有關(guān)城市二次供水智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的探究

廣州市自來(lái)水有限公司 廣東 廣州 510100

當(dāng)前，隨著我國(guó)的日益發(fā)展與繁榮，人們對(duì)于衣食住行方面的要求也逐漸變高，對(duì)于城市用戶而言，飲用水的安全問(wèn)題就變得至關(guān)重要了。因?yàn)檎f(shuō)到城市用水，就不得不提及二次供水系統(tǒng)，然而有關(guān)二次供水智能檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用和管理僅僅是在一些大城市得到實(shí)現(xiàn)，在大部分的中小城市，對(duì)于二次供水智能檢測(cè)系統(tǒng)并沒(méi)有進(jìn)行相關(guān)的了解與普及，以至于許多城市的老舊社區(qū)很少甚至從不對(duì)蓄水池進(jìn)行清洗消毒，這對(duì)人們的生活質(zhì)量和身體健康都產(chǎn)生了極大的影響[1]。

一、國(guó)內(nèi)外關(guān)于二次供水的研究現(xiàn)狀

《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)城鎮(zhèn)居民二次供水設(shè)施建設(shè)與管理確保水質(zhì)安全的通知》在2015年2月17日由國(guó)家四部委聯(lián)合下發(fā)，為城市居民飲用水安全提供了制度保障。同時(shí)，該通知也對(duì)政府、供水企業(yè)等有關(guān)部門(mén)在管理與服務(wù)方面提出了一些要求，在一定程度上增強(qiáng)了人們的安全飲用水意識(shí)，對(duì)保障城鎮(zhèn)居民生活飲用水衛(wèi)生安全起到一定的作用。

國(guó)外對(duì)于城市二次供水系統(tǒng)的研究也還在探索階段，尚未完全普及。面對(duì)房地產(chǎn)行業(yè)的興起，高樓林立的現(xiàn)狀，城市二次供水的有效應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外都是至關(guān)重要的。尤其我國(guó)又是缺水國(guó)家，因此，如何為城市居民量身定做，合理進(jìn)行二次供水改造，是目前城市發(fā)展問(wèn)題的重中之重。

目前，由于人們?cè)絹?lái)越注重生活質(zhì)量的提高，較多的居民選擇在家里安裝凈水器，然而家庭凈水器的作用無(wú)非就是改善居民用水的水質(zhì)?，F(xiàn)如今，相關(guān)部門(mén)大力研究改善并推行的二次供水智能系統(tǒng)恰好能有效改善水質(zhì)，這在節(jié)約了居民資金投入的同時(shí)，也能增強(qiáng)居民用水的安全感。

二、水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

我國(guó)的第一個(gè)二次供水智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在上海浦東建立，并于2017年7月30日正式運(yùn)行；與此同時(shí)，我國(guó)的第一個(gè)關(guān)于蓄水池的二次供水檢測(cè)系統(tǒng)也在西安開(kāi)始運(yùn)行。這兩所城市引領(lǐng)著我國(guó)二次供水系統(tǒng)的發(fā)展，也為其他城市提供了借鑒與指導(dǎo)[2]。

三、二次供水管理模式現(xiàn)狀

1.現(xiàn)狀。當(dāng)前，我國(guó)的二次供水管理模式可分為四種。第一種是“深圳模式”，其是在二次供水工作的實(shí)施中由公共供水企業(yè)進(jìn)行統(tǒng)一管理，第二種是“天津模式”，它的二次供水工作由公共供水企業(yè)管理，然后再將二次供水的相關(guān)養(yǎng)護(hù)等工作外包給專業(yè)的公司，這種管理模式被稱為“管理和維護(hù)相分離模式”，第三種是“沈陽(yáng)模式”，是由物業(yè)管理部門(mén)和公共供水企業(yè)共同運(yùn)營(yíng)，這種管理模式被稱為“雙軌制模式”，第四種是“重慶模式”，其是委托專業(yè)的公司進(jìn)行一體化的管理，這種管理模式被稱為“市場(chǎng)導(dǎo)向模式”。

2.常見(jiàn)問(wèn)題和目前解決方法

(1)二次供水常見(jiàn)問(wèn)題。二次供水管理部門(mén)責(zé)任不清，未能進(jìn)行有效管理。由于二次供水管道和市政供水管網(wǎng)相互連通，當(dāng)居民水質(zhì)和水壓出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，供水企業(yè)和管理二次供水的物業(yè)公司等單位便不能立即找出原因，進(jìn)行解決，而是容易造成互相推卸責(zé)任的狀況，影響居民的用水質(zhì)量和用水體驗(yàn)。

