng)。未來城市排水信息系統(tǒng)發(fā)展中城市排水管理需要靈活運用GIS技術。

下面將從GIS平臺功能出發(fā)，在這一基礎上構建排水系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對排水箱涵可視化信息管理，掌握排水箱涵地理空間信息.屬性數(shù)據(jù)以及工程信息，進一步分析排水箱涵資產(chǎn)狀態(tài)，掌握排水箱涵的實際情況。在此過程中，將排水箱涵運維工程精細化管理作為主要目標，完善業(yè)務流程，實現(xiàn)對整個運維工程的動態(tài)化管理。

4.2項目管理系統(tǒng)

排水管網(wǎng)運維作為一項長期的工作，在以往管理模式中，各個單位以及層級之間溝通過程中需要消耗較大成本，對應的效率也比較低。面臨著繁雜的事物，對應的施工周期顯著提升，項目中存在著各種各樣的問題，所以許多數(shù)據(jù)信息并沒有得到良好的運用。

當前項目管理系統(tǒng)基本上都是通過完善工程數(shù)據(jù)錄入以及項目管理模式，構建完善的規(guī)范化業(yè)務流程，促使排水箱涵運維工程管理模式顯著提升，在此過程中做好排水箱涵運維工程數(shù)據(jù)信息錄入.粗存.管理以及流轉，進而方便管控整個運維工程。

4.3移動管理系統(tǒng)

移動管理系統(tǒng)直接建立起了GIS技術與移動通信技術之間的緊密聯(lián)系，對應的工作人員可以通過手機.平板等移動設備這一載體實現(xiàn)對排水管網(wǎng)巡查工作的數(shù)字化管理。選差人員在日常工作中可以將移動設備作為主要載體，針對自己管轄范圍內的設備進行巡查。在發(fā)現(xiàn)問題后，將對應的信息上傳到平臺上，促使巡查養(yǎng)護工作效率顯著提升，降低了人工成本的支持，直接優(yōu)化了以往現(xiàn)場錄入時自己不夠清晰或者出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤的現(xiàn)象。

5智慧水務綜合管理系統(tǒng)功能分析

排水管網(wǎng)綜合管理平臺主要是以運維管理過程作為重要基礎，在這一基礎上做好箱涵以及相關運維工程的管理工作。在此過程中可以將后臺手機運維數(shù)據(jù)信息融入到GIS，為箱涵管理部門提供相關的GIS平臺圖形化展示工具。

5.1綜合管網(wǎng)

綜合將會直接彰顯出行業(yè)主管部門管理區(qū)域內箱涵走向以及箱涵有關檢查井.接入口以及工程.盲區(qū)的地理面貌，進而更好的查詢到地理位置與屬性參數(shù)，了解排水管網(wǎng)實際施工情況。

5.1.1數(shù)據(jù)展示

通地圖真實箱涵地理位置，靈活運用管網(wǎng)查詢掌握當前箱涵以及相關設施的屬性信息。不同對象所展示的內容有著明顯區(qū)別，其中包括了選擇箱涵展示箱涵編號.名稱.長度.大小以及埋深等等，選擇對應的檢查井則顯示編號.名稱.坐標以及井蓋材料等等。

5.1.2工況展示

利用地圖將整個工況圖形化展示出來，可以使用戶們更加直觀了解運維工程實際情況，同時通過對查詢功能的靈活運用，查詢每段箱涵的歷史工程記錄，使整個內容以文字.圖片以及音頻的方式呈現(xiàn)出來。

5.1.3事件展示

巡查人員應當利用移動子系統(tǒng)上報的事件將會在地圖上通過醒目的方式呈現(xiàn)出來，在點擊后詳細信息也會展現(xiàn)出來，并且還有從便捷操作按鍵，使管理人可以快速的執(zhí)行與操作。

5.1.4管網(wǎng)查詢

查詢方式包括了支持點查詢.查詢.沿線查詢與緩沖區(qū)查詢等多種方式，而查詢結果的范圍將會生成一個表格，方便管理人員去選擇。后選擇箱涵設施比較高的顯示出來，通過提示框的方式掌握更多的詳細參數(shù)信息。

5.1.5管網(wǎng)統(tǒng)計

管網(wǎng)統(tǒng)計主要是針對轄區(qū)氛圍內的進行科學的統(tǒng)一，更好的展示出各箱涵檢查井以及接入口設施的數(shù)量，隨后與項目管理中的數(shù)據(jù)進行對接，明確工程以及費用概況。

