物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧水務中的應用

張瑋

摘? 要：智慧水務提出到現(xiàn)在發(fā)展已數(shù)十年，即是智慧城市的重要組成部分，也是智慧環(huán)保不可或缺的核心領(lǐng)域，已成為國家戰(zhàn)略層面的重點產(chǎn)業(yè)之一。傳統(tǒng)的智能水務系統(tǒng)實現(xiàn)功能簡單，使用時間較長，目前已無法滿足智慧城市水資源的調(diào)度使用需求，如何構(gòu)建一套新型適用現(xiàn)階段城市建設(shè)的智慧水務系統(tǒng)是本文研究的主要目的。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);應用

在智慧水務的支持下，水務管理有效提升了自身的自動化、信息化的程度，不僅促進工作效率以及工作質(zhì)量的全面提升，而且能夠緩解人力資源的壓力。近幾年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)全面發(fā)展，進一步為智慧水務的建設(shè)與完善提供更加有力的技術(shù)支持?；诖?，研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧水務中的應用具有一定的現(xiàn)實意義，可在智慧水務的基礎(chǔ)上實現(xiàn)進一步的提升。

1智慧水務相關(guān)概念

智慧水務是指利用傳感器、電子標簽等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建成覆蓋信息類型和時空尺度完善的水務信息感知網(wǎng);建成水生態(tài)水環(huán)境監(jiān)測體系，實現(xiàn)全區(qū)水源地、河流、湖泊、干渠、排污設(shè)施水質(zhì)全面自動監(jiān)測;建成水資源監(jiān)控能力，實現(xiàn)源水供水水量、水廠供水量、原水供水信息、二次供水、城市生態(tài)供水、農(nóng)田水利灌溉用水全面自動監(jiān)測;建成汛情監(jiān)測體系，實現(xiàn)全區(qū)河流、湖泊、泵站、閘渠、堤防、城市易澇點水情全面自動監(jiān)測;建成水務設(shè)施監(jiān)測體系，實現(xiàn)全區(qū)泵站（供水、排污、農(nóng)田灌溉）、閘壩、管網(wǎng)（供水、排污、農(nóng)田灌溉）、井蓋、消防栓運行（完好）狀態(tài)的全面自動監(jiān)測;建成支持各類監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锫?lián)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與政務專網(wǎng)、移動無線網(wǎng)絡(luò)、社會運營商網(wǎng)絡(luò)的“多網(wǎng)融合”。利用“云計算”“虛擬化”等新技術(shù)建成實現(xiàn)水務信息匯集、存儲、處理、服務于一體的大數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)水務工程基礎(chǔ)信息、水雨情信息、視頻監(jiān)控信息在數(shù)據(jù)中心的整合，與公安部門、氣象部門、國土部門、應急管理等部門的信息實現(xiàn)實時交換。實現(xiàn)對源、供、排、污、災等水務管理環(huán)節(jié)的歷史回溯、現(xiàn)狀監(jiān)測、未來預測與綜合調(diào)控分析，基于深度模型支撐的水資源調(diào)度、水生態(tài)治理、水環(huán)境整治、水系聯(lián)控聯(lián)調(diào)系統(tǒng)建成。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧水務中的應用

2.1 系統(tǒng)功能設(shè)計

（1）水質(zhì)信息采集體系，水質(zhì)信息采集體系應用浮標水質(zhì)分析儀進行實時采集水質(zhì)數(shù)據(jù)。浮標水質(zhì)分析儀是一套以在線自動分析儀器為核心，運用現(xiàn)代傳感器技術(shù)，結(jié)合浮標體、太陽能供電系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、錨泊系統(tǒng)組成的放置于水域內(nèi)的小型水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備。該設(shè)備采用全光譜掃描和電化學方法，實現(xiàn)了對溫度、PH值、溶解氧、電導率、濁度、總氮和總磷等多參數(shù)數(shù)據(jù)的實時快速采集。設(shè)備包括實時數(shù)據(jù)采集模塊、防護模塊、監(jiān)控模塊及實時多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測傳感器等部分組成。浮標體、太陽能供電系統(tǒng)、錨泊定位系統(tǒng)和GPS全球定位系統(tǒng)組成了設(shè)備的基礎(chǔ)保障模塊。太陽能供電系統(tǒng)提供電能，GPS全球定位系統(tǒng)確定數(shù)據(jù)采集的位置信息，由浮標平臺搭載的實時多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測傳感器完成對數(shù)據(jù)的采集，通過定位監(jiān)控模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集環(huán)境及采集狀態(tài)的監(jiān)控，并對工作浮標下達相關(guān)指令完成整個系統(tǒng)的工作流程。（2）信息傳輸體系，信息傳輸體系采用5G網(wǎng)絡(luò)傳輸。5G移動通信網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸上具有高效率和高容量的優(yōu)勢。對于水質(zhì)監(jiān)測站大量的多參數(shù)實時采集數(shù)據(jù)，5G網(wǎng)絡(luò)完全可滿足智慧感知所要求的時效性。5G通信網(wǎng)絡(luò)同樣具有高度的安全性和可靠性，保證采集的水質(zhì)數(shù)據(jù)不會發(fā)生泄露、丟失、損壞。

