浅谈智慧水务综合管理平台研究与运用

安科瑞 陈聪

摘要：在当前城市持续稳定发展背景下，人们生活水平显著提升，用水量不断增长，地下排水基础设施不断扩张，使对应的管理工作迎来全新挑战。一直延续着传统的方式进行排水的管理工作已经无法满足社会发展需求，存在着许多有待优化的问题，其中比较常见的包括了资料储存方式多样.图纸更新频率比较低以及纸质档案不方便调阅等等。处在当前智能化与现代化背景下，相关工作人员应当灵活运用互联网技术与移动通信技术，构建智慧综合管理平台，为建设.监理以及施工等单位工作的顺利开展提供良好支持。

关键词：智慧水务；综合管理平台；管理平台研究；优化调整；可视化

1背景研究

在城市化进程下，城市运营模式.城市建设发展工作难度显著提升，为了促使城市持续稳定的发展，应当顺应当前智能化与现代化发展脚步，实现智慧管理。水务作为城市建设重要组成部分，信息化平台可以促使水务管理效率与质量显著提升，因此得到了人们的广泛重视。在当前智慧水务以及信息技术迅猛发展背景下，国内也纷纷建设信息化平台，但是对应的软件数量比较多.种类也比较繁杂，依然存在许多有待优化的问题。而国家针对城市水务管理工作也提出了全新的要求，在进行智慧综合管理平台建设过程中，应当综合考虑当前智慧城市建设主体，在对应的框架下统筹安排，实现双向融汇，促使智慧水务发展。

2智慧水务综合管理平台建设存在的分析

2.1大数据分析不够，多源异构数据还需要进一步整合

数据作为整个智慧水务综合管理的关键，在实际运用过程中，数据比较复杂，对应的来源也比较广泛，并且这些数据格式以及属性之间存在较大差异，因此在进行智慧水务综合管理平台构建中，需要整合数据内容与格式，形成统一的数据库。但是当前大部分工作人员并没有跟上时代发展，缺少大数据思维，无法建立起水务业务与信息化之间的互相融汇与，对应的管理部门重要业务信息系统建设方面也需要进一步完善，各个业务系统标准还需要进一步的统一。除此之外，因为第三方系统开发性较强，无法实现数据之间的共享与互通，成为了当前研究中的技术难点。

2.2业务协同有待深化，分散资源还需要进一步整合

除了基本的数据之外，智慧水务综合管理系统的体系构建也是关键内容，在进行指标体系建设的过程中，相关技术人员需要掌握水务业务情况，了解不同层次管理者关注的重要内容，进而可以生成与实际管理相匹配的业务指标体系。而在生成业务指标体系的基础上，促使数据组织联系到一起，当前水务信息系统建设的年代不同.分散临时性需求比较多，而不同的承担单位在技术方面有着较大的区别，系统无法打通，进而导致数据出现孤岛现象。

2.3信息管理不够及时，运维的方式还需要进一步提升

当前大部分地区的信息系统运维之间缺少紧密联系，基本都是交给不同单位来负责，导致信息管理缺少准确性与及时性。通过对智慧水务数据集成以及综合管理系统技术的研究，在面对不同对象时，可以提供对应的展示界面进而实现分区管理，做到多系统联合办公，为水务公司不同单位运维管理提供针对性以及可靠的应急处理方案，使水务公司管理层以及水厂管理层决策以及工作顺利开展。

3智慧水务综合管理平台建设的重要意义与价值

结合当地水资源基本现状以及水环境综合治理实际需求，将计算机通信网络与各采集控制终端作为重要基础，实现对物联网.大数据以及人工智能等多种先进技术的灵活运用，统筹规划.系统治理，形成良好的智慧水务综合管理应用体系，对应的信息采集呈现出自动化，信息系统集成化.决策调度智慧化以及公众服务便捷化特点，实现对知识的覆盖，进而掌握相关信息，传输时间也并没有局限性，贯穿到整个工作中，保证城市税工作的管理水平显著提升，构建我国比较先进的智慧水务工程。

