以供水厂网一体化发展为思路，推进智慧水务建设

谢晓华

摘要：“智慧水务”作为“智慧城市”发展不可或缺的重要板块，近年来成为行业的关注重点，各地都在加速、加大对智慧水务的探索和实践。本文结合泉州在智慧水务建设过程中的实际情况，分析智慧水务当前存在的问题，提出了智慧水务建设的规划及发展目标，并深入探讨了智慧水务在建设中行之有效的实施路径和建设内容，希望能够对智慧水务建设贡献薄力。

关键词：智慧水务;供水下网;一体化;泉州市

中图分类号：F294.1 文献标识码：A

1 智慧水务发展现状

1.1 智慧水务的内涵

智慧水务的核心就是采用信息化手段，建立水务企业资产、财务、人员、运营、管理、分析一体化信息平台[1-2]。建立基于“管网一张图”的一个平台、一个中心、一个网络、一个窗口的智慧水务信息化综合系统（即自动化、智能化、信息化和平台化“四化”融合），为不同层面的生产、管理者提供实时、准确的生产运行信息，为辅助分析决策奠定良好的基础，为企业规范管理、节能降耗、减员增效和精细化管理提供强大的技术支持。

1.2 智慧水务建设背景

近年来，随着物联网、大数据、云计算及移动互联网等新技术不断融入传统行业的各个环节，信息化和自动化不断融合，特别是蓝牙、无线远传、超声波及新一代传输等技术应用不断加强。供水行业想要获得提升和发展，并且确保居民安全用水，解决城市源水、制水、供水、用水等一条龙问题的诉求和矛盾，全面应用新的信息化手段是当前提升水务行业社会管理和公共服务能力、保障水务可持续发展的必然选择[3]。

1.3 当前存在的发展瓶颈

尽管近年来信息化取得了较好的成果，但是，距离“智慧水务”的实际要求还有着很大的距离[4]，仍存在以下一些制约发展的瓶颈问题。

①信息化越发展，管理的范围就越不断扩大，管理对象也不断升级、智能化;

②用户对水务企业的服务期望和目标不断上升;

③企业运维成本、效率要求不断提高，企业面临的挑战也越大;

④水务基础信息数据比较欠缺，数据监测的精细度、频度、广度不足;

⑤信息系统孤岛严重，数据无统一、唯一性，数据共享、数据利用的深度和价值不足，不能充分有效利用。

2 智慧水务发展规划

当前，泉州水司的信息化系统建设已初具规模，智慧水务系统在生产、运营、管理等各个环节发挥了重要作用。基于泉州水司目前的建设情况，按照“需求导向、注重实用、分步实施”的思路，梳理适合泉州智慧水务建设的发展规划。按照规划，将各个子系统存在的问题进行分析、统筹规划、分步实施，按照各个子系统的功能及作用，充分利用现有系统资源整合、优化，使信息化水平更上一个新台阶。

2.1 抽取数据 实现数据互通

基于我司较为成熟的“调度系统”整合并升级完善，进一步融合公司现有各系统资源，通过统一标准，确定各系统间数據的“唯一性”（属性），实现数据实时传输并同步分析，建立“公司大数据库中心”，将各种数据整合到一起形成统一数据平台，作为核心系统辅助决策的依据，从而为各个智慧应用系统的搭建打下建设基础。

2.2 平台融合 数据同步分析

①搭建、接入并融合目前所有智能化设备及数据的企业级管理平台：目前子系统相互独立，每个系统都有相应的访问地址、访问账号，进行一次业务操作需要登录多个子系统，操作不便。利用即将建设的计算机“等级保护”的统一规划将内外网打通，并计划将预建设的Web“报装系统”和网站融合，实现网站（外网）挂接“内网”应用系统这种“一键式”登录的模式（不同的权限按照自己的权限登录），从而打造一体化综合信息化应用平台。

②管网数据升迁，建立最新、一致、权威的管网空间库+基于管网GIS空间拓扑关系，形成厂—站—管网一张图调度：①将MapGis现有的旧管网数据迁移至ArcGIS平台;②确定普查后新建、在建的CAD工程图纸和管网数据迁移到ArgGIS平台，整合形成最新、一致、权威的管网空间数据库;③以管网GIS空间拓扑关系为基础，在GIS管网信息上整合厂、站调度系统生产数据，大表流量数据，压力监控数据及GIS巡检系统等数据。

2.3 试点先行 同步运行

①利用现有水力模型，集成管网GIS、SCADA实时数据和营销用水数据，并结合用水量预报、估算与分配，按照水力学理论为水司构建供水管网水力模型，实现高精度模拟计算。

②通过水力数学模型，建立高质量的供水管网模型，实现供水管网的现状模拟，强化管网感知和调度能力，加强在线预警能力。

③对管网未来运行情况进行计算和预测，包括压力预测分析和流速预测分析，可提前了解未来供水管网的压力和流速分布情况，为供水调度提供依据。通过管网现状分析评估功能对管网现状进行分析，可明确管网存在的问题和缺陷，找出低压区，并通过系统模拟，找出合理有效的增压方案，对管网优化改造提供有效的指导意见。

