農(nóng)村飲水安全自動化監(jiān)控技術(shù)研究及應(yīng)用前景分析

李文浩

（甘肅省平?jīng)鍪星f浪縣水務(wù)局，甘肅 莊浪 744600）

隨著我國現(xiàn)代化農(nóng)村建設(shè)的發(fā)展，農(nóng)村經(jīng)濟社會以及農(nóng)民的生活水平正在提高，于此同時，農(nóng)村居民對農(nóng)村飲水提出更高的要求，對飲水的安全性，可靠性，經(jīng)濟性，高效性提出更高標(biāo)準(zhǔn)，并且隨著農(nóng)村供水建設(shè)的不斷增加，農(nóng)村飲水工程數(shù)也在不斷增加，施工難度也在增加。傳統(tǒng)的管理模式已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，及時加強對行業(yè)內(nèi)部監(jiān)督管理工作，及時掌握農(nóng)村地區(qū)供水的信息，充分利用自動化和信息化的方式進行供水安全監(jiān)督工作，同時根據(jù)不同的飲水層次，建立有效的安全監(jiān)控系統(tǒng)，由此可見，農(nóng)村飲水安全自動化監(jiān)控技術(shù)是未來農(nóng)村供水工程發(fā)展的趨勢，也是維護供水工程的重視方式之一。

1 農(nóng)村飲水自動化監(jiān)控技術(shù)研究以及應(yīng)用的意義

自動化監(jiān)控技術(shù)不僅能夠?qū)r(nóng)村飲水工程進行規(guī)劃和設(shè)計，也能夠提升農(nóng)村飲水的質(zhì)量，有效解決農(nóng)村飲水問題，其意義主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，實施自動化監(jiān)控技術(shù)能夠有效保障農(nóng)村飲水的安全問題，也是解決農(nóng)村供水安全問題，通過安全過濾裝置、消毒劑余量監(jiān)控設(shè)備、PH值監(jiān)測裝置、電導(dǎo)率裝置、流量裝置等其他傳感裝置，對農(nóng)村供水水源中相關(guān)的供水環(huán)節(jié)和設(shè)備進行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)供水的變化，及時掌握供水情況，消除安全問題，防止事故的發(fā)生，提高農(nóng)村供水能力，確保農(nóng)村居民的應(yīng)用水安全。

第二，能夠有效提升農(nóng)村供水的運行效益途徑，在農(nóng)村飲水工程中實現(xiàn)自動化監(jiān)控技術(shù)系統(tǒng)，能夠有效對飲水工程的水泵系統(tǒng)進行啟動和停止，及時監(jiān)督管理水泵運行狀態(tài)，能夠確保飲用水的數(shù)量、水位變化、水質(zhì)情況等相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集，從而將農(nóng)村飲水供水控制由手動變成自動化，從而促使數(shù)據(jù)變得網(wǎng)絡(luò)化、管理方式變的科學(xué)化，降低供水廠的工作的數(shù)量和工作難度，降低成本的管理，提高供水廠的經(jīng)濟效益。同時，對供水水源和蓄水池水位的監(jiān)控，實現(xiàn)水泵運行和停止的自動化，從而實現(xiàn)無人看守的狀態(tài)，優(yōu)化調(diào)節(jié)調(diào)度的內(nèi)容，實現(xiàn)節(jié)約能源消耗。

第三，能夠有效實現(xiàn)農(nóng)村供水的有效監(jiān)督管理措施，由于我國農(nóng)村供水工程數(shù)量較多，面積較大，發(fā)展的速度較快。截止到目前為止，我國農(nóng)村集中供水工程已經(jīng)達到六十多萬處，并且還在計劃內(nèi)額外建設(shè)二十余萬處的供水設(shè)施，龐大的工程數(shù)量給傳統(tǒng)的管理方式帶來大量壓力，而利用信息化、自動化的方式，將自主研發(fā)的軟件融入到供水管理系統(tǒng)，能夠利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)隨時監(jiān)督控制供水系統(tǒng)，詳細了解當(dāng)?shù)毓┧臄?shù)據(jù)參數(shù)，方便農(nóng)村供水管理人員及時對供水系統(tǒng)進行監(jiān)督管理，促進精細化管理的模式。

第四，實現(xiàn)供水自動化監(jiān)管技術(shù)，是體現(xiàn)農(nóng)村供水高科技發(fā)展的直觀表現(xiàn)，監(jiān)管系統(tǒng)的有效實施，管理人員能夠通過衛(wèi)星系統(tǒng)對供水系統(tǒng)進行管理，直觀的對地區(qū)范圍內(nèi)的農(nóng)村供水工程信息進行展示，例如，該地區(qū)的供水范圍、系統(tǒng)組成部分、管理分布封，并且更具相關(guān)的數(shù)據(jù)地圖，進行統(tǒng)計、查詢、編輯等功能。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，我國城市水廠已經(jīng)基本實現(xiàn)自動化監(jiān)控技術(shù)，但在農(nóng)村范圍內(nèi)，由于地區(qū)條件不同和經(jīng)濟環(huán)境的不同，對自動化監(jiān)控技術(shù)提出更高的要求，并且對自動化監(jiān)控系統(tǒng)提出更高的需求，因此，需要相關(guān)部門進行監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)工作，提供其創(chuàng)新的技術(shù)能力，從而實現(xiàn)自動化監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。

