德州：智慧水務(wù)新變革

文｜鐘海洋 潘興忠

一、建設(shè)背景

步入21世紀(jì)，數(shù)字化、信息化技術(shù)的迅速發(fā)展，推進(jìn)了社會的進(jìn)步。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，加速了城市化的進(jìn)程。作為城市命脈的供水行業(yè)，如何充分利用現(xiàn)代自動化技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為支撐和促進(jìn)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改善城市居民的生活質(zhì)量做出貢獻(xiàn)，已成為城市公益性供水行業(yè)亟待研究和落實(shí)的重要課題。

“十二五”期間，德州市供水總公司一直把信息化建設(shè)作為精細(xì)化管理的一項(xiàng)重要工作。這其中包括德州市供水總公司協(xié)同辦公平臺（OA）的使用，改變了德州市供水總公司傳統(tǒng)的辦公模式，提高了工作效率；營業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)的升級改造，采用了網(wǎng)絡(luò)水費(fèi)查詢繳納方式，微信查詢和支付寶支付水費(fèi)，使德州市供水總公司的服務(wù)更加便利客戶；分區(qū)計(jì)量漏損監(jiān)測系統(tǒng)（DMA）建立，有效地降低了德州市供水總公司的產(chǎn)銷差率，同時(shí)使得管網(wǎng)漏點(diǎn)的定位更加準(zhǔn)確快捷；水力模型的建立和應(yīng)用，更能全面的了解管網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，有利于城市供水管網(wǎng)的規(guī)劃運(yùn)行管理和優(yōu)化調(diào)度。

德州市供水總公司始終堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀，努力開創(chuàng)供水事業(yè)新局面，2015年10月，德州市供水總公司領(lǐng)導(dǎo)班子高瞻遠(yuǎn)矚，根據(jù)企業(yè)信息化現(xiàn)狀與需求，做出了整合現(xiàn)有所有信息化系統(tǒng)，搭建“供水一體化綜合信息系統(tǒng)”平臺決策。從而創(chuàng)造德州水務(wù)的智能環(huán)境，進(jìn)一步提升企業(yè)的管理水平和服務(wù)水平，以信息化手段提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

二、系統(tǒng)簡介

整個項(xiàng)目從2015年10月份調(diào)研開始到2016年11月驗(yàn)收，歷時(shí)近一年的時(shí)間，在總體規(guī)劃的指導(dǎo)下，現(xiàn)有各類應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行完善、整合，與新建系統(tǒng)統(tǒng)一納入德州綜合信息管理系統(tǒng)大平臺。 建立了“一個網(wǎng)絡(luò)，一個平臺，一個中心”的水務(wù)運(yùn)營監(jiān)控管理體系結(jié)構(gòu)，和適合企業(yè)經(jīng)營服務(wù)區(qū)域的實(shí)用和可靠的供水一體化綜合信息系統(tǒng)。使供水的生產(chǎn)、服務(wù)、管理各個環(huán)節(jié)得到有效整合，并在計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的高科技環(huán)境和知識化指導(dǎo)下完成。系統(tǒng)方案框架如下：

（1）網(wǎng)絡(luò)建設(shè)（一個網(wǎng)絡(luò)）

建設(shè)依托移動公網(wǎng)基礎(chǔ)上的、覆蓋服務(wù)區(qū)域內(nèi)的各基層單位的、完全基于Web應(yīng)用技術(shù)的德州市供水總公司內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)。

（2）平臺建設(shè)（一個平臺）

以企業(yè)Intranet物理網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，在德州市供水總公司建設(shè)數(shù)據(jù)及信息整合平臺，構(gòu)建整合企業(yè)內(nèi)部各種數(shù)據(jù)的信息綜合交換平臺。

平臺的建設(shè)將整合、理順和規(guī)范企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)管理流程，在同一個平臺基礎(chǔ)上，確立信息共享機(jī)制，保證在德州市供水總公司內(nèi)信息暢通與透明，實(shí)現(xiàn)各職能部門的互聯(lián)、互動、協(xié)同辦公，提高管理水平和辦事效率。

平臺除傳統(tǒng)的基礎(chǔ)信息外，還應(yīng)該覆蓋實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、位置信息等，同時(shí)具備豐富的接口，作為供水一體化綜合信息系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)和重點(diǎn)。