5.2項目管理

項目管理的主要作用就是使整個項目實施過程中所產(chǎn)生的大量信息能夠實時.同步且統(tǒng)一的傳遞給項目相關方。因此在項目過程中應當記錄好項目信息，把控項目關鍵點，了解項目實施現(xiàn)象，在這一基礎上做好工程基本信息.施工質量以及過程文檔的管理。

5.2.1業(yè)務審核

業(yè)務審核需要落實到所有能夠審批的業(yè)務流程中，在此過程中根據(jù)工作流程以及可視化圖形管理思路，進一步完善項目審批流程以及業(yè)務流程管理過程，促使各個單位以及各個層級之間實現(xiàn)業(yè)務流轉。因為上一節(jié)點流傳來的審批信息將會被展示出來，不同業(yè)務流程，對應的審批流程將會存在著較大差距。面對不同角色對應的審批權限有著明顯區(qū)別，單純通過審批本限下項目信息，實現(xiàn)對流轉到的項目進行科學的審批與進度查詢。

5.2.2項目管理

項目管理主要就是以單項工程管理模式，構建一個從計劃制定到施工申請以及工程實施后的驗收的業(yè)務閉環(huán)，實現(xiàn)對箱涵運維工程基本信息.施工方案.施工過程等信息的科學管理。同時還需要創(chuàng)新辦公方式，做好工程進度的動態(tài)化管理，保證審批管理效率與質量顯著提升。

項目管理主頁面除了基本的項目信息之外，還需要劃分整個工程業(yè)務流程。不同類型運維工程的業(yè)務流程有著明顯區(qū)別，通過對當前流程的調查與分析，梳理流程狀態(tài)，進而形成完善的業(yè)務閉環(huán)。

每個業(yè)務流程都具有的操作頁面，對應的業(yè)務流程需要根據(jù)工程進展有序開展。而在流程推進的過程中，不同項目的工作人員可以根據(jù)流程中的分工進行數(shù)據(jù)的錄入。在此過程中施工單位對施工作業(yè)全流程的過程文檔進行編輯與提交。通過對工程實施過程分析，記錄整個構成，方面后續(xù)工程數(shù)據(jù)信息的查詢與統(tǒng)計。

5.2.3事件管理

事件管理主要負責的工作內容就是記錄110或者熱心市民電話上報的事件。對應的管理人員可以整合相關事件內容隨后生成工單，將其發(fā)送給對應的施工單位，為起操作提供的指導。

5.2.4統(tǒng)計分析

針對系統(tǒng)中記錄的數(shù)據(jù)需要從各個維度進行統(tǒng)計，隨后通過圖形化界面更加生動的展示出來，目前比較常見的包括柱狀圖.折線圖.餅狀圖與儀表盤等圖形種類。除此之外，還可以利用Excel報表工具，將對應的報表更好的展示與打印出來。而在系統(tǒng)中存在許多歷史數(shù)據(jù)，可以利用圖像與報表的方式進行專項數(shù)據(jù)展示，進而滿足建設單位對項目管控以及決策登記的基本要求。

6智慧水務綜合管理平臺運用策略

6.1數(shù)據(jù)采集自動化

可以針對水務核心業(yè)務，構建科學完善的檢測體系，更好的感知全要素涉水信息，在此過程中還可以實現(xiàn)對雷達.衛(wèi)星或者互聯(lián)網(wǎng)等技術構建智能感知體系，建立起信息之間的聯(lián)系，實現(xiàn)資源共享，逐漸形成綜合化水務立體感知檢測體系。除此之外，還應當制定各類信息編碼.標識.展示的統(tǒng)一，且深入的采集城市水務信息，其中包括了雨量.水位.積水以及流量等等，在這一基礎上匯集水務信息，實現(xiàn)科學的儲存與交換，形成完善智慧綜合管理數(shù)據(jù)庫，為水務綜合管理平臺的靈活運用提供良好的數(shù)據(jù)支持。

6.2信息系統(tǒng)集成化

當前大部分城市水務業(yè)務系統(tǒng)呈現(xiàn)出分散化以及信息孤島的特點，在此過程中可以間數(shù)據(jù)倉庫設置為數(shù)據(jù)存儲模式，將所有系統(tǒng)以及業(yè)務數(shù)據(jù)多源異構數(shù)據(jù)整合到其中，實現(xiàn)集中化管理，進而形成智慧水務綜合化應用平臺，其中包括了排水防澇的預警應急功能以及水資源智能監(jiān)控功能.供水檢測調控功能等，實現(xiàn)信息化管理，將綜合整治業(yè)務過程的整體智慧水務解決方案。