④通过水力模型进行模拟方案管理和评估。可简化复杂的专业模型作业过程，提供直观简单的方案管理体系，轻松实现对模型方案进行编制、修改及各种专业分析，降低使用人员门槛。

2.4 平台互通 一张图展示

通过抽取各系统数据，形成“数据中心”数据仓，并同时提供数据存储服务——存储来自不同数据源的数据（如营业收费、银行对账、调度系统、呼叫系统、管网GIS及资产管理各运营管理系统的数据），通过数据索引专用设备实时从所有海量等数据中抽取数据生成索引，从而实现对各系统原始数据和工作业务数据、基础数据及动态更新数据的统一实时管理，并通过服务接口向上层应用提供统一、高效的数据访问服务。

3 智慧水务系统建设内容

系统建设内容主要为软件体系架构、硬件体系架构、网络体系架构和安全体系架构。这4个方面及先进的管理理念，可实现公司业务部门对各个供水业务流程的统一监控和指挥，通过实时的监控和对生产及各业务数据的挖掘和分析，为科学调度和宏观决策提供必要的数据支持。从而提高供水突发事件的应变能力，平衡各区域的供水需求，提高供水服务水平，提高效率，降低能耗。

在四大架构基础上，从业务实际层面拆分，系统又分为4个层面，具体内容如下。

3.1 感知层

①物联网大数据采集：实时采集厂站、管网、水质在线及大表压力。

②采集户表、大表数据：统一数据传输机规则，实现监测全公司各厂站、管网、用户数据的综合展示和工作流，实现全公司的“大数据集成”。

3.2 平台层

①物联网大数据管理平台：历史数据在线存储，实时数据查询和统计分析。

②生产数据实时监视系统：实时数据监控系统，实时厂站安防一体化监控，对各厂站实现有效远程的监控管理。

3.3 应用层

①管网区域实时监测系统：数据集中采集，管网区域监测;管网流量、水压、水质管理。

②管网巡检系统：针对维修、抢修、测漏、偷盗用水、设备缺失、表务管理等方面的事件上报、任务派发、事件处理、轨迹管理等业务流程管理。

3.4 决策层

①历史数据统计分析系统：对采集数据进行分析，形成有效的数据汇总统计报表。

②业务信息系统功能集成：通过优化后的结构化数据存储，方便各个应用管理部門有效地对历史数据进行统一管理，及时归档、查看。

4 建设目标

4.1 实现厂站、管网数据一体化管理

大数据是推进智慧水务的基础，智慧水务是否真正实现了“智慧”的前提是要有庞大且有效的数据量。通过平台总体规划与设计，打造一套数据标准，将公司现有厂站生产数据、管网运行数据、用户用水数据进行集中统一高效的采集体系，实现生产数据从“源水、制水、供水至用户水龙头”一条龙的全方位实时采集、监测，对数据进行实时分析、预警，实现“大数据集成”汇总。

4.2 实现生产、营销两个板块业务部门全方位需求的数据分析系统

根据供水一体化运营管理的思路，通过整体规划与系统性建设，打通生产、营销两大板块业务系统，实现信息共享、业务协同、决策支持。

通过业务系统的互通整合，提高生产及管理人员及时发现和解决问题的效率，降低生产的能耗，提高运行的效率，最大限度地降低供水的成本，实现降本增益。

4.3 基于物联网大数据的辅助决策分析

对源、厂、网、户各业务环节实现全方位的闭环管理，跨系统抽取各业务子系统之间有效数据，实现数据业务的有机融合，使其管理更具有针对性，让管理人员做到一目了然并能马上发现问题，从繁杂的数据中解脱出来，从而提高水司管理效率和管理水平，优化当前的工作困境，实现供水效益的增长。

4.4 建立从水源头至用户水龙头的统一调度管理平台

通过建设统一的供水厂网一体化调度管理平台，基于各种参数进行模型研判、模型运算等，综合分析给出优化调度方案来辅助调度决策管理人员;通过沉淀、挖掘大数据，并发挥出其关键的价值，提升决策支持和服务保障能力。建设全覆盖、全过程的信息综合应用系统，让基于“一张图”的一体化管理系统，能够全面感知、准确预警、及时处置、快速解决问题，提升水司精细化和智能化水平。

5 结语

泉州水司的智慧水务建设尚处于起步阶段，通过一系列改造，虽已取得科学调度、稳健运行、优质供水、节能降耗等初步成效，但离实现公司智慧水务整体规划的目标尚远。在“数字中国”发展浪潮中，在中国制造2025和工业4.0的大环境下，在日新月异的科技变革下，智慧水务的建设愈加推陈出新。如何利用新的智慧化技术，降低企业成本，降低运营风险，提高运行效率，提升经验效益，不断为城市供水注入新的活力，是下一步研究的主要方向。

参考文献

[1] 田源.天津智慧水务建设与发展思路[J].电子技术与软件工程，2019（17）：212-213.

[2] 陈正伟，章建兵.深耕智慧水务[J].质量与标准化，2019（9）：8-10.

[3] 成斐鸣，范营营，张岐，等.智慧水务管理平台的设计[J].机械设计与制造工程，2019，48（10）：89-92.

[4] 彭祯.云运维管理平台在智慧水务中的运用[J].科技经济导刊，2019，27（18）：21.