“智慧水廠”平臺(tái)系統(tǒng)的 構(gòu)建及關(guān)鍵技術(shù)分析

姜永建

對(duì)于當(dāng)前城市現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變與建設(shè)工作來(lái)講，智慧供水平臺(tái)系統(tǒng)建設(shè)工作是非常重要的，也是城市現(xiàn)代化建設(shè)過(guò)程中不可缺少的重要內(nèi)容，能夠極大程度上使城市內(nèi)供水企業(yè)的形象得到提高，而且也能夠增強(qiáng)管理部門的辦事工作效率。所以對(duì)于當(dāng)前我國(guó)城鎮(zhèn)供水行業(yè)中所建設(shè)的智慧供水平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建，以及關(guān)鍵技術(shù)研究論述是非常重要的，能夠就當(dāng)前供水行業(yè)信息化建設(shè)與自動(dòng)化建設(shè)存在問(wèn)題進(jìn)行探討，然后基于智慧供水平臺(tái)系統(tǒng)提出相應(yīng)解決方案，促進(jìn)我國(guó)城鎮(zhèn)智慧供水發(fā)展水平提升。

對(duì)于智慧供水平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)建來(lái)講，因?yàn)槠浔旧韺儆诔擎?zhèn)進(jìn)行現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變過(guò)程中所衍生而來(lái)的一項(xiàng)新型技術(shù)，促使當(dāng)前城鎮(zhèn)供水企業(yè)以及供水質(zhì)量的工作效率提升。所以針對(duì)當(dāng)前智慧供水平臺(tái)系統(tǒng)的構(gòu)建以及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入研究，是對(duì)當(dāng)前城鎮(zhèn)供水企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行提升的必要途徑，也是城鎮(zhèn)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變以及改革工作時(shí)不可缺少的一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容。文章主要基于當(dāng)前智慧供水平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)建的重要性，以及在構(gòu)建過(guò)程中所應(yīng)用的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行論述，為全面完善智慧供水平臺(tái)系統(tǒng)提供參考。

一、基于智慧供水平臺(tái)的智慧水廠

1.智慧水廠的內(nèi)涵

對(duì)于智慧水廠來(lái)講，其本身雖然與全自動(dòng)水廠以及無(wú)人值守水廠相類似，但是又具有很大的區(qū)別，因?yàn)槠浔旧砗w了物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算以及大數(shù)據(jù)等當(dāng)前時(shí)代發(fā)展背景下最新一代的信息技術(shù)。所以對(duì)于智慧水廠來(lái)講，在實(shí)際運(yùn)作的過(guò)程中，無(wú)論是在生產(chǎn)環(huán)節(jié)還是運(yùn)行環(huán)節(jié)，以及維護(hù)環(huán)節(jié)和服務(wù)環(huán)節(jié)，都能夠提供更加全方位以及全過(guò)程的信息互動(dòng)，為水廠在運(yùn)作過(guò)程中所作出的各項(xiàng)戰(zhàn)略決策制定提供數(shù)據(jù)支持。而且對(duì)于智慧水廠來(lái)講，其本身還能夠使水廠工作過(guò)程中管理工作的效率大大提高，促進(jìn)當(dāng)前城市化建設(shè)過(guò)程中的綠色環(huán)保工作水平提升。

2.智慧水廠建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

對(duì)于城鎮(zhèn)化建設(shè)過(guò)程中，所建設(shè)的智慧水廠來(lái)講，主要包括物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算以及大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能技術(shù)等。因?yàn)樵谛聲r(shí)期發(fā)展背景下，信息化技術(shù)將這些技術(shù)進(jìn)行了充分的融合，并基于這些技術(shù)基礎(chǔ)之上構(gòu)建了全新的融合平臺(tái)，使多項(xiàng)技術(shù)能夠在同一平臺(tái)上發(fā)揮作用，因此對(duì)于智慧市場(chǎng)建設(shè)來(lái)講，在這些技術(shù)的支持下，無(wú)論是管理工作還是運(yùn)行以及維護(hù)都能夠擁有更好的支持。