3.1贯彻城市相关政策与制度

综合分析当前各个城市智慧水务项目实现灵活运用，在此过程中应当包含供水全过程.涵盖水量.水压.水质以及水设施等信息采集.处理以及控制体系，促使水务管理效率与质量显著提升，满足当前城市建设国家新型智慧城市的战略目标。

3.2水务精细化管理的重要意义

用水务精细化与智慧化管理是当前水务事业发展的关键，而当前水务信息化发展中存在着数据壁垒补偿以及智能应用程度较低.业务协同形式比较简单等多个方面问题，通过智慧水务综合管理平台，保证水务管理呈现出信息化特点，跟上当前时代发展的脚步，整个的自动化控制水平将显著提升。

3.3提升城市水安全保障能力的必然选择

构建智慧水务综合管理平台，使排水防涝工程体系更加完善，降低城市洪涝灾害的发生概率，保证城市突发事件的应急处理能力显著提升。除此之外，还为当地排水公司制定内涝对策以及应急抢险预案提供了良好的决策支持，保证城市水质污染以及水务调度等工作顺利开展。

4 智慧水务综合管理系统组成分析

4.1地理信息系统

地理信息系统主要是地理科学.空间科学以及计算机发展持续稳定发展背景下所衍生出来的，主要是通过对计算机技术的灵活运用做好空间数据管理。目前GIS已经普及到城市管理各个方面，国内也有许多发达的城市实现了对GIS技术的灵活运用，将其与城市排水联系到一起，开发各自的排水管网系统。未来城市排水信息系统发展中城市排水管理需要灵活运用GIS技术。

下面将从GIS平台功能出发，在这一基础上构建排水系统数据库，实现对排水箱涵可视化信息管理，掌握排水箱涵地理空间信息.属性数据以及工程信息，进一步分析排水箱涵资产状态，掌握排水箱涵的实际情况。在此过程中，将排水箱涵运维工程精细化管理作为主要目标，完善业务流程，实现对整个运维工程的动态化管理。

4.2项目管理系统

排水管网运维作为一项长期的工作，在以往管理模式中，各个单位以及层级之间沟通过程中需要消耗较大成本，对应的效率也比较低。面临着繁杂的事物，对应的施工周期显著提升，项目中存在着各种各样的问题，所以许多数据信息并没有得到良好的运用。

当前项目管理系统基本上都是通过完善工程数据录入以及项目管理模式，构建完善的规范化业务流程，促使排水箱涵运维工程管理模式显著提升，在此过程中做好排水箱涵运维工程数据信息录入.粗存.管理以及流转，进而方便管控整个运维工程。

4.3移动管理系统

移动管理系统直接建立起了GIS技术与移动通信技术之间的紧密联系，对应的工作人员可以通过手机.平板等移动设备这一载体实现对排水管网巡查工作的数字化管理。选差人员在日常工作中可以将移动设备作为主要载体，针对自己管辖范围内的设备进行巡查。在发现问题后，将对应的信息上传到平台上，促使巡查养护工作效率显著提升，降低了人工成本的支持，直接优化了以往现场录入时自己不够清晰或者出现数据错误的现象。

5智慧水务综合管理系统功能分析

排水管网综合管理平台主要是以运维管理过程作为重要基础，在这一基础上做好箱涵以及相关运维工程的管理工作。在此过程中可以将后台手机运维数据信息融入到GIS，为箱涵管理部门提供相关的GIS平台图形化展示工具。

5.1综合管网

综合将会直接彰显出行业主管部门管理区域内箱涵走向以及箱涵有关检查井.接入口以及工程.盲区的地理面貌，进而更好的查询到地理位置与属性参数，了解排水管网实际施工情况。

5.1.1数据展示

通地图真实箱涵地理位置，灵活运用管网查询掌握当前箱涵以及相关设施的属性信息。不同对象所展示的内容有着明显区别，其中包括了选择箱涵展示箱涵编号.名称.长度.大小以及埋深等等，选择对应的检查井则显示编号.名称.坐标以及井盖材料等等。