2 自動化監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

自從十多年前實行的水利資源部門提出的“農(nóng)村飲用水自動監(jiān)控管理技術(shù)”推廣和應(yīng)用，根據(jù)不同的地區(qū)環(huán)境，推出三種新型的自動監(jiān)控管理技術(shù)，分別為一種縣級和兩種水廠級別的自動化監(jiān)控系統(tǒng)，從而實現(xiàn)不同層次的可靠性對接，而農(nóng)村飲水安全自動化系統(tǒng)一般分為區(qū)域級別和水廠級別兩種類型，其中區(qū)域級別系統(tǒng)也可以分別縣級、省級和中央級別的。為了充分實用性和包容性，區(qū)域級系統(tǒng)能夠需要目前相關(guān)的農(nóng)村飲水安全信息管理進行融合。

2.1 水廠級別的監(jiān)管系統(tǒng)

通常水廠級別的監(jiān)管系統(tǒng)包含自動化監(jiān)控和視頻安全防護系統(tǒng)等兩個部分，而自動化監(jiān)控系統(tǒng)，需要結(jié)合地區(qū)地理特點以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，選擇合適的相關(guān)通信方式，并且根據(jù)使用傳感器和控制器實現(xiàn)實時監(jiān)控，對農(nóng)村供水設(shè)備和設(shè)施運行狀態(tài)進行監(jiān)管，并且根據(jù)分散的數(shù)據(jù)的情況進行控制，集中傳輸水廠的監(jiān)控系統(tǒng)。視頻安防系統(tǒng)，是指在農(nóng)村供水廠關(guān)鍵位置安裝攝像設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等，在供水區(qū)域內(nèi)安裝安防系統(tǒng)，從將視頻的內(nèi)容傳輸?shù)剿畯S的監(jiān)控部門，確保水廠的運行安全。

水廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)主要由于電氣自動化控制系統(tǒng)和計算機監(jiān)控系統(tǒng)部分組成。而電話自動控制系統(tǒng)又包括：電源配電柜、取水泵控制柜、變頻控制柜、供水泵等，這些能夠有效通過特定通信的方式與監(jiān)控中心計算機系統(tǒng)進行通信，通過專用的供水關(guān)鍵數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀況進行控制。

安防視頻系統(tǒng)是指在室外監(jiān)控、傳輸電纜和視頻監(jiān)控中心組成。而室外監(jiān)控同時包含攝像設(shè)備、相應(yīng)的解碼器等，完成對圖像信息搜集工程，而控制中心能夠通過控制云臺，調(diào)節(jié)攝像頭的方向和角度，增加視頻監(jiān)控的范圍。視頻信號能夠通過專用的線纜與控制中心相連接；視頻監(jiān)控中心則包含了硬盤錄像機、顯示器等，通過這些室外監(jiān)控的視頻信號轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號。

2.2 區(qū)域級別監(jiān)管系統(tǒng)

區(qū)域級別的監(jiān)管系統(tǒng)包括對水廠自動監(jiān)控系統(tǒng)和農(nóng)村飲用水安全信息管理系統(tǒng)兩個部分。同時以現(xiàn)有的自動化監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在農(nóng)村區(qū)域內(nèi)對供水設(shè)備進行數(shù)據(jù)收集，實現(xiàn)自動化控制，及時掌握水廠的數(shù)據(jù)變化，實現(xiàn)信息化管理。而區(qū)域級別的管理系統(tǒng)通常會安裝在規(guī)模適度的中控室、縣級甚至更高級別的中控室，該區(qū)域監(jiān)控軟和計算機硬件設(shè)備組成。

3 農(nóng)村飲水安全自動化監(jiān)控系統(tǒng)的特點和優(yōu)勢，

目前，農(nóng)村飲用水自動化監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效根據(jù)農(nóng)村供水特點，應(yīng)用相關(guān)的數(shù)據(jù)標(biāo)注根據(jù)管理人員進行開發(fā)和利用，具有以下的優(yōu)勢和特點：

