淺析城市水務(wù)安全生產(chǎn)信息一體化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測與實(shí)現(xiàn)

摘? 要：在我國現(xiàn)階段的發(fā)展過程中，城市水務(wù)管網(wǎng)系統(tǒng)中還存在著數(shù)據(jù)不完善、監(jiān)測實(shí)時(shí)性差等問題，針對這一問題，本文對以C#組態(tài)軟件為基礎(chǔ)的城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了分析，該系統(tǒng)中采用了先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、傳感器技術(shù)以及GIS技術(shù)等，并與城市水務(wù)管網(wǎng)的實(shí)際檢測以及控制要求進(jìn)行結(jié)合，采取了組態(tài)軟件的模塊化的設(shè)計(jì)方式，最終實(shí)現(xiàn)了多級分層間的數(shù)據(jù)交換以及通信功能。本文針對城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)展開了簡要的分析。

關(guān)鍵詞：城市水務(wù);管網(wǎng);安全監(jiān)控系統(tǒng);信息一體化

中圖分類號：TU991.62;TP277? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）09-0127-03

0? 引? 言

在城市的水務(wù)管網(wǎng)系統(tǒng)中，必須要對所有的管網(wǎng)進(jìn)行全面的監(jiān)測以及監(jiān)控。在傳統(tǒng)的城市水務(wù)管網(wǎng)監(jiān)測監(jiān)控過程中，在人為因素方面涉及得較多，主要的監(jiān)控方式是以人為監(jiān)控為主。為了有效地解決在實(shí)際的城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)中存在的問題，必須要以物聯(lián)網(wǎng)以及大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，促使城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、智能化以及信息化。在本文中提到的以C#組態(tài)軟件為基礎(chǔ)的城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)，主要是通過對系統(tǒng)進(jìn)行整體化的信息化構(gòu)件，同時(shí)建設(shè)起新一代的數(shù)據(jù)中心，利用控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器之間的連接，最終對需要的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)采集整理，達(dá)到了對城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)整體監(jiān)控的目的。

1? 城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

在以C#組態(tài)軟件為基礎(chǔ)的城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)中，主要采用的結(jié)構(gòu)是集中管理、分布式控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖可以看出，城市水務(wù)安全生產(chǎn)信息一體化動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中主要包括八項(xiàng)功能，分別是：管網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測模塊、水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測模塊、監(jiān)測設(shè)備定位模塊、監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、監(jiān)測視頻采集模塊、監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示模塊、采集設(shè)備控制模塊以及信息統(tǒng)計(jì)發(fā)布模塊[1]。

1.1? 管網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測模塊

通過利用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸架構(gòu)以及硬件采集設(shè)備，將通過硬件采集設(shè)備收集到的信息數(shù)據(jù)，由無線網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行傳輸，最終輸送到上位機(jī)的數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)確保能夠經(jīng)過上位機(jī)的客戶端或者網(wǎng)頁端的相關(guān)程序?qū)ζ鋵?shí)施的調(diào)試以及應(yīng)用。

1.2? 水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測模塊

在城市水務(wù)安全生產(chǎn)信息一體化動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中，通過利用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸架構(gòu)將由硬件采集設(shè)備所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，最終將數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)中的數(shù)據(jù)庫，同時(shí)經(jīng)由上位機(jī)的客戶端或者相關(guān)的網(wǎng)頁端程序進(jìn)行調(diào)用。在這其中，主要包括160項(xiàng)國家的水質(zhì)檢測標(biāo)準(zhǔn)，在城市水務(wù)安全生產(chǎn)信息一體化動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中對這160項(xiàng)檢測標(biāo)準(zhǔn)中的14項(xiàng)主要的檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

1.3? 監(jiān)測設(shè)備定位模塊

檢測設(shè)備定位模塊也可以被稱為是GIS地理位置信息定位功能模塊。也就是說要通過對ArcGIS軟件的利用，以經(jīng)緯度的形式對監(jiān)測管網(wǎng)進(jìn)行定位，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)將GIS信息進(jìn)行保存，將信息數(shù)據(jù)存放至數(shù)據(jù)庫中，為后期的調(diào)用工作做準(zhǔn)備，并將該模塊的功能與其他模塊中的功能信息進(jìn)行有效地結(jié)合，從而為用戶提供監(jiān)測對象的具體位置。