6.3決策調度智慧化

在現(xiàn)代化背景下，通過對先進技術理念的靈活運用，進一步挖掘與探索智慧水務應用系統(tǒng)中的海量信息，能夠做到對防洪排澇預警.應急智慧調度工作的智慧化決策.水廠管網(wǎng)數(shù)字化管養(yǎng)維護的智慧化管理，保證城市城區(qū)水資源以及水環(huán)境問題水平以及應急能力顯著提升，為智慧水務建設提供良好的服務。

6.4公眾服務便捷化

為了更好發(fā)揮出智慧水務工作的質量，應當靈活運用移動社交網(wǎng)絡，為城市水務建設與公眾搭建互動性平臺，調動公眾對城市智慧水務建設以及維護的積性與主動性，進而通過精細化與動態(tài)化的方式促使城市水務管理工作順利開展。

7AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平臺

7.1平臺概述

安科瑞電氣具備從終端感知.邊緣計算到能效管理平臺的產(chǎn)品體系，AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平臺通過在污水廠源.網(wǎng).荷.儲.充的各個關鍵節(jié)點安裝保護.監(jiān)測.分析.治理裝置，用于監(jiān)測污水廠能耗總量和能耗強度，重要監(jiān)測主要用能設備能效，保護污水廠運行安全可靠，提高污水廠能效，為污水處理的能效管理提供科學.精細的解決方案。

7.2平臺組成

AcrelEMS智慧水務綜合能效管理系統(tǒng)由變電站綜合自動化系統(tǒng).電力監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)組成，涵蓋了水務中壓變配電系統(tǒng).電氣安全.應急電源.能源管理.照明控制.設備運維等，貫穿水務能源流的始終，幫助運維管理人員通過一套平臺.一個APP實時了解水務配電系統(tǒng)運行狀況，并且根據(jù)權限可以適用于水務后勤部門管理需要。

7.3平臺拓撲圖

7.4平臺子系統(tǒng)

7.4.1變電站綜合自動化系統(tǒng)及電力監(jiān)控

對水務配電系統(tǒng)中35kV.10kV電壓等級配置繼電保護和弧光保護，實現(xiàn)遙測.遙信.遙控.遙調等功能，對異常情況及時預警。

監(jiān)測變壓器.水泵.鼓風機的電流.電壓.有功/無功功率.功率因數(shù).負荷率.溫度.三相平衡.異常告警等數(shù)據(jù)。

7.4.2電能質量監(jiān)測與治理

水務中大量的大功率電機.水泵變頻啟動導致配電系統(tǒng)中存在大量諧波，通過監(jiān)測其配電系統(tǒng)的諧波畸變.電壓波動.閃變和容度指標分析其電能質量，并配置對應的電能質量治理措施提高供電電能質量。

7.4.3電動機管理

馬達監(jiān)控實現(xiàn)水務中電機的保護.遙測.遙信.遙控功能，電動機保護器能對過載.短路.缺相.漏電等異常情況進行保護.監(jiān)測和告警。.準確地反映出故障狀態(tài).故障時間.故障地點.及相關信息，對電機進行健康診斷和預防性維護。同時支持與PLC.軟啟.變頻器等配合，實現(xiàn)電動機自動或遠程控制，監(jiān)視.控制各個工藝設備,保障正常生產(chǎn)。

7.4.4能耗管理

為水務搭建計量體系，顯示水務的能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助水務分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區(qū)域。

將所有有關能源的參數(shù)集中在一個看板中，從多個維度對比分析，實現(xiàn)各個工藝環(huán)節(jié)的能耗對比，幫助領導掌控整個工廠的能源消耗，能源成本，標煤排放等的情況。

能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計采集水務中污水廠.自來水廠.水泵站等的用電.用水.燃氣.冷熱量消耗量，同環(huán)比對比分析，能耗總量和能耗強度計算，標煤計算和CO2排放統(tǒng)計趨勢。

能效分析按計量架構，分別進行能效分析，契合能源管理體系要求，可對各車間/職能部門的能效水平進行分析，同比.環(huán)比.對標等。通過污水處理產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在污水單耗中生成污水單耗趨勢圖，并進行同比和環(huán)比分析，同時將污水的單耗與行業(yè)/國家/國際先*指標對標，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

