沈陽市二次供水加壓泵站信息化建設(shè)探索

張樹冬 陳學(xué)志 辛璐

摘要：本文分析了沈陽市二次供水加壓泵站管理現(xiàn)狀，指出了信息化建設(shè)將有效解決二次加泵站信息管理不統(tǒng)一、運(yùn)維成本高等主要問題，同時(shí)提出了信息化建設(shè)方案，對(duì)泵站信息化建設(shè)具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：二次供水;加壓泵站;信息化;智慧水務(wù)

一、緒論

二次供水系統(tǒng)主要包括小區(qū)加壓泵站與小區(qū)供水管網(wǎng)，其作為城鎮(zhèn)居民供水的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，在保障供水安全方面具有重要作用。其中，小區(qū)加壓泵站作為供水控制終端，在決定居民水量供給的同時(shí)，其管理狀況更是直接反映了水質(zhì)安全保障水平。

2012年以來智慧城市建設(shè)迅速發(fā)展，智慧水務(wù)建設(shè)作為其重要組成部分，是體現(xiàn)城市管理水平的重要標(biāo)志之一，是促進(jìn)水務(wù)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和管理轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營與服務(wù)精細(xì)化、智慧化的重要支撐和保障[1]。在此背景下，作為管理超過2000座居民二次供水泵站的沈陽水司，對(duì)二次加壓泵站信息化建設(shè)的需求尤為突出。

二、沈陽市二次加壓泵站管理現(xiàn)狀

沈陽市政供水采用的是低壓供水，居民生活用水均需二次加壓泵站提供所需的服務(wù)水壓，沈陽市水司從1997年開始接收居民二次加壓泵站，截止2019年底，水務(wù)集團(tuán)接收運(yùn)行管理的居民加壓泵站有2000余處。分析近幾年管理狀況，發(fā)現(xiàn)泵站管理主要存在如下問題：

1、缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，沒有規(guī)范性文件標(biāo)準(zhǔn)。由于缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃，造成二次供水系統(tǒng)泵站多而散、小而亂，不僅增加了管理運(yùn)行成本，也使得泵站機(jī)組運(yùn)行效率低下，能耗浪費(fèi)較大;同時(shí)，各個(gè)管理區(qū)域信息化建設(shè)程度不一，造成信息零散、使用價(jià)值低。

2、管理成本高，運(yùn)行維護(hù)不及時(shí)。目前，大部分泵站依然采取人工巡視制度，2000余座泵站需要管理、運(yùn)維人員合計(jì)近700人，人力成本巨大，同時(shí)存在人員結(jié)構(gòu)老化、補(bǔ)充不及時(shí)，面臨嚴(yán)重巡檢人員短缺問題;此外，由于現(xiàn)有人工巡視制度存在監(jiān)管漏洞，敷衍了事時(shí)有發(fā)生，因巡檢不到位，經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備故障不能發(fā)現(xiàn)進(jìn)而導(dǎo)致停水事故。

三、信息化建設(shè)方案

為解決上述管理問題，提升水司泵站管理水平，計(jì)劃開展二次加壓供水管理系統(tǒng)信息化建設(shè)。此次建設(shè)的總體目標(biāo)是確保安全優(yōu)質(zhì)供水，提供高效快速的服務(wù)[2]，同時(shí)兼顧解決現(xiàn)狀管理問題。

1、建設(shè)思路

泵站管理系統(tǒng)建設(shè)思路確定為：通過建立標(biāo)準(zhǔn)的二供數(shù)據(jù)采集終端、規(guī)范統(tǒng)一市區(qū)內(nèi)所有二次供水泵房設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、泵房環(huán)境數(shù)據(jù)、安防數(shù)據(jù)的上報(bào)標(biāo)準(zhǔn)，為水司提供統(tǒng)一二供運(yùn)營管理系統(tǒng)。

2、建設(shè)原則

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和軟件工程開發(fā)應(yīng)遵循以下原則：①整體設(shè)計(jì)與分期實(shí)施相統(tǒng)一;②新建擴(kuò)建與改造完善相結(jié)合;③先進(jìn)性和實(shí)用性相兼顧;④兼容性和可擴(kuò)展性相協(xié)調(diào);⑤信息系統(tǒng)安全作為重點(diǎn)。

3、建設(shè)方案

二次加壓泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是依據(jù)加壓泵站信息化建設(shè)和實(shí)現(xiàn)泵站無人值守的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)的，由監(jiān)控中心及若干分布在市區(qū)的二次加壓泵站數(shù)據(jù)采集終端構(gòu)成。監(jiān)控中心實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示各泵站的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站安全運(yùn)行的遠(yuǎn)程管理;并通過數(shù)據(jù)分析、挖掘與利用，完成泵站科學(xué)管理、優(yōu)化調(diào)度，為泵站節(jié)能、區(qū)域降差提供數(shù)據(jù)支撐。