（3）建立以供水調(diào)度為中心的指揮系統(tǒng)（一個中心）

一個中心是生產(chǎn)運(yùn)營的重要支撐，按照“平戰(zhàn)結(jié)合”思路建設(shè)，“平”時(shí)用于生產(chǎn)運(yùn)營數(shù)據(jù)監(jiān)測與調(diào)度，“戰(zhàn)”時(shí)用于突發(fā)事故的應(yīng)急指揮。主要包括SCADA系統(tǒng)，集合水廠、流動監(jiān)測為一體的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，應(yīng)急搶修及指揮系統(tǒng)。具體如下：

建立調(diào)度SCADA系統(tǒng)，實(shí)時(shí)掌握供水管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。包括：實(shí)現(xiàn)水廠生產(chǎn)工藝過程的優(yōu)化控制，提高和保障水質(zhì)。整合接入德州市供水總公司現(xiàn)有一水廠、三水廠、四水廠、16個測壓點(diǎn)、2個加壓泵站和13個流量監(jiān)測點(diǎn)。

本系統(tǒng)主要分為水廠、加壓泵站、二次供水、SCADA模塊、GIS、DMA、營收、水力模型八個模塊。系統(tǒng)首頁面展現(xiàn)的是一天的供水情況。頁面左面展示的是水質(zhì)信息，包括源水水質(zhì)，出廠水水質(zhì)，加壓泵站水質(zhì)。中間部分是供水區(qū)域，以岔河為界將城區(qū)分為兩部分，岔河以東為開發(fā)區(qū)，以西為老城區(qū)。其中老城區(qū)DMA又劃分了五個區(qū)域分別以不同的顏色標(biāo)注。頁面右邊展示的是三、四水廠每小時(shí)的出水情況、總的出水情況以及市區(qū)的管網(wǎng)平均壓力。

系統(tǒng)首頁界面

水廠模塊功能界面

加壓泵站模塊功能界面

水廠模塊其中包括工藝流程圖，視頻監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)報(bào)表三部分。在工藝流程圖里可以看到三水廠的工藝流程情況以及相應(yīng)的水廠運(yùn)行數(shù)據(jù)。視頻監(jiān)控里供水總公司可以對水廠、水庫等重要部分進(jìn)行視頻監(jiān)控。統(tǒng)計(jì)報(bào)表可以對一天或者一個月的壓力和流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和導(dǎo)出。

加壓泵站模塊包括數(shù)據(jù)總覽和泵站工藝流程圖兩部分。工藝流程圖中可以看到一水廠加壓泵站和東北長加壓泵站的工藝流程和運(yùn)行狀況。

二次供水模塊功能界面

SCADA模塊功能界面

GIS模塊界面

DMA模塊功能界面

二次供水模塊包括二供總覽，二供工藝流程圖和無人值守泵站三部分。二供總覽中可以檢測市區(qū)小區(qū)加壓泵站的進(jìn)出水壓力和水泵運(yùn)行頻率。二供工藝流程圖介紹了小區(qū)加壓泵站的基本工藝流程。

SCADA模塊包括供水?dāng)?shù)據(jù)一覽表、壓力監(jiān)測、流量監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測和曲線查詢。供水?dāng)?shù)據(jù)一覽表顯示了實(shí)時(shí)的水廠運(yùn)行數(shù)據(jù)，市區(qū)壓力數(shù)據(jù)以及泵站運(yùn)行數(shù)據(jù)和水質(zhì)數(shù)據(jù)等重要數(shù)據(jù)。壓力、流量、水質(zhì)監(jiān)測顯示了各個監(jiān)測點(diǎn)的地理位置以及實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。曲線查詢可以對壓力、流量以及其他數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史曲線查詢，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)同一類型數(shù)據(jù)的多點(diǎn)對比查詢。

GIS模塊為德州市地下管線綜合管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)管線材質(zhì)、埋深、管齡、地理位置及在線監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)查詢。同時(shí)還具備水質(zhì)在線預(yù)警功能、管網(wǎng)施工預(yù)告、應(yīng)急物質(zhì)指揮調(diào)配功能。