5.1.2工况展示

利用地图将整个工况图形化展示出来，可以使用户们更加直观了解运维工程实际情况，同时通过对查询功能的灵活运用，查询每段箱涵的历史工程记录，使整个内容以文字.图片以及音频的方式呈现出来。

5.1.3事件展示

巡查人员应当利用移动子系统上报的事件将会在地图上通过醒目的方式呈现出来，在点击后详细信息也会展现出来，并且还有从便捷操作按键，使管理人可以快速的执行与操作。

5.1.4管网查询

查询方式包括了支持点查询.查询.沿线查询与缓冲区查询等多种方式，而查询结果的范围将会生成一个表格，方便管理人员去选择。后选择箱涵设施比较高的显示出来，通过提示框的方式掌握更多的详细参数信息。

5.1.5管网统计

管网统计主要是针对辖区氛围内的进行科学的统一，更好的展示出各箱涵检查井以及接入口设施的数量，随后与项目管理中的数据进行对接，明确工程以及费用概况。

5.2项目管理

项目管理的主要作用就是使整个项目实施过程中所产生的大量信息能够实时.同步且统一的传递给项目相关方。因此在项目过程中应当记录好项目信息，把控项目关键点，了解项目实施现象，在这一基础上做好工程基本信息.施工质量以及过程文档的管理。

5.2.1业务审核

业务审核需要落实到所有能够审批的业务流程中，在此过程中根据工作流程以及可视化图形管理思路，进一步完善项目审批流程以及业务流程管理过程，促使各个单位以及各个层级之间实现业务流转。因为上一节点流传来的审批信息将会被展示出来，不同业务流程，对应的审批流程将会存在着较大差距。面对不同角色对应的审批权限有着明显区别，单纯通过审批本限下项目信息，实现对流转到的项目进行科学的审批与进度查询。

5.2.2项目管理

项目管理主要就是以单项工程管理模式，构建一个从计划制定到施工申请以及工程实施后的验收的业务闭环，实现对箱涵运维工程基本信息.施工方案.施工过程等信息的科学管理。同时还需要创新办公方式，做好工程进度的动态化管理，保证审批管理效率与质量显著提升。

项目管理主页面除了基本的项目信息之外，还需要划分整个工程业务流程。不同类型运维工程的业务流程有着明显区别，通过对当前流程的调查与分析，梳理流程状态，进而形成完善的业务闭环。

每个业务流程都具有的操作页面，对应的业务流程需要根据工程进展有序开展。而在流程推进的过程中，不同项目的工作人员可以根据流程中的分工进行数据的录入。在此过程中施工单位对施工作业全流程的过程文档进行编辑与提交。通过对工程实施过程分析，记录整个构成，方面后续工程数据信息的查询与统计。

5.2.3事件管理

事件管理主要负责的工作内容就是记录110或者热心市民电话上报的事件。对应的管理人员可以整合相关事件内容随后生成工单，将其发送给对应的施工单位，为起操作提供的指导。

5.2.4统计分析

针对系统中记录的数据需要从各个维度进行统计，随后通过图形化界面更加生动的展示出来，目前比较常见的包括柱状图.折线图.饼状图与仪表盘等图形种类。除此之外，还可以利用Excel报表工具，将对应的报表更好的展示与打印出来。而在系统中存在许多历史数据，可以利用图像与报表的方式进行专项数据展示，进而满足建设单位对项目管控以及决策登记的基本要求。

6智慧水务综合管理平台运用策略

6.1数据采集自动化

可以针对水务核心业务，构建科学完善的检测体系，更好的感知全要素涉水信息，在此过程中还可以实现对雷达.卫星或者互联网等技术构建智能感知体系，建立起信息之间的联系，实现资源共享，逐渐形成综合化水务立体感知检测体系。除此之外，还应当制定各类信息编码.标识.展示的统一，且深入的采集城市水务信息，其中包括了雨量.水位.积水以及流量等等，在这一基础上汇集水务信息，实现科学的储存与交换，形成完善智慧综合管理数据库，为水务综合管理平台的灵活运用提供良好的数据支持。

