昌吉市農(nóng)村智慧化水務(wù)建設(shè)實(shí)踐

楊 杰

（昌吉市農(nóng)村集中供水中心，新疆 昌吉 831100）

智慧水務(wù)是以新技術(shù)應(yīng)用帶動(dòng)水務(wù)信息化技術(shù)水平的全面提升，以重點(diǎn)應(yīng)用系統(tǒng)帶動(dòng)信息化建設(shè)效益的發(fā)揮，為水務(wù)管理的精細(xì)化、智慧化提供信息化技術(shù)支撐。建設(shè)智慧水務(wù)可以有效增強(qiáng)降雨、蒸發(fā)、地面徑流、供輸排水管道壓力及水位、地下水位的監(jiān)測(cè)能力，為智慧化管理和科學(xué)決策提供第一手的準(zhǔn)確信息，為水資源精細(xì)化管理提供可能。同時(shí)，借助智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，特別是網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的完善和升級(jí)，也可以為智慧水務(wù)提供高帶寬、全覆蓋的通信服務(wù)，在進(jìn)一步促進(jìn)水務(wù)信息采集傳輸?shù)耐瑫r(shí)，也提高了公共資源的共享程度，拓寬了信息資源的共享渠道[1]，智慧水務(wù)是當(dāng)前打造智慧城市、智慧鄉(xiāng)村的重要板塊內(nèi)容之一。

昌吉市積極響應(yīng)國家號(hào)召，為推動(dòng)鄉(xiāng)村全面振興和農(nóng)村供水安全性和數(shù)字化，在基于對(duì)城北四鎮(zhèn)供水管理現(xiàn)狀廣泛了解的基礎(chǔ)上，加快集中供水管理中心智慧化水務(wù)管理系統(tǒng)的建設(shè)，保障農(nóng)村供水的安全性，提升水務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行管理水平和科學(xué)決策能力，真正實(shí)現(xiàn)“物聯(lián)感知、互聯(lián)互通、科學(xué)決策、智能管理”[2]。

昌吉市農(nóng)村智慧化水務(wù)建設(shè)項(xiàng)目積極應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)、超融合技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)直播技術(shù)等新興技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)化、供水管網(wǎng)業(yè)務(wù)流程化、供水綜合信息集成化、供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)化，提升農(nóng)村供水安全保障的智能化管理水平，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的精細(xì)化管理，為新疆維吾爾族自治區(qū)農(nóng)村供水建設(shè)打造了“昌吉樣板”。

1 昌吉市農(nóng)村智慧化水務(wù)項(xiàng)目概況

1.1 建設(shè)前存在的問題

（1）只針對(duì)單一工程進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)少。城北四鎮(zhèn)供水管網(wǎng)總長433 km，只針對(duì)主要分水口設(shè)有流量壓力監(jiān)測(cè)設(shè)備，尚有42 處減壓閥，減壓閥前后壓力監(jiān)測(cè)尚未安裝，無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)減壓閥的運(yùn)行狀況。

（2）缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)中心。城北四鎮(zhèn)只有農(nóng)村集中供水中心第一水廠建有一個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)中心，但建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，該中心為2016年建設(shè)，主要用于城北四鎮(zhèn)農(nóng)村飲水工程中使用的監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)采集。軟件功能單一、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低，只能作為一個(gè)子系統(tǒng)應(yīng)用，無法承擔(dān)起整個(gè)昌吉市農(nóng)村供水工程數(shù)據(jù)的融合處理。

（3）信息化建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施不全。全市農(nóng)村供水管網(wǎng)均未設(shè)在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備，無法在線監(jiān)控水質(zhì)。缺乏移動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)施，只能依靠定點(diǎn)取樣送檢的方式檢測(cè)水質(zhì)。

（4）缺乏具有全局性、戰(zhàn)略性、綜合性、統(tǒng)領(lǐng)性的應(yīng)用平臺(tái)，無法為供水信息化建設(shè)提供有力支持?，F(xiàn)有平臺(tái)只能收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，缺乏對(duì)多種數(shù)據(jù)類型進(jìn)行系統(tǒng)整理分析功能。管理應(yīng)用軟件功能不足，無法將現(xiàn)有工程之間的數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，建立統(tǒng)一的拓?fù)潢P(guān)系，管網(wǎng)連通性、數(shù)據(jù)入庫，地圖接入等無法統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)。

1.2 建設(shè)目標(biāo)

