浅谈上海水务集团供水调度信息系统建设与应用

2018-10-14林崚

水能经济 2018年1期

【摘要】城市供水是城市的命脉，是保障人民生活和社会进步不可缺少的基础设施，对其进行信息化管理和科学调度显得尤为重要，供水调度系统的信息化和自动化是供水企业发展建设的必然趋势。供水调度信息系统是一个综合的供水信息化管理平台，可以将水务集团管辖的原水、水厂、泵站、供水管网等重要供水单元纳入全方位的监控和管理。供水调度信息系统是保障供水管网经济可靠运行的重要手段，建立具有科学性、实用性、可操作性的供水调度信息系统综合评价体系，无疑具有重大意义。

【关键词】技术；系统；功能；应用

1、城市供水调度信息系统应用

1.1 水厂泵站自动化系统

目前，上海的水厂工程已进入自动化，向智能化的方向发展。传统的水厂工程受到经济条件和科技水平的限制，自动化水平普遍偏低，仅具备常规的运行控制功能，无法满足时代发展的需求。因此，必须采用先进的自动化控制技术对其改造。近年来，上海建设的水厂泵站充分满足了自动化发展的需求，利用可编程逻辑控制器终端安装了通讯装备，实现了与城市供水调度中心的数据远程传送和信息共享。水厂和泵房运行的数据采集是通过可编程逻辑控制器终端集成来实现的，它能有效收集电缆信号，并传输至各个水泵机组、在线仪表等，以便于相关人员调整运行参数。经过改造后的水厂和泵房的整个控制流程和运行模式都发生了一系列的改变，具备了更强大的设计功能：①能通过可编程逻辑控制器终端触摸屏在泵房现场对机组进行相关操作。②授权后，集团调度室调度人员可直接对水泵机房进行远程控制，公司调度中心的调度人员与技术控制人员能同时在线查看水厂站泵房系统的运行参数，包括余氯、pH 和耗电量等。而系统可以图表、曲线和动图等形式显示这些参数，从而使相关人员更快地掌握系统运行的基本情况。这种模式已经打破了时间和空间的限制，只要具备网络条件，相关工作人员便能随时随地掌握水厂泵站的运行情况。③水厂泵站自动化系统不仅功能齐全，还具有相应的安全保护措施，在防雷、防电等方面的维护措施相当到位，完全按照规范设计，消除了潜在的安全隐患，且在系统终端配备了专门的备用电源，可避免测控系统紊乱的情况发生。

1.2 供水管网监控终端

根据城市的地形和管网分布情况确定合适的监测点和科学的水管网数量。在主城区，可在各水厂的分界处建立监控终端；在居民生活区及闭塞、偏僻的区域，可通过监测装置监控。此外，本系统充分利用GPRS 数据传输技术，将所采集到的数据上传至集团运管中心供水调度服务中器，调度人员可通过对比服务器中的数据，全面了解配水管网的压力、流量情况进，从而进行科学、有效的分析，实现对供水设施的优化和科学调度。目前，上海城投水务集团有限公司已建立了完善的管网监测终端，平均每十平方公里配备有一处管网测压点，监测数据非常精准。需要注意的是，在建设管网监测终端时，要充分考虑公司的实际供水情况，结合公司未来的建设和发展思路，并从长远利益的角度考虑。在管网终端的建设中，还需要考虑建成后的水质和流量。监控终端的数据传输主要采用无线服务技术，可实现监控系统与调度中心的有效连接和数据的实时传输。在实际应用过程中，可根据工作需求添加程序更新等功能。配水管压力监控终端主要通过市电或锂电池供电，运行机制安全、有效，效果较好。

1.3 供水调度管理系统

1.3.1管网数据监测

1）实时监测水厂出水流量和压力。

2）实时监测中途加压泵站/小区加压泵站的进站压力或水库水位、泵站出水压力和流量、泵组运行状态和运行参数。

3）远程监测供水管网的供水压力、流量、流向等信息。

4）远程监测各区域用水总量信息。

1.3.2数据统计分析

1）数据查询：支持各种监测信息、控制信息、报警信息、操作信息的存储和查询，支持数据导出和打印功能。

2）统计与分析：自动生成制水、供水各生产环节的汇总报表和统计报表；自动生成各项生产数据的历史曲线、柱状图等分析图表。

1.3.3智能预警、远程指令下达

系统管网的各种工况状态参数判定预警，系统可根据管网压力、水厂或加压泵站出水流量、泵组运行状态等信息预警，当数据超出常规设置，以对话框形式弹出具体信息，供调度人员作为决策参考。