1.4? 監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊

監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中，工作人員通過利用SQL數(shù)據(jù)庫軟件建立起一個(gè)綜合性的數(shù)據(jù)庫，將地理位置信息、硬件設(shè)備信息以及采集信息進(jìn)行分類存儲(chǔ)。工作人員如果想要對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)施調(diào)用，也可以通過客戶端以及網(wǎng)頁端中編寫的相應(yīng)的程序達(dá)到該目的。同時(shí)，在C#組態(tài)軟件為基礎(chǔ)的城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊主要是作為綜合數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址被使用的。

1.5? 監(jiān)測視頻采集模塊

在監(jiān)測視頻采集模塊中，主要是針對在水務(wù)管網(wǎng)的管道中關(guān)鍵的測量點(diǎn)而設(shè)置的圖像視頻采集設(shè)備，通過利用圖像視頻采集設(shè)備對管網(wǎng)周圍的環(huán)境進(jìn)行采集，并利用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，將數(shù)據(jù)輸送至數(shù)據(jù)庫中，為后期的數(shù)據(jù)處理結(jié)果提供一定的依據(jù)，同時(shí)也能夠?yàn)榭蛻舳酥噶畹臏?zhǔn)確下達(dá)提供保障。

1.6? 監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示模塊

在監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示模塊中，主要的功能就是對城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)測工作的地理位置信息、報(bào)警信息、各項(xiàng)采集信息等各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示模塊的主要目的就是為了使用戶能夠通過對客戶端中的各類面板的使用，最終達(dá)到對當(dāng)前的管網(wǎng)安全以及水質(zhì)安全的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的查看。監(jiān)測數(shù)據(jù)主要有四種信息顯示載體，分別是：對話框、顏色標(biāo)定、信息欄、管網(wǎng)圖。針對出現(xiàn)問題的信息通過警報(bào)通知的方式對其進(jìn)行重點(diǎn)提示。

1.7? 采集設(shè)備控制模塊

采集設(shè)備控制模塊主要是指工作人員通過對監(jiān)控中心端以及下設(shè)子公司端進(jìn)行利用，從而給對所有的監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的參數(shù)設(shè)置，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備在線狀態(tài)的監(jiān)測以及設(shè)備檢測參數(shù)值設(shè)置，并通過合理地利用GPRS網(wǎng)絡(luò)，最終實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程終端機(jī)的控制監(jiān)測工作。

1.8? 信息統(tǒng)計(jì)發(fā)布模塊

信息統(tǒng)計(jì)發(fā)布模塊主要是通過對數(shù)據(jù)庫的信息進(jìn)行匯總以及分析，根據(jù)相關(guān)的計(jì)算法對管道的物理狀態(tài)以及水質(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行全面地分析，并將最終得到的信息通過網(wǎng)絡(luò)以報(bào)警信息的形式發(fā)布，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警的功能，通過將相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)布，從而為下子自客戶端提供一定的預(yù)警信號，并為事故現(xiàn)場的事故處理工作人員提供精確的數(shù)據(jù)，確保管網(wǎng)問題以及水質(zhì)安全問題能夠在最短時(shí)間內(nèi)得到有效的解決[2]。

2? 城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

C#組態(tài)軟件為基礎(chǔ)的城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在我國的某地區(qū)中展開了應(yīng)用，通過系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行，在該監(jiān)控系統(tǒng)中所得到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息都使得水務(wù)公司的各個(gè)部門，能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)氐乃芫W(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)的管道狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)的掌握，如果管道中壓力以及流量發(fā)生變化，工作人員通過C#組態(tài)軟件為基礎(chǔ)的城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)獲取到相關(guān)的信息，并根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際監(jiān)測狀況對突發(fā)事故制定有針對性的解決措施，從而有效地提高工作效率，該系統(tǒng)在實(shí)施后，能夠在最大程度上將城市的供水保證率進(jìn)行有效地提升，從而使城市的用水需求得到滿足[3]。