針對(duì)昌吉市農(nóng)村集中供水管理中心智慧水務(wù)信息化建設(shè)存在的問題，本項(xiàng)目在現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備基礎(chǔ)上，完善管理功能，升級(jí)軟硬件系統(tǒng)，主要建設(shè)內(nèi)容包括一套基礎(chǔ)設(shè)施、一個(gè)數(shù)據(jù)中心和一個(gè)應(yīng)用平臺(tái)。

（1）一套基礎(chǔ)設(shè)施。為集中供水中心智慧水務(wù)信息化項(xiàng)目的運(yùn)行提供基礎(chǔ)條件，包括系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)行所必需的機(jī)房環(huán)境、信息安全基礎(chǔ)設(shè)施（等保三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）、硬件基礎(chǔ)設(shè)施、軟件基礎(chǔ)設(shè)施。

（2）一個(gè)數(shù)據(jù)中心。一個(gè)開放共享的集中供水中心智慧水務(wù)數(shù)據(jù)中心是智慧水務(wù)信息化建設(shè)的核心，是各個(gè)子系統(tǒng)之間、部門垂直、第三方橫向數(shù)據(jù)交換和共享的中心，融合集成集中供水中心的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、主體數(shù)據(jù)，統(tǒng)一規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，使用SOA架構(gòu)，結(jié)合智慧水務(wù)建設(shè)與運(yùn)維管理、績(jī)效評(píng)估的需要，對(duì)多源、多格式、多類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的存儲(chǔ)和管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、計(jì)算建模、挖掘分析、共享交換，為供水運(yùn)營管理提供可視化及分析評(píng)估基礎(chǔ)、形成對(duì)關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的集中式管理。

（3）一個(gè)應(yīng)用平臺(tái)?；诮y(tǒng)一的SOA架構(gòu)及軟件基礎(chǔ)建立“規(guī)范、安全、開放”的集中供水中心智慧水務(wù)軟件應(yīng)用平臺(tái)，制訂統(tǒng)一的應(yīng)用系統(tǒng)接口規(guī)范，使得不同的系統(tǒng)都按照一定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成與業(yè)務(wù)融合。

集中供水中心智慧信息化建設(shè)包括供水管網(wǎng)巡檢管理、供水管網(wǎng)搶維修管理、供水管網(wǎng)閥門管理、供水報(bào)裝管理、供水管網(wǎng)工程管理、集中供水綜合監(jiān)管平臺(tái)、一體化采集系統(tǒng)應(yīng)用7個(gè)模塊。隨著今后智慧水務(wù)建設(shè)的推進(jìn)，將增加更多業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。

2 項(xiàng)目建設(shè)方案

智慧水務(wù)建設(shè)以生產(chǎn)運(yùn)行長效管理為核心，以覆蓋智慧水務(wù)建設(shè)管理全過程的數(shù)據(jù)作為驅(qū)動(dòng)[3]，建立以量化計(jì)算為核心的智慧水務(wù)智慧管理平臺(tái)，支持智慧水務(wù)建設(shè)的過程監(jiān)管、運(yùn)行管理與績(jī)效考核，是智慧水務(wù)建設(shè)的重要組成部分與檢驗(yàn)工具。

2.1 設(shè)計(jì)原則

智慧水務(wù)信息化建設(shè)的開發(fā)涉及面廣、技術(shù)難度較高，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需著重考慮安全可行與現(xiàn)有技術(shù)的合理運(yùn)用，統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)規(guī)范，統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實(shí)施。

此次項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，將實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性原則、全面覆蓋和體系完整、可伸縮性和開放性、共享性和標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、兼容性和多樣性、擴(kuò)展性和靈活性6大原則兼顧，進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智慧水務(wù)信息化管理平臺(tái)采用B/S+M/S 架構(gòu)（見圖1），實(shí)現(xiàn)web端和移動(dòng)端的系統(tǒng)瀏覽，功能使用。

圖1 昌吉市農(nóng)村智慧化水務(wù)管理平臺(tái)

智慧水務(wù)信息化管理平臺(tái)采用SOA 系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，遵循SOA的架構(gòu)要求。系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮業(yè)務(wù)與功能的緊密結(jié)合，將系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)分為基礎(chǔ)設(shè)施、實(shí)時(shí)感知、數(shù)據(jù)中心、決策中心以及展示中心。

（1）基礎(chǔ)設(shè)施。主要是基礎(chǔ)安全系統(tǒng)，如防火墻、安全網(wǎng)關(guān)等；硬件基礎(chǔ)設(shè)施，如服務(wù)器、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)、容災(zāi)等設(shè)施建設(shè)，提供硬件及網(wǎng)絡(luò)安全保障、辦公設(shè)備等。