2.2 完善水務企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備健康狀態(tài)評估

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中先進的無線傳感器、高清視頻監(jiān)控、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)和智能分析技術(shù)，構(gòu)建設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與健康評價系統(tǒng)。全面感知水泵、電氣設(shè)備、變壓器以及輔機等設(shè)備的運行情況、狀態(tài)參數(shù)，經(jīng)過智能、高效地分析后，可以讓設(shè)備運行人員預先掌握設(shè)備運行趨勢預測，讓設(shè)備管理人員及時了解設(shè)備健康評估結(jié)果，快速進行故障診斷，讓領(lǐng)導層客觀制定設(shè)備維修決策，根據(jù)設(shè)備類型的不同，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與健康評價大致可分為四塊：一是泵房機泵狀態(tài)監(jiān)測，通過加裝不同類型的傳感器來在線監(jiān)測機泵的各種數(shù)據(jù)，并結(jié)合水泵實際運轉(zhuǎn)情況，如運轉(zhuǎn)時間、運行效率以及設(shè)備點檢等，形成設(shè)備的運行趨勢，智能判斷水泵的健康狀態(tài)。二是為泵房生產(chǎn)設(shè)備供電的配電系統(tǒng)，包括變壓器狀態(tài)監(jiān)測，電氣控制柜狀態(tài)監(jiān)測，通過對電氣設(shè)備的溫度、濕度、電流電壓、氣體泄露、電氣設(shè)備局放、電纜層漏水以及門開關(guān)等重要參數(shù)的監(jiān)控監(jiān)測，達到全面可靠的配電系統(tǒng)穩(wěn)定運行，以保障生產(chǎn)設(shè)備的電力系統(tǒng)的安全。

2.3全面實現(xiàn)設(shè)備設(shè)施的信息化管理

（1）設(shè)備巡檢

水廠設(shè)備巡檢主要由工作人員負責完成，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的設(shè)備巡檢，要求巡檢人員裝配智能手表、PDA，并利用設(shè)備對信息進行讀取;同時，附近建設(shè)的RFID基站，可直接與PDA完成對接，這樣系統(tǒng)就能夠?qū)ρ矙z人員在巡檢過程中的具體位置進行判斷，從而掌握巡檢人員是否按照相關(guān)規(guī)定開展工作等。同時，PDA會將讀取到的巡檢信息及時傳輸?shù)街付ǚ掌?，再由對應系統(tǒng)完成分析，并對設(shè)備運行的實際情況進行掌控。

（2）設(shè)備操作警示

基于設(shè)備功能可對工作人員的設(shè)備以及位置進行定位，這樣能夠?qū)ぷ魅藛T是否可以進行操作進行指示，倘若可以進行操作，系統(tǒng)會以語音方式提醒工作人員，并按照具體的規(guī)定完成操作，有利于提升操作效率與質(zhì)量。

（3）倉庫物資管理

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的倉庫物質(zhì)管理具體指的是將電子標簽標識完善到倉庫物資、備品備件，并結(jié)合附近基站所接受到的相關(guān)信息，對物資庫存的實際情況進行自動統(tǒng)計，并完成資產(chǎn)核算。

2.4 水務管理智慧平臺的建立

水務管理智慧平臺需要融入信息、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，進而使系統(tǒng)具有共享功能、監(jiān)控功能、檢測功能、傳輸功能等，將智慧水務系統(tǒng)的優(yōu)勢充分發(fā)揮，并在此基礎(chǔ)上做好調(diào)研工作及規(guī)劃設(shè)計，實現(xiàn)在線水務業(yè)務的辦理。同時，水務管理智慧平臺可以通過互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進行應急指揮，如出現(xiàn)問題可以第一時間著手解決，將被動處理問題化為主動解決問題，從而使水務工作的整體效率大幅度提升。水務管理智慧平臺能夠讓城市供水工作逐漸走向智能化、規(guī)范化，并在此基礎(chǔ)上推動水務管理的人性化、簡潔化發(fā)展，在最大程度上滿足人們的日常需求，真正的方便了民眾的生活。

2.5 數(shù)據(jù)定位采集系統(tǒng)

智慧水務的重要環(huán)節(jié)是通過無線傳感設(shè)備、3S定位設(shè)備和三維建模等技術(shù)，實現(xiàn)水資源數(shù)據(jù)精準、可靠、高效的采集與分析，篩選出有用數(shù)據(jù)為決策提供可靠保障。無線傳感設(shè)備和閥門等硬件的大量應用是保證海量數(shù)據(jù)收集的必備前提，正確合理的部署是決定數(shù)據(jù)有用性的基礎(chǔ)，同時利用GIS、GPS等空間管理技術(shù)，將每個數(shù)據(jù)收集點信息準確地顯示在可視化屏控上，出現(xiàn)任何水資源突發(fā)事件時及時響應預警信號，為管理決策實施響應速率提供科學依據(jù)。

3 結(jié)束語

將物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)相結(jié)合，并運用到水廠的運行管理當中去，擺脫了傳統(tǒng)效率低下的管理模式，實現(xiàn)了模式創(chuàng)新，并體現(xiàn)了“智控慧管”的特點，可實現(xiàn)水廠全面自動化生產(chǎn)、全面科學化管理，推動了水處理行業(yè)的模式升級，實現(xiàn)了水廠運行的精密化、技術(shù)化、科學化，在科技水平不斷進步的大背景下有著良好的前景。

參考文獻：

[1]南楠.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧水務體系研究[J].輕工科技，2021，37（07）：59-60+73.

[2]劉剛.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧水務及供水管網(wǎng)漏損檢測應用方案[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020（19）：21-23.

[3]孟慶彬，蔡文俊，石磊，張?zhí)m芳，韓驊，陸亞良.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧水務中的應用研究[J].電子世界，2020（17）：207-209.DOI：10.19353/j.cnki.dzsj.2020.17.094.