首先，工作人員要通過對系統(tǒng)進(jìn)行整體的信息化構(gòu)建，從而使水務(wù)信息化基礎(chǔ)設(shè)施得到有效的完善，建立起新一代的數(shù)據(jù)中心，并對城市的水務(wù)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行逐步地整合，不斷使各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)范化，并使各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)向著一體化、一站式服務(wù)的方向發(fā)展。

其次，工作人員要將信息采集方式進(jìn)行統(tǒng)一，通過利用大數(shù)據(jù)手段以及移動(dòng)技術(shù)手段，使標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)共享以及數(shù)據(jù)交換方式，在應(yīng)急指揮以及管網(wǎng)的水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)管等領(lǐng)域中建立起完善的決策體系。使在現(xiàn)如今的檢測系統(tǒng)發(fā)展過程中存在的采集檢測設(shè)備通信協(xié)議不統(tǒng)一的問題，以及無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享處理的問題得到解決。

再次，將城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控工作的流程進(jìn)行優(yōu)化，在工作過程中充分地利用信息化技術(shù)，建立起完善的考核制度以及協(xié)調(diào)制度，從而對工作人員的職責(zé)進(jìn)行明確，使業(yè)務(wù)的創(chuàng)新積極性得到有效的提升。工作人員通過對權(quán)限管理以及操作進(jìn)行分級，同時(shí)將數(shù)據(jù)庫的信息儲(chǔ)存模式進(jìn)行有效的結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)對用戶進(jìn)行考核、協(xié)調(diào)的目的。

然后，對業(yè)務(wù)以及系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一化管理，對資源的使用進(jìn)行合理化的評估，確保工作流程自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化。建立起完善的業(yè)務(wù)支撐體系，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對系統(tǒng)的信任體系建設(shè)、等級保護(hù)建設(shè)以及網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)。工作人員必須要與當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行結(jié)合，并在此功能上進(jìn)行多樣化的服務(wù)，在最大程度上確保系統(tǒng)的適用性。

最后，工作人員在城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控過程中，可以將管道機(jī)器人動(dòng)態(tài)監(jiān)測方式與GIS地理信息系統(tǒng)監(jiān)測方式進(jìn)行結(jié)合，這兩種監(jiān)測方式進(jìn)行有效地配合，能夠更好地適應(yīng)各種不同的工作環(huán)境[4]。

3? 結(jié)? 論

在C#組態(tài)軟件為基礎(chǔ)的城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)中，主要采用的編程工具有四種，分別是：C#、Java、ArcGIS以及單片機(jī)。這四種不同的編程工具分別負(fù)責(zé)不同的工作，C#主要是在客戶端的主控制界面以及系統(tǒng)的客戶端數(shù)據(jù)庫中的編程工具;Java編程工具則主要是在網(wǎng)頁端顯示界面的編程;ArcGIS編程工具主要是與前兩者相結(jié)合的地理信息系統(tǒng)，對位置信息以及管網(wǎng)圖進(jìn)行制作的編程;單片機(jī)編程工具主要是指對檢測到的機(jī)器人控制單元進(jìn)行編程。C#組態(tài)軟件為基礎(chǔ)的城市水務(wù)管網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際的工作過程中進(jìn)行應(yīng)用之后，可以知道該系統(tǒng)在運(yùn)行過程中狀態(tài)相對穩(wěn)定，并且具有較高的安全性，其所具有的各項(xiàng)指標(biāo)都與工作現(xiàn)場的要求相符合。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 孫國慶.基于GIS的智慧水務(wù)平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2017，7（6）：100-102.

作者簡介：林煥坤（1974.01-），男，漢族，廣東汕尾人，畢業(yè)于華南理工大學(xué)，研究方向：自動(dòng)化。