7.4.5智能照明控制

系統(tǒng)為污水廠.自來水廠.水泵站等提供了照明控制管理方案，支持單控.區(qū)域控制.自動控制.感應控制.定時控制.場景控制.調光控制等多種控制方式，模塊可根據(jù)經(jīng)緯度自動識別日出日落時間實現(xiàn)自動控制功能，盡量利用自然光照，實現(xiàn)室內.廠區(qū)照明的智能控制達到安全.節(jié)能.舒適.的目的。

7.4.6電氣安全

7.4.6.1電氣火災監(jiān)測

監(jiān)測配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度，實現(xiàn)對污水廠.自來水廠.水泵站的電氣安全預警。

7.4.6.2消防應急照明和疏散指示

根據(jù)預先設置的應急預案快速啟動疏散方案引導人員疏散。系統(tǒng)接入消防應急照明指示系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過平面圖顯示疏散指示燈具工作狀態(tài)和異常情況。

7.4.6.3消防設備電源監(jiān)測

監(jiān)測消防設備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災時消防設備可以正常投入使用。

7.4.6.4防火門監(jiān)控系統(tǒng)

防火門監(jiān)控系統(tǒng)集中控制其各終端設備即防火門監(jiān)控模塊.電動閉門器.電磁釋放器的工作狀態(tài)，實時監(jiān)測疏散通道防火門的開啟.關閉及故障狀態(tài)，顯示終端設備開路.短路等故障信號。系統(tǒng)采用消防二總線將具有通信功能的監(jiān)控模塊相互連接起來，當終端設備發(fā)生短路.斷路等故障時，防火門能發(fā)出告警信號，能指示告警部位并保存告警信息，保障了電氣安全的可靠性。

7.4.7環(huán)境監(jiān)測

污水廠.自來水廠.水泵站等場所溫濕度.煙霧.積水浸水.音頻.UPS電池間可燃氣體濃度展示和預警，保障污水廠.自來水廠.水泵站等安全運行。當可燃氣體或有害氣體濃度超標可自動啟動排風風機或新風系統(tǒng)，排除隱患，保持良好的水處理環(huán)境。

7.4.8分布式光伏監(jiān)測

實時監(jiān)測低壓并網(wǎng)柜每路的電流.電壓.功率等電氣參數(shù)及斷路器開關狀態(tài)，逆變器運行監(jiān)視，對逆變器直流側每一光伏組串的輸入直流電壓.直流電流.直流功率，逆變器交流電壓.交流電流.頻率.功率因數(shù).當前發(fā)電功率.累計發(fā)電量進行監(jiān)測，以曲線方式繪制上述監(jiān)測的各個參量的歷史數(shù)據(jù)。

平臺結合廠區(qū)實際分布情況，通過3D或2.5D平面圖顯示分布式光伏組件在屋頂.車棚的分布情況，顯示匯流箱.并網(wǎng)點位置，各個屋頂?shù)难b機容量。

7.4.9工藝仿真監(jiān)控

平臺通過2D.3D方式實時監(jiān)視粗格柵.污水提升.細格柵.曝氣沉砂.改良生化處理.二沉.加接觸.污泥濃縮壓濾.生物等工藝設備運行狀態(tài)。在格柵清渣機.污水提升泵.回流泵.曝氣風機.加藥泵.濃縮壓濾機.吸沙泵.吸泥泵等低壓電動機控制柜或低壓饋電柜安裝電動機保護，進行短路.過流.過載.起動超時.斷相.不平衡.低功率.接地/漏電.te保護.堵轉.逆序.溫度等保護以及外部故障連鎖停機，與PLC.軟啟.變頻器等配合，實現(xiàn)電動機自動或遠程控制，監(jiān)視.控制各個工藝設備,保障正常生產(chǎn)。

8相關平臺部署硬件選型清單

8.1電力監(jiān)控.電能質量.電動機管理及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

8.2智能照明系統(tǒng)

9結束語

根據(jù)上述文章敘述，當前城市建設已經(jīng)提升了水務管理工作重視程度，為了跟上現(xiàn)代化技術發(fā)展，應當構建智慧水務綜合管理平臺。在此過程中可以發(fā)揮出GIS系統(tǒng)所具有的優(yōu)勢，強化空間地理信息以及屬性數(shù)據(jù)存儲與管理能力，根據(jù)實際運維情況構建排水管網(wǎng)綜合管理平臺，對應的管理人員能夠更好的掌握排水管網(wǎng)以及設施空間位置，動態(tài)化監(jiān)督工程進度，為整個水務工作順利開展奠定堅實基礎。

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