新型智慧水務(wù)無人值守加壓泵站研建與應(yīng)用

【摘? 要】信息時代降臨，21世紀(jì)國家邁入信息技術(shù)高速發(fā)展階段，5G技術(shù)、無人駕駛、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等信息化技術(shù)相繼被推廣使用，國家“智慧生活”等概念的提出，新型智慧水務(wù)也越發(fā)受到了行業(yè)的關(guān)注。智慧水務(wù)能否實(shí)現(xiàn)供排水系統(tǒng)無人值守的管理，正逐漸成為當(dāng)前國際保障供水安全和水資源綜合管理的主要發(fā)展方向，新型智慧水務(wù)無人值守加壓泵站是解決水資源緊張、水安全環(huán)境以及節(jié)約用水等問題的重要途徑。鑒于此，筆者將對智慧水務(wù)無人值守加壓泵站進(jìn)行簡單介紹以及重點(diǎn)描述智慧水務(wù)無人值守加壓泵站帶來的影響。

【關(guān)鍵詞】智慧水務(wù);無人值守;加壓泵;研建與應(yīng)用

引言

人工智能和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是我國“新基建”的兩大重要領(lǐng)域，已成為發(fā)展和投資的重點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)人類全面智能化生活，與此相關(guān)的智慧水務(wù)系統(tǒng)智能化技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)也迎來了蓬勃發(fā)展的新時期，我國智慧水務(wù)系統(tǒng)智能化技術(shù)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新應(yīng)用促進(jìn)了水務(wù)企業(yè)向精細(xì)化管理、智能化服務(wù)轉(zhuǎn)型。如今智慧水務(wù)已成為水務(wù)行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)。

1.智慧水務(wù)無人值守概念

智慧水務(wù)是目前國內(nèi)先進(jìn)的信息技術(shù)，是對水務(wù)行業(yè)的一種變革，使得水務(wù)管理突破傳統(tǒng)模式，以更加智能化的方式運(yùn)作，包括控制智能化、數(shù)據(jù)資源化、管理精準(zhǔn)化、決策智慧化，保障水務(wù)設(shè)施安全運(yùn)行，達(dá)成水務(wù)業(yè)務(wù)更高效的運(yùn)營、更科學(xué)的管理和更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。面對水務(wù)企業(yè)的生產(chǎn)管理需求，利用先進(jìn)的自動化、電氣、無線通信、軟件技術(shù)、建立先進(jìn)的遠(yuǎn)程管控平臺，采用先進(jìn)的水務(wù)管理方法，大幅度減少水務(wù)現(xiàn)場生產(chǎn)控制、維護(hù)和管理人員，基本或者完全實(shí)現(xiàn)無人值守，大幅度降低人工成本，提高水務(wù)管理效率，減少能耗，提升安全管理水平。無人值守并不一定等于完全無人管理，而是從實(shí)際現(xiàn)狀出發(fā)，通過建立無人值守管控平臺，逐步減少現(xiàn)場人員，而改為主要依靠智能自動控制、遠(yuǎn)程管理水務(wù)生產(chǎn)運(yùn)行。本次內(nèi)容提供一個智能水務(wù)運(yùn)營平臺，包括“一平臺+三系統(tǒng)+一端”產(chǎn)品。

2.水務(wù)系統(tǒng)面臨的需求和挑戰(zhàn)