6.2信息系统集成化

当前大部分城市水务业务系统呈现出分散化以及信息孤岛的特点，在此过程中可以间数据仓库设置为数据存储模式，将所有系统以及业务数据多源异构数据整合到其中，实现集中化管理，进而形成智慧水务综合化应用平台，其中包括了排水防涝的预警应急功能以及水资源智能监控功能.供水检测调控功能等，实现信息化管理，将综合整治业务过程的整体智慧水务解决方案。

6.3决策调度智慧化

在现代化背景下，通过对先进技术理念的灵活运用，进一步挖掘与探索智慧水务应用系统中的海量信息，能够做到对防洪排涝预警.应急智慧调度工作的智慧化决策.水厂管网数字化管养维护的智慧化管理，保证城市城区水资源以及水环境问题水平以及应急能力显著提升，为智慧水务建设提供良好的服务。

6.4公众服务便捷化

为了更好发挥出智慧水务工作的质量，应当灵活运用移动社交网络，为城市水务建设与公众搭建互动性平台，调动公众对城市智慧水务建设以及维护的积性与主动性，进而通过精细化与动态化的方式促使城市水务管理工作顺利开展。

7AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台

7.1平台概述

安科瑞电气具备从终端感知.边缘计算到能效管理平台的产品体系，AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台通过在污水厂源.网.荷.储.充的各个关键节点安装保护.监测.分析.治理装置，用于监测污水厂能耗总量和能耗强度，重要监测主要用能设备能效，保护污水厂运行安全可靠，提高污水厂能效，为污水处理的能效管理提供科学.精细的解决方案。

7.2平台组成

AcrelEMS智慧水务综合能效管理系统由变电站综合自动化系统.电力监控及能效管理系统组成，涵盖了水务中压变配电系统.电气安全.应急电源.能源管理.照明控制.设备运维等，贯穿水务能源流的始终，帮助运维管理人员通过一套平台.一个APP实时了解水务配电系统运行状况，并且根据权限可以适用于水务后勤部门管理需要。

7.3平台拓扑图

7.4平台子系统

7.4.1变电站综合自动化系统及电力监控

对水务配电系统中35kV.10kV电压等级配置继电保护和弧光保护，实现遥测.遥信.遥控.遥调等功能，对异常情况及时预警。

监测变压器.水泵.鼓风机的电流.电压.有功/无功功率.功率因数.负荷率.温度.三相平衡.异常告警等数据。

7.4.2电能质量监测与治理

水务中大量的大功率电机.水泵变频启动导致配电系统中存在大量谐波，通过监测其配电系统的谐波畸变.电压波动.闪变和容度指标分析其电能质量，并配置对应的电能质量治理措施提高供电电能质量。

7.4.3电动机管理

马达监控实现水务中电机的保护.遥测.遥信.遥控功能，电动机保护器能对过载.短路.缺相.漏电等异常情况进行保护.监测和告警。.准确地反映出故障状态.故障时间.故障地点.及相关信息，对电机进行健康诊断和预防性维护。同时支持与PLC.软启.变频器等配合，实现电动机自动或远程控制，监视.控制各个工艺设备,保障正常生产。

7.4.4能耗管理

为水务搭建计量体系，显示水务的能源流向和能源损耗，通过能源流向图帮助水务分析能源消耗去向，找出能源消耗异常区域。

将所有有关能源的参数集中在一个看板中，从多个维度对比分析，实现各个工艺环节的能耗对比，帮助领导掌控整个工厂的能源消耗，能源成本，标煤排放等的情况。

能耗数据统计采集水务中污水厂.自来水厂.水泵站等的用电.用水.燃气.冷热量消耗量，同环比对比分析，能耗总量和能耗强度计算，标煤计算和CO2排放统计趋势。

能效分析按计量架构，分别进行能效分析，契合能源管理体系要求，可对各车间/职能部门的能效水平进行分析，同比.环比.对标等。通过污水处理产量以及系统采集的能耗数据，在污水单耗中生成污水单耗趋势图，并进行同比和环比分析，同时将污水的单耗与行业/国家/**进指标对标，以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺，从而降低能耗。

