“廠網(wǎng)河湖”一體化智慧排水系統(tǒng)應用功能設計

惠玉鑫

（江蘇省南京市市政設計研究院有限責任公司，210018，南京）

隨著智慧城市建設的深化推進，城市基礎設施老化、落后問題日益凸顯。 城市排水系統(tǒng)作為城市重要基礎設施之一，是智慧城市的重要組成部分，實現(xiàn)智慧排水、智慧管水已是必然趨勢。

水環(huán)境治理是個長期艱巨的過程。 要實現(xiàn)從“治污”向“提質(zhì)”邁進，應充分利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術，結(jié)合水文、水力和水質(zhì)等專業(yè)模型，以“互聯(lián)網(wǎng)+水務”的新思維，構建精細的指標體系和高效的服務體系，建設“廠網(wǎng)河湖”平臺，實現(xiàn)對水務運維服務的監(jiān)督考核、分析評估、預測預報、科學決策的全過程動態(tài)管理。

應用層是智慧排水系統(tǒng)的核心。以湖北省武漢市某區(qū)水環(huán)境綜合整治項目為例，詳細闡釋“廠網(wǎng)河湖”一體化智慧排水系統(tǒng)應用功能設計。

一、綜合監(jiān)管平臺

綜合監(jiān)管系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對管網(wǎng)、泵站以及河湖水環(huán)境、水資源、水生態(tài)的綜合管理，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)應用等技術， 可實時查看監(jiān)測對象的動態(tài)數(shù)據(jù)及運行情況， 及時掌握運行規(guī)律、預警信息，智能判斷決策方案，做到及時發(fā)現(xiàn)、有效控制，全流程、精細化管理目標。 主要包含綜合決策一張圖、實時監(jiān)控一張圖兩個功能模塊。

1.綜合決策一張圖

通過綜合決策一張圖，能夠了解生產(chǎn)運行基本情況，并利用數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)可改進的問題。 提供綜合決策一張圖的總覽視圖，宏觀分析排水改造及河湖治理情況， 可視化呈現(xiàn)運行、經(jīng)營、維護和管理狀況。

2.實時監(jiān)控一張圖

利用GIS 地圖，以“一張圖”的方式總覽所有地理信息、基礎數(shù)據(jù)信息和監(jiān)測監(jiān)控信息，并將各類信息進行歸類分層次展現(xiàn)。

排水系統(tǒng)方面， 包含排水戶、管網(wǎng)、泵站、污水處理站、排水口及排放水體，在對應地圖使用不同圖標進行標注，集中反映泵站、管網(wǎng)及相關排水設施的地理位置、實時數(shù)據(jù)和運行工況。

河湖治理方面，展示信息包括排水口、河道斷面、截流井、一體化設備的出水水質(zhì)、河湖水位、雨量、流量、曝氣、泵閘等工況、人員、物資、事件等各種相關信息，在空間上將各河道相關聯(lián)，重點突出治理河道的全景場景及重要水利設施，并提供當前調(diào)度模式、不同降雨預警的展示界面。 展示監(jiān)測點預警狀態(tài)， 并可獲取詳情。用戶通過一個界面， 可以掌握系統(tǒng)覆蓋河道的所有監(jiān)測信息和基礎信息，為決策提供直觀的輔助信息。

二、在線監(jiān)控報警系統(tǒng)

通過前端水質(zhì)、水量、水位監(jiān)測儀器及攝像頭等在線感知設備，對管網(wǎng)、泵站、河湖等進行實時監(jiān)測，實時查看數(shù)據(jù)變化。 在地圖上展示當前監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括監(jiān)測時間、名稱、預警狀態(tài)等， 以顏色深淺代表指標健康狀態(tài)。

結(jié)合站點基礎數(shù)據(jù)信息，合理設置告警規(guī)則， 以WebGIS 展示監(jiān)測點位位置以及管道流向拓撲關系，按照告警規(guī)則實時監(jiān)控各站點告警狀態(tài)。針對告警情況，管理員可以進行告警、生成工單并跟蹤管理處理流程。