二、平臺(tái)建設(shè)中采用的技術(shù)路線

綜合運(yùn)用了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、三維實(shí)景技術(shù)、ArcGIS 云等新興技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念，“水聯(lián)網(wǎng)”是物聯(lián)網(wǎng)在水務(wù)行業(yè)上的應(yīng)用與擴(kuò)展，其本質(zhì)是通過(guò)各種信息傳感設(shè)備，將水務(wù)要素傳遞到互聯(lián)網(wǎng)上，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控、計(jì)算、模擬、預(yù)測(cè)和管理的一種涉水網(wǎng)絡(luò)。云GIS 建設(shè)模式與云計(jì)算相同，基于主流的虛擬化技術(shù)，將底層的基礎(chǔ)設(shè)施資源同ArcGIS 軟件資源一起，封裝為不同能力的GIS 資源池，滿足供水業(yè)務(wù)上多樣化的應(yīng)用需求。平臺(tái)具有靈活可擴(kuò)展的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合虛擬化管理技術(shù)，能夠在不影響業(yè)務(wù)應(yīng)用的前提下，快速、動(dòng)態(tài)地調(diào)整服務(wù)占有的資源，從而更高效運(yùn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)。結(jié)合三維技術(shù)、信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)，建設(shè)以管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA 系統(tǒng))、地理信息系統(tǒng)(GIS 系統(tǒng))、仿真系統(tǒng)為一體的三維管網(wǎng)信息管理平臺(tái)，可科學(xué)管理管網(wǎng)資源及相關(guān)的管網(wǎng)信息，實(shí)現(xiàn)整個(gè)管網(wǎng)的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，可以實(shí)現(xiàn)在各部門同時(shí)查閱、更新管網(wǎng)信息，提高管網(wǎng)信息利用的效率。以數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式，將不同系統(tǒng)、不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合到數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中式管理，采用分布式數(shù)據(jù)總線方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，解決了數(shù)據(jù)多元化、不統(tǒng)一的局面。大數(shù)據(jù)分析是指對(duì)規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。大數(shù)據(jù)技術(shù)包含數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等熱門技術(shù)。智慧水務(wù)必須將通過(guò)水聯(lián)網(wǎng)采集的海量信息在云平臺(tái)上利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)完成海量數(shù)據(jù)的分析、預(yù)測(cè)、決策，以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理水務(wù)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的整個(gè)生產(chǎn)、管理和服務(wù)流程，使之更加數(shù)字化、智能化、規(guī)范化，從而達(dá)到“智慧”的狀態(tài)。

三、智能平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)建內(nèi)容

1.智能平臺(tái)系統(tǒng)的構(gòu)建內(nèi)容

對(duì)于供水行業(yè)來(lái)講，智能化的供水平臺(tái)構(gòu)建主要涵蓋了以下內(nèi)容。

首先是對(duì)供水運(yùn)作過(guò)程中所涉及到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一，然后基于智能化技術(shù)及設(shè)備構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，從而使信息數(shù)據(jù)的分析以及處理和利用能夠更加規(guī)范化以及更加安全。

其次主要是針對(duì)智慧供水平臺(tái)所應(yīng)用的各軟件系統(tǒng)進(jìn)行全面的建設(shè)，因?yàn)樵趯?shí)際功能發(fā)揮的過(guò)程中，除了硬件設(shè)備之外，在進(jìn)行各項(xiàng)操作時(shí)，是需要軟件系統(tǒng)作為輸入端，然后對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行指令下達(dá)，從而完成相應(yīng)的工作。所以應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)平臺(tái)軟件系統(tǒng)的建設(shè)，使各項(xiàng)指令的下達(dá)能夠更加精確而且更加及時(shí)。

再次，則是調(diào)度運(yùn)營(yíng)中心和客服中心的平臺(tái)硬件建設(shè)。因?yàn)閷?duì)于智能供水平臺(tái)的建設(shè)來(lái)講，在實(shí)現(xiàn)智能化的過(guò)程中，大大降低在實(shí)際運(yùn)作時(shí)人力的投入，而對(duì)于各項(xiàng)工作的反饋以及檢查則是由調(diào)度運(yùn)營(yíng)中心和客服中心來(lái)完成的，所以要擁有完善而且過(guò)硬的硬件支撐，作為開展調(diào)度以及客服工作的平臺(tái)。

然后就是智慧市場(chǎng)內(nèi)的泵站和管網(wǎng)，計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因?yàn)樵趯?shí)際工作過(guò)程中輸水以及送水是需要依靠水泵的各項(xiàng)管網(wǎng)來(lái)完成的，所以為了保障輸水的穩(wěn)定以及可靠，需要對(duì)輔助調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行完善。同時(shí)對(duì)輸水以及送水過(guò)程中的給水管網(wǎng)，要進(jìn)行水利模型的構(gòu)建，從而對(duì)給水過(guò)程中的各項(xiàng)工作狀態(tài)進(jìn)行模擬，并同時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)輸水以及送水過(guò)程中的各項(xiàng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化以及調(diào)整。最后，則是對(duì)管網(wǎng)和水表進(jìn)行全面檢查。