4、系統(tǒng)功能要求

在水司泵站數(shù)據(jù)中心部署分布式數(shù)據(jù)服務(wù)器組，建立二次加壓泵站綜合管控平臺(tái)，負(fù)責(zé)所有二次加壓泵站的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控和分析管理。所有二次加壓泵站數(shù)據(jù)上傳至水司泵站數(shù)據(jù)服務(wù)器組，各管理層可通過客戶端PC以及移動(dòng)端APP按不同權(quán)限訪問水司管控平臺(tái)數(shù)據(jù)。

二次加壓泵站綜合管控平臺(tái)主要包括以下六大子系統(tǒng)：泵站調(diào)度系統(tǒng);安防監(jiān)控系統(tǒng);數(shù)據(jù)分析與挖掘系統(tǒng);自動(dòng)巡檢系統(tǒng);巡檢運(yùn)維系統(tǒng);設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)。

1）泵站調(diào)度系統(tǒng)。水司員工通過泵站調(diào)度系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)地了解泵站運(yùn)行狀況及相關(guān)指標(biāo)，系統(tǒng)各種指標(biāo)信息支持大屏顯示、手機(jī)移動(dòng)端、web客戶端等多種的展示訪問方式，并且支持視頻監(jiān)實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)提供主要功能：數(shù)據(jù)監(jiān)測、曲線分析、地理信息、動(dòng)態(tài)工藝、遠(yuǎn)程控制、視頻監(jiān)控、報(bào)警提示、圖表展示、手機(jī)APP、權(quán)限管理，數(shù)據(jù)疊加、視頻聯(lián)動(dòng)。

2）安防監(jiān)控系統(tǒng)。通過門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵防范系統(tǒng)等，記錄出入人員信息，及時(shí)上傳至平臺(tái);當(dāng)現(xiàn)場設(shè)備出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，攝像頭自動(dòng)聚焦該設(shè)備，即時(shí)報(bào)警;當(dāng)發(fā)生紅外入侵報(bào)警時(shí)，觸發(fā)泵房內(nèi)聲光報(bào)警設(shè)備。

3）KPI管理系統(tǒng)。KPI系統(tǒng)是一體化平臺(tái)的核心，由數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)發(fā)布等四部分構(gòu)成?？蓪?shí)現(xiàn)通過夜間最小流量曲線變化趨勢分析、判斷泵站漏失變化情況，確定重點(diǎn)漏損監(jiān)測區(qū)域;對(duì)用電效率及單耗進(jìn)行分析;進(jìn)行設(shè)備故障次數(shù)趨勢、分布情況統(tǒng)計(jì)、故障原因分析及對(duì)策支持等。

4）自動(dòng)巡檢系統(tǒng)。人工智能巡檢系統(tǒng)通過視覺識(shí)別技術(shù)自動(dòng)識(shí)別模擬儀表（指針和Led數(shù)碼）、裝置信號(hào)燈指示、空開位置等信息，結(jié)合SCADA生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)和日常巡檢計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷巡檢。

5）巡檢運(yùn)維系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢人員在巡檢過程中的全程動(dòng)態(tài)管理，實(shí)時(shí)上傳巡檢過程中發(fā)生的隱患、事故等事件信息，減少事故隱患，實(shí)現(xiàn)事故提前控制。同時(shí)也實(shí)現(xiàn)長線巡檢管理的電子化、智能化和信息化，提高線路巡檢管理水平。

6）設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)。將現(xiàn)有設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格、廠家、更換時(shí)間、工作負(fù)責(zé)人等信息記錄在二維碼內(nèi)貼到設(shè)備上。當(dāng)設(shè)備出問題時(shí)，我們可以使用手機(jī)查看二維碼的內(nèi)容，很快的查找到相關(guān)資料，進(jìn)行設(shè)備使用壽命的分析。

5、系統(tǒng)開發(fā)原則

本次二次加壓泵站管理系統(tǒng)開發(fā)主要滿足幾個(gè)原則：充分利用信息化建設(shè)現(xiàn)有資源;把技術(shù)先進(jìn)性與實(shí)用性相結(jié)合;功能多樣性的一體化;標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化;技術(shù)實(shí)現(xiàn)的安全性;開放性和可擴(kuò)展性;易操作和易維護(hù)。

四、結(jié)論及建議

經(jīng)過總結(jié)小區(qū)域泵站建設(shè)運(yùn)行效果，上述泵站管理系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了建設(shè)目標(biāo)，可以得出：

1、泵站信息化建設(shè)是解決目前管理成本高企、人員短缺的有效途徑，是全面提高水司管理水平的重要環(huán)節(jié)。

2、二次加壓泵站信息化，可以優(yōu)化供水調(diào)度曲線，節(jié)能降耗，同時(shí)提高設(shè)施搶修速率，增加供水安全保障能力。

3、建議當(dāng)?shù)厮緯?huì)同當(dāng)?shù)匦袠I(yè)主管部門，盡快出臺(tái)二次泵站建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)文件，從制度上規(guī)范泵站建設(shè)，解決建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不一、各自為政的混亂局面，擺脫信息孤島困境。

[1]中國水協(xié).《2017 中國智慧水務(wù)發(fā)展白皮書》[M].2017，11：2

[2]莊仲輝.二次供水管理系統(tǒng)建設(shè)需求探析[J].給水排水，2016，42（8）：131-134