基于智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對河湖重要水功能區(qū)、重點斷面、水利工程、 風險排水口等的視頻監(jiān)控，展示實時視頻監(jiān)測畫面，自動分析判別河湖污染及安全威脅等問題，自動報警并推送消息給運營管理人員，同時保存報警視頻文件。

三、資產(chǎn)管理系統(tǒng)

全生命周期資產(chǎn)管理系統(tǒng)以項目建設資產(chǎn)、物資、備品備件、監(jiān)測設備設施為管理核心， 對資產(chǎn)進行從采購入庫到報廢出庫全生命周期管理，達到資產(chǎn)變動可查詢、臺賬變動可追蹤目的， 實現(xiàn)資產(chǎn)設備運行精細化管理，保障項目移交。 主要功能包括資產(chǎn)臺賬采購、資產(chǎn)領用、資產(chǎn)轉(zhuǎn)移、資產(chǎn)維護、資產(chǎn)盤點、資產(chǎn)報廢。

資產(chǎn)臺賬采購模塊包括新增采購單、資產(chǎn)采購審批、資產(chǎn)采購申請查詢； 資產(chǎn)領用模塊主要對資產(chǎn)的領用信息、 領用申請、 領用審批狀態(tài)、歷史領用單進行管理；資產(chǎn)轉(zhuǎn)移模塊主要對資產(chǎn)轉(zhuǎn)移信息、 轉(zhuǎn)移申請、轉(zhuǎn)移審批狀態(tài)、歷史轉(zhuǎn)移單進行管理；資產(chǎn)維護模塊主要對資產(chǎn)維修信息、維修申請、維修審批狀態(tài)、歷史維修單進行管理；資產(chǎn)盤點模塊主要對資產(chǎn)盤點單、盤點審批狀態(tài)、盤點結(jié)果、 歷史盤點單進行統(tǒng)一管理；資產(chǎn)報廢模塊主要對資產(chǎn)報廢信息、報廢申請、報廢審批狀態(tài)、歷史報廢單進行管理。

四、日常運維系統(tǒng)

1.廠網(wǎng)站河一體化協(xié)同管理

廠網(wǎng)站河一體化協(xié)同管理模塊包括管網(wǎng)運維、河道運維、泵站運維、巡檢養(yǎng)護管理、 防汛管理等功能，以水安全、水環(huán)境、水資源和水生態(tài)管理目標為出發(fā)點，對各部門提出對應的巡檢養(yǎng)護指標， 并進行全過程監(jiān)督，最終執(zhí)行結(jié)果在系統(tǒng)中通過專題等形式展示，實現(xiàn)科學評價。

以系統(tǒng)思維、 生態(tài)理念綜合施策，積極探索實踐“廠網(wǎng)站河一體化綜合治理模式”， 通過智慧水務管控平臺，統(tǒng)一對污水處理廠、排水管網(wǎng)、排水設施集中管理、提標改造，構建完整、連通的排水系統(tǒng)，提高管網(wǎng)和泵站等設施保障標準和防汛能力，更好地保護河湖水環(huán)境。

通過實施廠網(wǎng)站河一體化指揮調(diào)度和小流域、 網(wǎng)格化生產(chǎn)運營，充分優(yōu)化提升污水收集處理的全系統(tǒng)功能，實現(xiàn)“水質(zhì)保障、水量均衡、水位預調(diào)”，顯著改善水體黑臭現(xiàn)象，同時整體提升防汛保障水平，能夠及時發(fā)現(xiàn)和應對突發(fā)事件。

合理規(guī)劃不同管理部門的巡檢養(yǎng)護計劃， 對人員配置及路線進行預設，對任務進行下發(fā)管理；巡檢人員利用手機App 接收及執(zhí)行巡檢養(yǎng)護任務，掌握當前設施設備情況，對問題及時上報匯總， 統(tǒng)計分析巡檢養(yǎng)護情況，為后續(xù)工作計劃安排提供決策支撐，為管理人員提供評價考核依據(jù)，為水務設施設備的調(diào)度管理提供運維后備支撐。 主要功能模塊包含巡檢養(yǎng)護一張圖、巡檢養(yǎng)護計劃管理、任務管理、考核評價、統(tǒng)計分析。