第一，區(qū)域級別的監(jiān)管系統(tǒng)能夠有效形成多種自動化監(jiān)控模式，從而對不同水源類型、供水規(guī)模、外在的環(huán)境、地區(qū)經(jīng)濟、供水廠的管理能夠，當(dāng)?shù)赜盟用竦男枨蟮?。從而形式有效控制，其中包括對水廠級別系統(tǒng)控制、區(qū)域級別系統(tǒng)控制等多種控制模式。而區(qū)域級別系統(tǒng)能夠?qū)ο嚓P(guān)的數(shù)據(jù)進行收集，從而實現(xiàn)自動化監(jiān)測，并且對這些信息記性管理；在水廠級別系統(tǒng)中需要對供水環(huán)節(jié)進行監(jiān)測，并且對相關(guān)指標(biāo)進行控制，通過多種渠道和數(shù)據(jù)模式建立同喜的方式，從而提高自動化監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)范性和穩(wěn)定性。

第二，能夠有效進行自主研發(fā)區(qū)域級水廠技術(shù)，利用自主研發(fā)的方式WEB等軟件，對區(qū)域級別的水廠系統(tǒng)進行監(jiān)控，同時通過模擬的方式對水廠現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行收集，分析，儲存等，并且能夠通過網(wǎng)絡(luò)游覽的方式進行在線可視化，能夠?qū)^(qū)域內(nèi)的水廠進行遠程監(jiān)控，實現(xiàn)異地控制，降低維護成本和人工費用。在自我控制方向，農(nóng)村供水組態(tài)軟件能力已經(jīng)超過某些商業(yè)用水組態(tài)軟件的能力，從而為更大區(qū)域范圍的農(nóng)村飲水安全自動化監(jiān)控提供基礎(chǔ)。

第三，研發(fā)區(qū)域級別地圖管理和編輯技術(shù)，通過自主研發(fā)的地圖技術(shù)，從而對農(nóng)村區(qū)域地區(qū)進行繪圖，進行編輯，實現(xiàn)土層區(qū)域的管理，利用這種技術(shù)能夠有效繪制區(qū)域的水路管道網(wǎng)絡(luò)，供水設(shè)施圖形、相關(guān)的區(qū)域覆蓋等，能夠方便農(nóng)村供水管理人員對供水范圍，管路情況進行了解，同時也能夠時刻掌握供水系統(tǒng)的運行情況，從而達到對供水系統(tǒng)監(jiān)督目的。

第四，進行智能移動終端技術(shù)的研發(fā)工作，農(nóng)村供水系統(tǒng)進行自主研發(fā)，能夠?qū)⒐┧O(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用到移動設(shè)備中，相關(guān)的管理人員通過下載設(shè)備軟件，就能夠在手機、筆記本電腦等移動設(shè)備中對其監(jiān)控設(shè)備進行訪問，從而進行隨時監(jiān)控，降低人工成本的費用。

4 農(nóng)村飲水安全自動化監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用前景展望

目前，我國城市中供水系統(tǒng)以及經(jīng)濟發(fā)展快速的農(nóng)村供水系統(tǒng)中都相應(yīng)安裝自動化監(jiān)控技術(shù)，由于2020年以來頒布“解決農(nóng)村飲用水計劃”來看，大部分農(nóng)村地區(qū)將有效解決供水安全問題，由此可見，未來的農(nóng)村供水工作重點，將會從建設(shè)供水工程轉(zhuǎn)變?yōu)楣┧O(jiān)督管理方向，而傳統(tǒng)的人工監(jiān)督管理，已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代供水系統(tǒng)的需求。因此，需要改善傳統(tǒng)的供水監(jiān)督管理模式，將自動化監(jiān)督管理技術(shù)應(yīng)用到供水系統(tǒng)中，從而能夠確保農(nóng)村供水系統(tǒng)能夠平穩(wěn)發(fā)展，在信息化、科學(xué)化環(huán)境為農(nóng)村居民提供安全的供水環(huán)境，實現(xiàn)水資源的最大利用效率。

5 結(jié)語

綜上所述，由我國相關(guān)的水利科學(xué)部門進行自主研發(fā)的農(nóng)村飲水安全自動化監(jiān)控系統(tǒng)，能夠根據(jù)地區(qū)環(huán)境的不同、地區(qū)經(jīng)濟的情況、農(nóng)村區(qū)域水資源的管理的能力等方面全面實現(xiàn)自動化監(jiān)控技術(shù)，能夠有效滿足農(nóng)村用水用戶的需求，提升農(nóng)村飲水的安全效果。自主研發(fā)的區(qū)域級別水廠動態(tài)技術(shù)，能夠有效制定相關(guān)的監(jiān)督管理界面，降低其管理的成本，能夠為全國大范圍的農(nóng)村飲用自動監(jiān)督管理提供技術(shù)支持：自主研發(fā)的區(qū)域地圖管理和編輯技術(shù)，能夠?qū)r(nóng)村地區(qū)的進行供水管道圖形的繪制，方便管理人員進行監(jiān)督不同區(qū)域內(nèi)的供水管道：而自主研發(fā)的移動設(shè)備軟件，能夠確保農(nóng)村供水管理人員利用技術(shù)軟件隨時了解供水系統(tǒng)的情況，提高農(nóng)村區(qū)域供水管理的安全性。