（2）數(shù)據(jù)采集。實(shí)現(xiàn)各類傳感儀器儀表的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與采集，并通過物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，通過結(jié)合地理信息空間數(shù)據(jù)，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成平臺(tái)，也可進(jìn)行人工數(shù)據(jù)填報(bào)。

（3）數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心以智慧水務(wù)數(shù)據(jù)倉庫為核心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的資產(chǎn)化管理。包括數(shù)據(jù)的抽取清晰、實(shí)時(shí)共享、統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)可視化等。

（4）決策中心。決策中心涉及的應(yīng)用內(nèi)容包括：供水管網(wǎng)搶維修管理模塊、供水管網(wǎng)巡檢管理模塊、閥門管理模塊、報(bào)裝管理模塊、集中供水綜合監(jiān)督管理平臺(tái)、一體化采集系統(tǒng)應(yīng)用軟件。

（5）展示中心。展示中心主要為智慧水務(wù)信息化管理平臺(tái)的展示方式，用戶可通過PC、大屏幕、移動(dòng)終端等多種形式訪問本平臺(tái)。

3 效益評(píng)估

（1）社會(huì)效益。昌吉市農(nóng)村集中供水智慧水務(wù)信息化建設(shè)引入了大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)和SOA架構(gòu)等，從整體上提升了信息采集自動(dòng)化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、管理數(shù)字化和決策科學(xué)化的水平，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間信息交換和無縫連接，有效消除信息孤島，實(shí)現(xiàn)管理者由靜態(tài)管理向動(dòng)態(tài)管理，事后管理向事前控制的轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)了管理的科學(xué)性，從而最大程度確保城市供水安全，提高水務(wù)公司管理效率。本次項(xiàng)目按照市里統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，集中供水中心要實(shí)現(xiàn)水務(wù)信息的信息化，實(shí)現(xiàn)水量、水壓、水質(zhì)的實(shí)時(shí)采集、處理和分析，保障城市供水安全，降低供水管網(wǎng)漏損率。加快物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，融合各類相關(guān)數(shù)字化信息，推進(jìn)城市智慧水務(wù)建設(shè)，提高了供水安全保障和服務(wù)水平。

（2）經(jīng)濟(jì)效益。昌吉市農(nóng)村集中供水智慧水務(wù)信息化項(xiàng)目的建設(shè)為集中供水的管理工作提供便捷性、高效性的服務(wù)。在昌吉市農(nóng)村集中供水管理中心建設(shè)一套硬件設(shè)備，可以供相關(guān)業(yè)務(wù)部門同時(shí)使用，減少在其他部門分別搭建機(jī)房、安裝硬件設(shè)備的投入；在昌吉市農(nóng)村集中供水管理中心建設(shè)一套水務(wù)信息化平臺(tái)軟件，也可以提供給部門同時(shí)使用，可以減少管理人員的投入頻次和數(shù)量，提高管理工作質(zhì)量，從而降低水務(wù)信息化建設(shè)管理成本。本次項(xiàng)目構(gòu)建集綜合信息管理與共享的智慧水務(wù)信息化管理平臺(tái)，解決制約管網(wǎng)管理工作所存在的信息化系統(tǒng)為其核心模塊，在總體層面進(jìn)行平臺(tái)的優(yōu)化和整合，使分散、局域性的監(jiān)控、管理等問題的解決更趨于系統(tǒng)性、整體性、有效性和協(xié)調(diào)性，能夠增加日常管理工作和外業(yè)工作的便捷性和時(shí)效性

4 結(jié)語

農(nóng)村集中供水是具有公益性特征的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，是實(shí)現(xiàn)全面鄉(xiāng)村振興、鞏固脫貧攻堅(jiān)成果重要組成部分。對(duì)于邊疆農(nóng)村地區(qū)來說，集中供水和智慧化水務(wù)建設(shè)，也是實(shí)現(xiàn)科技發(fā)展成果全民共享，助力民族團(tuán)結(jié)的重要工程。昌吉市率先完善供水基礎(chǔ)設(shè)施、開展農(nóng)村智慧水務(wù)平臺(tái)建設(shè)，是自治區(qū)政府鼓勵(lì)有條件地區(qū)先行先試，打造樣板區(qū)的重要體現(xiàn)。該方案實(shí)現(xiàn)了地區(qū)供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)化、供水管網(wǎng)業(yè)務(wù)流程化、供水綜合信息集成化、供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)化，在加快城鄉(xiāng)一體供水建設(shè)中具有重要推廣價(jià)值。