2.手機端App 系統(tǒng)

手機端主要實現(xiàn)監(jiān)測、設備管理、巡檢養(yǎng)護等隨時查看、管理、審批的需求，同時能夠及時接收工單，使管理人員快速到達問題現(xiàn)場處理管網(wǎng)溢流、河道突發(fā)污染等問題。 主要功能模塊包含待辦事項、 實時監(jiān)控、預警管理、歷史查詢、報表管理、事件模塊、設施盤點、工單管理、巡檢養(yǎng)護等。

待辦事項模塊可提醒管理任務工單、調(diào)度令、巡檢工單，幫助執(zhí)行人員及時處理問題；實時監(jiān)控模塊可實現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)以及地理位置的實時展示，并展示數(shù)據(jù)告警信息；預警管理模塊實現(xiàn)對河湖的監(jiān)測預警，提醒管理人員及時查看河湖異常狀態(tài)；歷史查詢模塊實現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)、 工單、調(diào)度令、告警等信息的查詢；報表管理模塊實現(xiàn)制定固定模板，按時生成所需報表數(shù)據(jù)并進行查看等功能；事件模塊實現(xiàn)對公眾舉報事件的查詢以及上報問題的管理；設施盤點模塊實現(xiàn)對河湖系統(tǒng)資產(chǎn)盤點，核實資產(chǎn)數(shù)量與清單，輔助資產(chǎn)管理系統(tǒng)Web端數(shù)據(jù)核實管理；工單管理實現(xiàn)對工單的接收以及工單任務的處理，上報處理詳情，跟蹤工單任務流程；巡檢養(yǎng)護模塊實現(xiàn)對巡檢養(yǎng)護任務的接收，管理巡檢養(yǎng)護點，展示信息，并上報巡檢養(yǎng)護詳情。

五、應急管理一體化系統(tǒng)

應急管理一體化是以應急安全管理為核心， 以增加指揮調(diào)度指令執(zhí)行力度為目的，充分利用物資庫、專家?guī)斓雀黝愘Y源協(xié)調(diào)現(xiàn)場搶險，以達到險情處理過程的高度協(xié)調(diào)和統(tǒng)一，使險情處理過程可見、可控、可追溯。 應急管理模塊功能包括險情管理、一網(wǎng)四庫、協(xié)同管理、公眾參與。

險情管理模塊可以實時查看當前險情及歷史險情， 及時發(fā)布險情信息，及時做好險情處理工作，對險情的發(fā)布、查詢等進行全流程管理。功能包括險情發(fā)布、 實時險情和險情查詢。

一網(wǎng)四庫模塊以“一張圖”的形式在地圖上展示當前險情、 搶險人員、物資點等信息，同時展示當前預警條件下的預案庫、專家?guī)?、搶險隊伍及物資庫，以及視頻信息庫情況。

協(xié)同管理模塊主要實現(xiàn)對相關部門的數(shù)據(jù)推送及共享功能。 數(shù)據(jù)推送方面，對氣象、水文、交通、武警等相關部門預留與防汛有關的數(shù)據(jù)統(tǒng)一接口， 當有相關防汛信息以及險情數(shù)據(jù)需求時，以統(tǒng)一格式文檔接入平臺、展示信息。 數(shù)據(jù)共享方面，可對位置、時間、險情等相關數(shù)據(jù)進行整理， 以統(tǒng)一的格式進行群發(fā)共享， 或選擇指定的部門或人員單獨發(fā)送。

公眾參與模塊對社會公眾提供河湖問題投訴舉報入口， 支持文字、圖片、視頻等形式的內(nèi)容上傳，并發(fā)送給相關管理人員進行進一步處理。

六、績效管理動態(tài)化系統(tǒng)