管網(wǎng)腐蝕結(jié)垢和沉積物對(duì)水質(zhì)的污染。水廠輸出的自來(lái)水畢竟不是純凈的水，它含有某些無(wú)機(jī)物、有機(jī)物以及微生物。水在管網(wǎng)中流動(dòng)時(shí)，有些物質(zhì)會(huì)分解，水和水中的分解物與管內(nèi)壁材質(zhì)會(huì)發(fā)生化學(xué)作用，水中殘存的細(xì)菌還可以再繁殖，加上管網(wǎng)受到外來(lái)的二次污染，管網(wǎng)水質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，往往形成管內(nèi)腐蝕、沉淀及結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。這種結(jié)垢層容易滋生大量的細(xì)菌，影響居民飲用水的安全[3]。

(2)針對(duì)二次供水存在問(wèn)題提出的解決方法。明確相關(guān)部門(mén)責(zé)任，加強(qiáng)部門(mén)間的溝通與合作。建設(shè)部門(mén)負(fù)責(zé)二次供水管理，衛(wèi)生部門(mén)負(fù)責(zé)衛(wèi)生監(jiān)督，房地產(chǎn)物業(yè)或其委托的單位負(fù)責(zé)管理。各司其職，提高工作效率，確保居民用水的安全保障問(wèn)題。

對(duì)二次供水蓄水池進(jìn)行定期清洗、消毒。國(guó)家規(guī)定高層建筑生活水箱至少應(yīng)半年清洗消毒一次，確保二次供水水質(zhì)符合飲用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)響應(yīng)國(guó)家制度，物業(yè)公司要對(duì)自身嚴(yán)格要求，建立清洗制度和檔案。

加強(qiáng)衛(wèi)生宣傳和對(duì)蓄水池管理人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)。利用電視、報(bào)紙、社區(qū)板報(bào)等形式開(kāi)展對(duì)飲水衛(wèi)生知識(shí)和衛(wèi)生法規(guī)的宣傳，提升居民的自我保健意識(shí)，主動(dòng)配合有關(guān)部門(mén)做好對(duì)二次供水的監(jiān)督管理[4]。與此同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)二次供水單位管理人員和從業(yè)人員的法規(guī)、業(yè)務(wù)知識(shí)培訓(xùn)，提高相關(guān)工作人員的法治意識(shí)和業(yè)務(wù)技術(shù)，使其能夠更好地勝任其崗位。

四、二次供水智能檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

本文中的檢測(cè)系統(tǒng)由采集層、用戶層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層、傳輸層四層組成，結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。

1.用戶層：二次供水系統(tǒng)的使用者，可以接受監(jiān)控中心傳輸?shù)乃|(zhì)信息以及用水通知等消息；

2.數(shù)據(jù)應(yīng)用層：指數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，統(tǒng)一管理傳感器所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；

3.傳輸層：指ADSL有限虛擬專用通訊，接受采集層采集的數(shù)據(jù)并將其發(fā)送至監(jiān)測(cè)控制中心；

4.采集層：由壓力傳感器、余氯傳感器、PH值傳感器、溫度傳感器、濁度傳感器、電導(dǎo)率傳感器組成，負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)。

五、二次供水智能檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1.基于模糊綜合評(píng)價(jià)法的水質(zhì)分級(jí)方法。二次供水智能檢測(cè)系統(tǒng)可以通過(guò)模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)水質(zhì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分級(jí)，運(yùn)用這一方法可以得出監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水質(zhì)屬于哪類等級(jí)的水，具有高度的概括性、科學(xué)性，能夠解決二次供水中各種不確定的問(wèn)題[5]。其是基于模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論，評(píng)價(jià)方法分為三步：首先要根據(jù)濁度的三級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以做出三個(gè)級(jí)別的隸屬函 數(shù)；其次是根據(jù)隸屬函數(shù)可以計(jì)算得出檢測(cè)值的隸屬度矩陣；最后根據(jù)各參數(shù)超標(biāo)情況進(jìn)行加權(quán)，超標(biāo)越多，加權(quán)越大，水質(zhì)污染越嚴(yán)重。

2.監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)在線采集。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的傳感器對(duì)蓄水池中水質(zhì)數(shù)據(jù)的檢測(cè)內(nèi)容包括：壓力、余氯、PH值、溫度、濁度、電導(dǎo)率。