系统同时具有发布远程调度指令功能，可给水厂调度、泵站管理中控等下达即时调度命令。

1.4 终端数据的有效采集

1.4.1 数据查看方式多样化

供水调度系统的数据类型多种多样，数据的查看方式也有很多种。以地图监控为例，其主要包括百度地图和卫星地图两种。其中，在百度地图中能对管网测压点、泵房终端等位置进行标注，通过点选能弹出相应的参数菜单，从而实时查看和分析这些数据。这种方式比较直觀，且能及时更新数据，便于管理人员调整调度方案，且在遇到突发状况时，管理人员能依据这些参数对事件进行科学分析，从而找到相应的解决办法。此外，也可采用参数总览查看方式。该方式具有一定的优越性——水厂站与泵站等运行参数能在同一个页面显示，有利于调度人员对水厂站的运行情况进行全面了解。

1.4.2 数据的有效分析

数据分析中的数据主要包括实时数据和历史数据两种，主要通过报表、柱形图和曲线图等形式显示这些数据。该系统能根据实际需要对数据的时间、测点和参数进行分析，并生产不同类型的数据图。比如，要想了解某地的压力变化指标，只需要选取相应的测点并确定时间段即可获得这些指标。不同的查询方式的显示形式也有所不同，如果选取曲线查询，则系统会自动生成曲线图，显示这一时间区域内各测点的压力变化情况。这具有一定的直观性，且能使管理人员有效判断、分析这些参数指标，从而进行科学的调整。

1.4.3 系统管理功能的多样化

数据的采集和分析系统能满足不同用户的多样化需求，使城市供水调度系统的管理更具科学性和有效性，避免交叉管理现象的发生。该系统的管理功能主要有以下几项：①能对各种运行参数进行有效调整，比如，某些仪表的数据出现偏差后，可通过后台修正这些数据；②能发布相关的公告和生产指标等信息，以便于管理人员或技术人员参考；③管理人员或技术人员能通过分系统浏览数据，且系统中的工作人员能实现实时沟通，从而共享信息，这大大地提升了管理效率；

2、城市供水调度信息系统架构

运管中心新系统平台采用VMware服务器虚拟化系统解决方案，虚拟化技术的引入大大减少了需要维护和管理的设备，如服务器、交换机、机架、网线、UPS、空调等。原先设备可以根据制度进行折旧报废、或者利旧更新，使得IT管理人员有了更多的选择。虚拟化可以提高资源利用率，降低硬件采购成本，更加节能和节省空间，让整个数据中心更加灵活。

运管中心的虚拟化架构，采用了3台物理机服务器搭建了虚拟化集群，以及一台磁盘柜用作集中存儲，所有虚拟机统一进行管理。随着虚拟化的不断应用，可以不断动态地增加虚拟化集群的规模，搭建更健康的IT体系架构。客户端方面，延续了原先的访问模式，对于虚拟服务器的数据交互等操作，等同于原先传统物理服务器的的访问模式，不会对业务系统造成任何不利影响。

3、城市供水调度信息系统优势

相比之前老的系统相比，城市供水调度信息系统具有多个方面的优势：

3.1降低总体成本

通过服务器整合，控制和减少物理服务器的数量，明显提高每个物理服务器及其CPU的资源利用率，从而降低硬件成本。降低运营和维护成本，包括数据中心空间、机柜、网线、耗电，制冷和人力等。对于性能适合的老旧设备可统一整合使用，避免资源浪费。

3.2提高运营效率

加快新服务器和应用的部署，大大降低服务器重建和应用加载时间。主动地提前规划资源增长，这样对客户和应用的需求响应快速。不需要象以前那样，硬件维护需要数天/周的变更管理准备和数小时维护窗口。

3.3增强工作连续性

虚拟化自带的HA或FT功能使您免除双机热备或群集的复杂部署，也可以用虚拟机做一个物理机上跑的关键应用的双机热备，免去了投资相应硬件的负担。将所有服务器作为大的资源统一进行管理，并按需进行资源调配。

3.4系统无缝迁移

通过虚拟化的P2V转换技术，可以很方便的将现有业务的物理承载系统转换为虚拟机文件，整个过程可以不用停顿业务，同时也不会有数据丢失。新建的虚拟架构平台，将所有虚拟化后的业务系统转移到新平台上，这种迁移只需要拷贝即可，而避免了可能出现的损坏和不可预期的故障发生。

3.5备份恢复更简单快速

现在我们选择备份方式既可以对VM文件进行文件备份，也可以使用备份软件对系统的进行状态备份，还可以利用存储的快照功能对虚拟机进行状态备份。恢复一个系统不再象以前要依次恢复以前备份的文件集，直接把备份的VM文件重新打开就可以了，不需任何复杂容易出错的步骤，极大节约了恢复时间。