績效考核管理系統(tǒng)面向項目建設運行完整生命周期，以績效指標體系為核心，實現(xiàn)項目建設運行績效評價。 系統(tǒng)包括指標基礎數(shù)據(jù)管理、績效標準管理、指標計算評分、績效統(tǒng)計分析等功能模塊，通過系統(tǒng)性績效評價，全面反映工程項目建設運行效果， 更具針對性地指導業(yè)務運行，實現(xiàn)科學化管控與決策。

七、廠網(wǎng)河湖決策智能化系統(tǒng)

通過智慧水務平臺聯(lián)合調(diào)度，實現(xiàn)對泵站等控制性工程等調(diào)度對象的管理，管理內(nèi)容主要包括：對各調(diào)度對象的實時調(diào)度運行狀態(tài)進行監(jiān)管，各調(diào)度對象的遠程及自動化控制調(diào)度， 各調(diào)度對象在不同調(diào)度模式、不同調(diào)度場景下的調(diào)度規(guī)則制定與管理，調(diào)度指令的發(fā)布與管理，調(diào)度預案的管理， 歷史調(diào)度信息的管理等。 通過系統(tǒng)運用，可實現(xiàn)排水系統(tǒng)的精細化、智慧化調(diào)度管理，為水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)管、水環(huán)境優(yōu)化調(diào)度提供技術基礎保障。

通過數(shù)據(jù)積累及大數(shù)據(jù)分析，可對排水系統(tǒng)中混錯接、漏損、淤積、偷排漏排以及河水倒灌等問題進行排查，并進行數(shù)據(jù)展示管理。 同時，可分析排水系統(tǒng)聯(lián)動數(shù)據(jù)， 對調(diào)度運行情況形成以地圖為基礎的調(diào)度專題圖。

針對湖泊生態(tài)水量需求以及水環(huán)境水量需求， 統(tǒng)一水環(huán)境容量，實時監(jiān)控河湖水量，對比分析展示入湖水量數(shù)據(jù)， 找到河湖水量變化趨勢及規(guī)律，從而分析河湖問題，具備水量告警功能，輔助河湖調(diào)度運行管理。

對典型污染事件進行歷史回溯分析， 便于分析調(diào)控手段及管理策略，輔助管理決策。 通過分析警情事件與污染源的關聯(lián)， 梳理警情點、影響區(qū)域、起停時間等信息，形成歷史污染事件庫，為精細化管理區(qū)域排水提供參考。

在“廠網(wǎng)河湖”智能化運營管理機制下，一方面，城市排水系統(tǒng)設施投資建設和資產(chǎn)管理主體統(tǒng)一，能夠協(xié)調(diào)建設時序、建設條件，高效實施統(tǒng)籌建設，有利于排水系統(tǒng)的建設完善，避免出現(xiàn)因各類設施規(guī)模能力不匹配而影響城市排水系統(tǒng)功能實現(xiàn)的情況；另一方面，城市排水系統(tǒng)設施運行主體統(tǒng)一， 各類設施聯(lián)調(diào)聯(lián)動，“廠網(wǎng)河湖”協(xié)調(diào)運行，排水系統(tǒng)的整體運行效能提升，進而提升其應對汛期、突發(fā)事故、設備檢修、違規(guī)排水等特珠運行工況的能力，增強抗沖擊能力和運行穩(wěn)定性。

八、公眾互動平臺

建設智慧河長牌系統(tǒng)，實現(xiàn)河湖生態(tài)信息的全面普及與公開，并為公眾提供掃碼互動渠道，實現(xiàn)政府與公眾之間的及時互動反饋，為水生態(tài)治理常態(tài)化提供支撐。 為其配備河長信息顯示屏，動態(tài)顯示河道概況、保護目標、河長職責、河道治理工程進展、河水質(zhì)量等級情況等，河長可掃碼簽到巡河， 公眾可掃碼關注河道管理，參與河湖保護。 同時，顯示屏還可以實現(xiàn)周邊環(huán)境、所處位置、近期新聞、天氣預報等相關信息的綜合展示，為公眾提供基礎信息服務。 智慧河長牌系統(tǒng)主要功能還包括智慧照明、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、廣播對講、公共WiFi 接入、智能充電、信息展示等。 ■