雖然目前國內(nèi)外智慧水務(wù)建設(shè)都發(fā)展很快，但是仍然面臨巨大的設(shè)計挑戰(zhàn)，許多人都處于盲目跟風(fēng)和引進(jìn)投資的狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)全球化帶來大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，導(dǎo)致目前人力成本不斷上漲，水務(wù)企業(yè)規(guī)模越來越大，水務(wù)設(shè)施越來越遠(yuǎn)程化，水務(wù)企業(yè)不斷擴(kuò)展，但管理水平跟不上，應(yīng)急處理效率太低，設(shè)備現(xiàn)場檢修維護(hù)和管理成本高，生產(chǎn)安全標(biāo)準(zhǔn)、水務(wù)排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，水務(wù)系統(tǒng)面臨巨大的挑戰(zhàn)，為了降低水務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行成本，減少現(xiàn)場值班人員，智慧水務(wù)系統(tǒng)便誕生了，它具有現(xiàn)場智能自動控制，自動調(diào)節(jié)，優(yōu)化控制，系統(tǒng)高可靠性和冗余設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)，通過對現(xiàn)場控制和遠(yuǎn)程控制智慧管理一體化，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程生產(chǎn)監(jiān)控，遠(yuǎn)程生產(chǎn)調(diào)度，遠(yuǎn)程設(shè)施設(shè)備管理。隨著水利公司近年的不斷發(fā)展，供水范圍不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的調(diào)度方式已經(jīng)不能滿足城市快速增長的要求，往往導(dǎo)致區(qū)域供水的不均衡，部分地區(qū)水壓低，供水不足。水利公司不斷研究現(xiàn)代化的管理方法和手段，建立更加完善的智能調(diào)度系統(tǒng)，才能做出整個供水系統(tǒng)的最佳調(diào)度方案及安排供水生產(chǎn)，從技術(shù)上保證合理供水和供水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.智慧水務(wù)無人值守加壓泵站存在的困難

智慧水務(wù)無人值守加壓泵設(shè)備安裝絕對是勸退項(xiàng)。智慧水務(wù)需要安裝大量的流量計和壓力計，但是不是所有應(yīng)安裝的地方都能安裝，比如一些管道經(jīng)過多年發(fā)展已經(jīng)在一些小區(qū)里面或者道路主干道中，難以開挖，或者不少老舊管道采用水泥管難以安裝，這就是為什么智慧水務(wù)往往選新的小區(qū)進(jìn)行實(shí)施，而避開老區(qū)的主要原因。由于目前實(shí)時監(jiān)測、事前預(yù)警、事故報警、水壓監(jiān)測、故障檢查、事故恢復(fù)的信息化機(jī)制尚未建立，導(dǎo)致智慧水務(wù)無人值守加壓泵站的一些功能還不夠完善，發(fā)生事故時負(fù)責(zé)人不能及時了解事情的情況，未能及時提前預(yù)防事故的發(fā)生，一旦事故發(fā)生，不能及時與事中各部門及時做好應(yīng)急處理，距離全自動化、智能化安全供水還有一段距離仍然有不安全風(fēng)險出現(xiàn)。

4.智慧水務(wù)無人值守加壓泵站的設(shè)計

新型智慧水務(wù)無人值守加壓泵站是指在現(xiàn)有設(shè)施上進(jìn)行無人值守改造，使用科學(xué)、可靠、可視化的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)降低泵站運(yùn)行管理費(fèi)用，減少人員投入為主要目的。根據(jù)《牛尾嶺加壓泵站基本情況和需求》，以及實(shí)地考察得知，項(xiàng)目主要包含平臺開發(fā)和設(shè)備改造兩部分內(nèi)容。經(jīng)詳細(xì)技術(shù)分析，本項(xiàng)目擬采用“一平臺、多系統(tǒng)、去中心、輕運(yùn)維”技術(shù)方案。

4.1主平臺開發(fā)

智慧水務(wù)運(yùn)營平臺，重點(diǎn)研究開發(fā)。智慧水務(wù)運(yùn)營平臺（下稱主平臺）主要實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)報表和數(shù)據(jù)展示功能，主平臺采用云服務(wù)器部署方案，便于日常運(yùn)維管理、容災(zāi)備份，減少機(jī)房、服務(wù)器、專線、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等基礎(chǔ)設(shè)施投入，降低運(yùn)維門檻;主平臺只需部署、維護(hù)一套，可通過IP、域名方式登錄，提供電腦WEB端、手機(jī)APP、微信小程序等登錄方式，隨時隨地可登錄使用;通過權(quán)限控制，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理、責(zé)任追溯。采用多系統(tǒng)控制使用時下最成熟、最穩(wěn)定軟、硬件產(chǎn)品，只需對接，無需開發(fā)。在智慧水務(wù)運(yùn)營平臺上安裝儀器儀表監(jiān)測系統(tǒng)：對接配電間電氣系統(tǒng)數(shù)字電表、水泵機(jī)組變頻器、主機(jī)間水位計、濁度計、PH計、流量計等在線儀器設(shè)備;另外添加視頻監(jiān)控系統(tǒng)和氣象監(jiān)測系統(tǒng)對接安防攝像頭、水庫水位監(jiān)測攝像頭以及對接氣象站（溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向、光照強(qiáng)度、降雨量等）。