2.智能供水平臺(tái)的構(gòu)建結(jié)構(gòu)

首先是感知層的構(gòu)建，感知層所依靠的主要技術(shù)就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)水廠在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)作過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)以及運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)行信息的獲取。因?yàn)閷?duì)于物聯(lián)網(wǎng)機(jī)制來(lái)講，在應(yīng)用的過(guò)程中能夠及時(shí)并且有效的獲取到各項(xiàng)狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，所以能夠使數(shù)據(jù)的可靠性以及準(zhǔn)確性得到提高。

其次主要是自動(dòng)化控制層的構(gòu)件，自動(dòng)化控制層在構(gòu)建的過(guò)程中主要是基于PLC 控制單元，然后對(duì)整個(gè)智能平臺(tái)所控制的工藝體系進(jìn)行構(gòu)建，將水廠運(yùn)作過(guò)程中的自動(dòng)化控制真正實(shí)現(xiàn)。而在進(jìn)行自動(dòng)化控制的過(guò)程中，主要是針對(duì)四大平衡進(jìn)行完善，包括水平衡以及加藥平衡和電平衡以及污泥平衡。

四、智能供水平臺(tái)構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)

1.組件式開發(fā)技術(shù)

對(duì)于智能供水平臺(tái)的建設(shè)來(lái)講，在進(jìn)行開發(fā)的過(guò)程中，需要基于網(wǎng)絡(luò)化的管理信息系統(tǒng)去進(jìn)行組建開發(fā)，這也是當(dāng)前最先進(jìn)的結(jié)構(gòu)模式，該模式被稱為B/S 結(jié)構(gòu)。對(duì)于該結(jié)構(gòu)來(lái)講，所擁有的優(yōu)點(diǎn)包括很多，而對(duì)于智能供水平臺(tái)的構(gòu)建來(lái)講，是將B/S 結(jié)構(gòu)技術(shù)和C/S 結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)合，然后在進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)的過(guò)程中將組件開發(fā)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際工作當(dāng)中。

2.龐大數(shù)據(jù)組織及管理

因?yàn)閷?duì)于水廠運(yùn)行來(lái)講，在實(shí)際運(yùn)作過(guò)程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息量是非常龐大的，而且因?yàn)樯婕暗讲块T較多，所以在進(jìn)行信息存儲(chǔ)及管理的過(guò)程中，工作難度也會(huì)增加。在智能供水平臺(tái)構(gòu)建的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)海量空間數(shù)據(jù)、壓縮技術(shù)進(jìn)行了全面研究，然后使用面向空間實(shí)體的數(shù)據(jù)模型以及分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)，在進(jìn)行海量數(shù)據(jù)組織和管理的過(guò)程中進(jìn)行了全面的創(chuàng)新。能夠針對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行重新定義及管理，然后進(jìn)行多元化的數(shù)據(jù)管理及分析，保障了整個(gè)智能供水平臺(tái)的高效以及穩(wěn)定運(yùn)行。

3.服務(wù)部署優(yōu)化技術(shù)

對(duì)于該技術(shù)來(lái)講是智能供水平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中最主要的技術(shù)之一，因?yàn)樵谥悄芄┧脚_(tái)構(gòu)建的過(guò)程中，涵蓋的信息量是非常大的，所以系統(tǒng)本身需要在多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮作用，除了使用數(shù)據(jù)壓縮以及空間索引和多級(jí)存儲(chǔ)等技術(shù)之外，還需要對(duì)智能供水系統(tǒng)的軟硬件架構(gòu)體系進(jìn)行深入研究及重新部署。

4.數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)講，其本身屬于一項(xiàng)非常綜合性的技術(shù)，在進(jìn)行工作的過(guò)程中，主要目的是為了將各種集成和不同時(shí)間段的數(shù)據(jù)進(jìn)行集合，并做好信息收集與存儲(chǔ)工作，制定各項(xiàng)戰(zhàn)略決定的最主要依據(jù)。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于當(dāng)前的智能供水平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)建來(lái)講，在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，無(wú)論是構(gòu)建內(nèi)容還是關(guān)鍵技術(shù)，都需要進(jìn)行深入研究，因?yàn)橹悄芑夹g(shù)仍然在不斷發(fā)展，所以智能供水平臺(tái)的構(gòu)建也需要不斷進(jìn)行完善，這樣才能夠使智能供水的建設(shè)水平得到提升，為智慧水廠工作效率提高打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。