DMA模塊關(guān)鍵作用在于長期記錄DMA進(jìn)水量的變化，根據(jù)DMA進(jìn)水口流量計(jì)記錄的連續(xù)流量數(shù)據(jù)，找出每一天的最小夜間流量，以日期為橫坐標(biāo)，對應(yīng)日期的最小夜間流量為縱坐標(biāo)繪制出DMA的最小夜間流量變化曲線。由最小夜間流量變化曲線可以及時(shí)判斷DMA是否存在漏失，若存在漏失則可以及時(shí)查找漏點(diǎn)并修復(fù)。

營收模塊包括營收系統(tǒng)和抄表系統(tǒng)。營收系統(tǒng)是供水總公司現(xiàn)在運(yùn)行的營業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)，這其中包括營業(yè)收費(fèi)、表務(wù)管理等功能。抄表系統(tǒng)可以對市區(qū)等小區(qū)進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表。

水力模型模塊可以對管網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析和評估，通過模擬運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)存在的問題，從而輔助制定解決方案，同時(shí)利用水力模型輔助供水調(diào)度管理，管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，根據(jù)供水規(guī)劃，評估系統(tǒng)在各個時(shí)期下的運(yùn)行狀況及輸水能力和空間，包括對現(xiàn)有供水設(shè)施的改、擴(kuò)建，設(shè)計(jì)。從而實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)輔助決策項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)優(yōu)化。后期，供水總公司還將繼續(xù)升級，將靜態(tài)的水力模型升級為動態(tài)水力模型。

水力模型功能界面

遠(yuǎn)程抄表功能界面

三、系統(tǒng)應(yīng)用成果

整個系統(tǒng)平臺的投入使用，使德州市供水總公司整體達(dá)到國內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)水平，提升了水質(zhì)安全保障和低成本運(yùn)營的核心競爭力，增強(qiáng)了公司的運(yùn)營管控能力，提高了運(yùn)營績效、降低了運(yùn)營成本。自系統(tǒng)投入使用到目前為止，德州市供水總公司的產(chǎn)銷差率有了明顯下降，從16%下降到12%，按照新標(biāo)準(zhǔn)漏損率為8%，為此，德州市還被推選為分區(qū)漏損控制試點(diǎn)城市。

四、系統(tǒng)存在的不足

目前系統(tǒng)中還存在一些不足，這其中包括：系統(tǒng)一期工作只要還是停留在界面的集成，也就是表示集成；壓力流量監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量還需進(jìn)一步增設(shè)；市政管網(wǎng)上水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)較少；管網(wǎng)GIS信息只有老城區(qū)部分管網(wǎng)信息，沒有包括所有管網(wǎng)信息；水力模型為靜態(tài)水力模型不能動態(tài)反映管網(wǎng)水力情況；DMA分區(qū)雖然已經(jīng)有五個分區(qū)細(xì)化到十一個分區(qū)，但仍需要進(jìn)一步細(xì)化。

五、系統(tǒng)二期規(guī)劃

德州市供水總公司信息化建設(shè)二期的三個重點(diǎn)工作是：（1）系統(tǒng)計(jì)劃建立一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫采集平臺，將已有的系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集到一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫中，方便以后數(shù)據(jù)可視化的調(diào)用，從而使信息系統(tǒng)集成從表示集成向更深一層的數(shù)據(jù)集成過度；（2）準(zhǔn)備在現(xiàn)有平臺模塊的基礎(chǔ)上，繼續(xù)引入消防栓監(jiān)控系統(tǒng)，通過對全市消防栓加裝監(jiān)控模塊，一方面有利于加強(qiáng)對全市消防栓的管理，打擊消防竊水行為，從而進(jìn)一步降低漏損率，另一方面加入消防栓地理信息數(shù)據(jù)，可以更好的為消防系統(tǒng)服務(wù)；（3）將原有的靜態(tài)水力模型升級為動態(tài)水力模型，更好的為管網(wǎng)建設(shè)提供有力的數(shù)據(jù)支持；（4）分區(qū)漏損監(jiān)測系統(tǒng)（DMA）將分區(qū)繼續(xù)細(xì)化，爭取細(xì)化到以小區(qū)為單位的三級計(jì)量分區(qū)，使得管網(wǎng)漏點(diǎn)定位更加準(zhǔn)確，進(jìn)一步降低管網(wǎng)產(chǎn)銷差率。