(1)余氯傳感器：通過(guò)余氯傳感器可以檢測(cè)蓄水池中的余氯殘留；

(2)濁度傳感器：通過(guò)濁度傳感器可以檢測(cè)蓄水池中的濁度殘留；

(3)PH值傳感器：通過(guò)PH值傳感器可以檢測(cè)蓄水池中的酸堿度；

(4)溫度傳感器：通過(guò)溫度傳感器可以檢測(cè)蓄水池中的溫度；

(5)電導(dǎo)率傳感器：通過(guò)電導(dǎo)率傳感器可以檢測(cè)蓄水池中的電導(dǎo)率；

3.網(wǎng)絡(luò)通信。網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備檢測(cè)端采用的是一種有限虛擬專用通訊方式，即ADSL，網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備采用的是Prestige662 H系列安全網(wǎng)關(guān)。Prestige662 H系列安全網(wǎng)關(guān)是一個(gè)多功能的ADSL路由器[6]。該安全網(wǎng)關(guān)集成了高速的ADSL+2端口，Prestige662 H系列安全網(wǎng)關(guān)擁有強(qiáng)大的防火墻和防病毒的功能，在高效防止網(wǎng)絡(luò)攻擊的同時(shí)，進(jìn)一步增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性、可靠性。并且，該安全網(wǎng)關(guān)維護(hù)成本比較低，能夠在一定程度上緩解資金問(wèn)題。

4.監(jiān)測(cè)中心?；贚inux系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的軟件被稱之為檢測(cè)中心，其擁有安全、簡(jiǎn)單易上手、可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)，并擁有SQL數(shù)據(jù)庫(kù)，便于操作人員的使用和管理，為工作人員高效完成工作提供了保障。具體可分為以下四個(gè)功能：

(1)直觀圖顯示功能：系統(tǒng)可用曲線圖、柱狀圖等圖形直觀的實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)情況，方便操作人員對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

(2)趨勢(shì)圖顯示功能：監(jiān)控過(guò)程中對(duì)各類傳感器實(shí)時(shí)采集上來(lái)的數(shù)據(jù)，可以自動(dòng)繪制出變化曲線圖，直觀反映當(dāng)前的水質(zhì)情況，方便操作人員對(duì)未來(lái)的水質(zhì)情況作出分析。

(3)水質(zhì)評(píng)級(jí)功能：根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)法得出的水質(zhì)分級(jí)可以讓操作人員更加直觀、清晰地了解當(dāng)前第二次供水蓄水池中的水質(zhì)信息。

(4)故障報(bào)警功能：操作人員可以任意設(shè)定檢測(cè)器數(shù)據(jù)的閾值。如果各個(gè)傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)了給定的閾值，那么紅燈報(bào)警，并且給出文字提示，以方便操作人員全面了解系統(tǒng)運(yùn)行狀況并可以對(duì)報(bào)警紀(jì)律進(jìn)行查詢[7]。

5.用戶端。首先，用戶端可以建立一個(gè)微信工作號(hào)，主要功能是傳達(dá)與通知。具體方式是通過(guò)該微信公眾號(hào)把當(dāng)前水質(zhì)信息和水質(zhì)等級(jí)實(shí)時(shí)推送給用戶，方便用戶實(shí)時(shí)了解水質(zhì)情況。并且，監(jiān)控中心以及當(dāng)?shù)氐墓补┧救绻芯o急的通知也可以通過(guò)該公眾號(hào)告知用戶，可以達(dá)到高效便捷的效果。

其次，該微信公眾號(hào)擁有評(píng)價(jià)功能，用戶在關(guān)注該公眾號(hào)或，不僅可以實(shí)時(shí)接受和了解水質(zhì)信息，也可以對(duì)二次供水平臺(tái)提供反饋意見(jiàn)，而供水平臺(tái)可以依照這些反饋意見(jiàn)不斷完善工作內(nèi)容。

六、成效與總結(jié)

有關(guān)城市二次供水管理系統(tǒng)的應(yīng)用已在一定程度上取得相應(yīng)的成效，但仍處在起步階段，還需要進(jìn)行不斷的發(fā)展和研究，進(jìn)一步完善其功能和作用，使其更好地為城市發(fā)展服務(wù)。

結(jié)語(yǔ)

本文主要概述了關(guān)于居民二次供水智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)狀與運(yùn)行流程，并針對(duì)當(dāng)前二次供水智能檢測(cè)系統(tǒng)所遇到的問(wèn)題提出了相應(yīng)的解決方法，具有一定的借鑒性，但關(guān)于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還需進(jìn)一步的優(yōu)化與完善，值得繼續(xù)研究。