7.4.5智能照明控制

系统为污水厂.自来水厂.水泵站等提供了照明控制管理方案，支持单控.区域控制.自动控制.感应控制.定时控制.场景控制.调光控制等多种控制方式，模块可根据经纬度自动识别日出日落时间实现自动控制功能，尽量利用自然光照，实现室内.厂区照明的智能控制达到安全.节能.舒适.的目的。

7.4.6电气安全

7.4.6.1电气火灾监测

监测配电系统回路的漏电电流和线缆温度，实现对污水厂.自来水厂.水泵站的电气安全预警。

7.4.6.2消防应急照明和疏散指示

根据预先设置的应急预案快速启动疏散方案引导人员疏散。系统接入消防应急照明指示系统数据，通过平面图显示疏散指示灯具工作状态和异常情况。

7.4.6.3消防设备电源监测

监测消防设备的工作电源是否正常，保障在发生火灾时消防设备可以正常投入使用。

7.4.6.4防火门监控系统

防火门监控系统集中控制其各终端设备即防火门监控模块.电动闭门器.电磁释放器的工作状态，实时监测疏散通道防火门的开启.关闭及故障状态，显示终端设备开路.短路等故障信号。系统采用消防二总线将具有通信功能的监控模块相互连接起来，当终端设备发生短路.断路等故障时，防火门能发出告警信号，能指示告警部位并保存告警信息，保障了电气安全的可靠性。

7.4.7环境监测

污水厂.自来水厂.水泵站等场所温湿度.烟雾.积水浸水.音频.UPS电池间可燃气体浓度展示和预警，保障污水厂.自来水厂.水泵站等安全运行。当可燃气体或有害气体浓度超标可自动启动排风风机或新风系统，排除隐患，保持良好的水处理环境。

7.4.8分布式光伏监测

实时监测低压并网柜每路的电流.电压.功率等电气参数及断路器开关状态，逆变器运行监视，对逆变器直流侧每一光伏组串的输入直流电压.直流电流.直流功率，逆变器交流电压.交流电流.频率.功率因数.当前发电功率.累计发电量进行监测，以曲线方式绘制上述监测的各个参量的历史数据。

平台结合厂区实际分布情况，通过3D或2.5D平面图显示分布式光伏组件在屋顶.车棚的分布情况，显示汇流箱.并网点位置，各个屋顶的装机容量。

7.4.9工艺仿真监控

平台通过2D.3D方式实时监视粗格栅.污水提升.细格栅.曝气沉砂.改良生化处理.二沉.加接触.污泥浓缩压滤.生物等工艺设备运行状态。在格栅清渣机.污水提升泵.回流泵.曝气风机.加药泵.浓缩压滤机.吸沙泵.吸泥泵等低压电动机控制柜或低压馈电柜安装电动机保护，进行短路.过流.过载.起动超时.断相.不平衡.低功率.接地/漏电.te保护.堵转.逆序.温度等保护以及外部故障连锁停机，与PLC.软启.变频器等配合，实现电动机自动或远程控制，监视.控制各个工艺设备,保障正常生产。

8相关平台部署硬件选型清单

8.1电力监控.电能质量.电动机管理及配电室环境监控系统

8.2智能照明系统

9结束语

根据上述文章叙述，当前城市建设已经提升了水务管理工作重视程度，为了跟上现代化技术发展，应当构建智慧水务综合管理平台。在此过程中可以发挥出GIS系统所具有的优势，强化空间地理信息以及属性数据存储与管理能力，根据实际运维情况构建排水管网综合管理平台，对应的管理人员能够更好的掌握排水管网以及设施空间位置，动态化监督工程进度，为整个水务工作顺利开展奠定坚实基础。

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