4.2主平臺系統(tǒng)部分

設(shè)計三個系統(tǒng)分別是解決傳感器系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、氣象監(jiān)測設(shè)備接入問題系統(tǒng)。

（1）傳感器系統(tǒng)：接入配電電氣系統(tǒng)電表，管道流量計、壓力計、濁度計、PH及主機(jī)間水位計等;（2）視頻監(jiān)控系統(tǒng)：接入全場區(qū)安防視頻監(jiān)控、水庫水位視頻監(jiān)控;（3）氣象監(jiān)測系統(tǒng)：接入本地氣象站數(shù)據(jù)和氣象臺氣象數(shù)據(jù);三大系統(tǒng)相互獨(dú)立，各司其職，均采用時下最成熟、最穩(wěn)定的國產(chǎn)一線軟、硬件產(chǎn)品，均支持二次開發(fā)和API數(shù)據(jù)對接。

主平臺可以與三個分系統(tǒng)解耦，通過組件與各個分系統(tǒng)做數(shù)據(jù)對接，各個分系統(tǒng)相互獨(dú)立，各司其職，完全解耦，各個分系統(tǒng)設(shè)備增減、故障、維修均不會對主平臺造成故障性影響，提高了主平臺的穩(wěn)定性和可拓展性。三個分系統(tǒng)不集中部署，各自獨(dú)立管理、數(shù)據(jù)備份，提高數(shù)據(jù)安全性和平臺穩(wěn)健性。實(shí)現(xiàn)主平臺的云服務(wù)器上集中數(shù)據(jù)備份，實(shí)現(xiàn)分系統(tǒng)分別備份和主平臺集中備份雙保險。

在運(yùn)維方面主要由廠家運(yùn)維，主平臺提供集中負(fù)責(zé)提供運(yùn)維管理手段。主平臺使用云服務(wù)器，無需專業(yè)運(yùn)維人員，主平臺運(yùn)維只需關(guān)注平臺運(yùn)行情況，各數(shù)據(jù)展示情況即可;三個分系統(tǒng)由對應(yīng)廠家進(jìn)行運(yùn)維工作，日?；緹o運(yùn)維工作，出現(xiàn)平臺、設(shè)備故障等，只需聯(lián)系廠家售后即可，方便快捷;主平臺可通過三個分系統(tǒng)的運(yùn)維管理API接口獲取對應(yīng)運(yùn)維數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維數(shù)據(jù)展示，提供集中運(yùn)維管理手段。另外我們開發(fā)提供手機(jī)主平臺APP、微信小程序、短信提醒等移動端。

本設(shè)計方案有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）平臺開發(fā)和設(shè)備改造可同時進(jìn)行，開發(fā)速度快，項(xiàng)目開發(fā)周期短，見效快;（2）三個分系統(tǒng)各司其職，完全解耦，后期設(shè)備拓展、增減、故障、維護(hù)等，在各自分系統(tǒng)上進(jìn)行，互不影響;（3）采用云部署方案，無基礎(chǔ)設(shè)施投入，幾乎無運(yùn)維工作，人員投入少;（4）平臺與三大系統(tǒng)，設(shè)備與系統(tǒng)均通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)API進(jìn)行對接，方便主平臺、設(shè)備等后續(xù)升級、改造、對接別的系統(tǒng)平臺，平臺可拓展性強(qiáng)。

5.結(jié)束語

通過改變過去傳統(tǒng)方法，物聯(lián)網(wǎng)智能水務(wù)讓官網(wǎng)調(diào)度更加科學(xué)高效。打開智慧水務(wù)運(yùn)營平臺，就能清楚地看到各個區(qū)域的供水和用水情況，大大提高實(shí)時監(jiān)測效率，保障用戶用水。

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作者簡介： 王玨（1992.8-），男，漢族，廣西桂林人，本科，研究方向?yàn)橹腔鬯畡?wù)。

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