供水企业二次加压泵站网格化管理

2021-01-25陈学志

设备管理与维修 2021年24期

陈学志，丁武

（1.沈阳水务集团有限公司，辽宁沈阳 110001；2.辽宁长江智能科技股份有限公司，辽宁沈阳 110002）

0 引言

作为传统行业，水务行业中大多数供水企业都有着几十年甚至上百年的发展历史，在长期的发展中，企业形成和沉淀了固有的发展和经营模式。但深厚的历史积淀，既是企业的经验财富，往往也成为新时代发展的沉重包袱。目前，大多数供水企业都存在着管网设施设备老化、管理方式落后、工作效率低、协同能力弱、服务质量差等问题，一方面，造成了企业漏失率及产销差居高不下；另一方面，给保障饮用水安全及提供高质量城市服务等方面工作的深入执行造成了极大的阻力。

以二次加压泵站及其连接管网组成的二次供水系统作为城市供水系统的一个重要组成部分，长期以来由于产权不明晰，各自为政，缺乏统一的管理，难以纳入城市供水的有效管理范畴，其供水安全和管理矛盾日渐突出。特别是在水源紧张、供水量不足的情况下更是难以对其有效调度，保证市民安全稳定用水。二次供水系统主要包括小区加压泵站与小区供水管网，作为城镇居民供水的最后一个环节，在保障供水安全方面具有重要作用。其中，小区加压泵站作为供水控制终端，在决定居民水量供给的同时，其管理状况更是直接反映了水质安全保障水平。

1 存在的问题

沈阳市政供水采用低压供水方式，居民生活用水均需通过二次加压泵站进行增压以提供满足用水需求的服务水压，沈阳水务集团有限公司（以下简称“沈阳水司”）从1997 年开始接收居民二次加压泵站，截至2021 年底，共接收运行管理的居民加压泵站2600 余处。分析近几年来加压泵站的管理状况，发现主要存在如下问题：

（1）缺乏统一规划，没有规范性文件标准。由于缺乏系统的规划，造成二次供水系统泵站多而散、小而乱，不仅增加了管理运行成本，也使得泵站机组运行效率低下，能耗浪费较大；同时，各个管理区域信息化建设程度不一，造成信息零散、使用价值低。

（2）管理成本高，运行维护不及时。目前，大部分泵站依然采取人工巡视制度，2600 余座泵站需要管理、运维人员合计近700人，人力成本巨大，同时存在人员结构老化、补充不及时，面临巡检人员严重短缺问题。

（3）产销差及漏失率居高不下，供水稳定性无法保证。由于现有人工巡视制度存在监管漏洞，巡检不到位、敷衍了事时有发生，一方面无法及时发现二次泵站跑、冒、滴、漏等情况，导致二次供水系统的产销差及漏失率居高不下；另一方面由于无法及时发现设备故障，导致停水事故频发。

（4）饮用水水质安全存在风险。由于二次加压泵站存在设备生锈、腐蚀、老化及疏漏清洗养护等情况，导致水质合格的水体经过供水入户前的最后环节时，存在被污染的风险。

2 智慧水务建设

2012 年以来智慧城市建设迅速发展，智慧水务建设作为其重要组成部分，是体现城市管理水平的重要标志之一。智慧水务涵盖了水司生产、输配、运维、营收及服务等多个核心业务的管理工作，是促进水司技术升级和管理转型，实现生产管理及运营服务精细化、智慧化的重要支撑和保障。

作为管理超过2600 座居民二次供水泵站的沈阳水司，对二次加压泵站进行信息化建设和实现精细化管理的需求尤为突出。为此，必须将二次供水设施纳入城市供水智慧化管理体系中，通过建立二次供水信息化建设，实现集中监控、统一管理调度，当遇到城市供水突发事件时，进行统一调度，平衡峰谷，充分发挥其在城市供水管理中的调蓄作用，保障供水安全，降低产销差、降低漏失率，提高企业的运营经济效益和社会服务效益。

2.1 完善以二次加压泵站为主的供水系统信息化建设

建设并完善二次加压泵站自动化控制系统。二次加压泵站远程监控系统是依据加压泵站信息化建设和实现泵站无人值守的需求进行设计的，由监控中心及若干分布在市区的二次加压泵站数据采集终端构成，通过网络将各个二次加压泵站数据统一采集上传到数据中心的SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制系统）数据平台。调度中心以及各营业分公司以及营业所管理人员可实时监控各个二次加压泵站的运行参数，并根据管网配水需求，实施对各二次加压泵站运行状态的控制。

建设二次加压泵站综合管控平台，主要包括泵站调度系统、安防监控系统、数据分析与挖掘系统、自动巡检系统、巡检运维系统、设备全生命周期管理系统。

（1）泵站调度系统。水司员工通过泵站调度系统，能够实时地了解泵站运行状况及相关指标，系统各项指标信息支持大屏显示、手机移动端、Web 客户端等多种的展示访问方式，并且支持视频实时监控。系统提供的主要功能：数据监测、曲线分析、地理信息、动态工艺、远程控制、视频监控、报警提示、图表展示、手机APP、权限管理，数据叠加、视频联动。

（2）安防监控系统。通过门禁系统、视频监控系统、入侵防范系统等，记录出入人员信息，及时上传至平台；当现场设备出现报警时，摄像头自动聚焦该设备，即时报警；当发生红外入侵报警时，触发泵房内声光报警设备。

（3）KPI（Key Performance Indicators，重要绩效指标）管理系统。KPI 系统是一体化平台的核心，由数据获取、数据管理、数据应用、数据发布等四部分构成。可实现通过夜间最小流量曲线变化趋势分析、判断泵站漏失变化情况，确定重点漏损监测区域；对用电效率及单耗进行分析；进行设备故障次数趋势、分布情况统计、故障原因分析及对策支持等。

（4）自动巡检系统。人工智能巡检系统通过视觉识别技术自动识别模拟仪表（指针和LED 数码）、装置信号灯指示、空开位置等信息，结合SCADA 生产运行数据和日常巡检计划，实现24 h 不间断巡检。

（5）巡检运维系统。该系统可实现对巡检人员在巡检过程中的全程动态管理，实时上传巡检过程中发生的隐患、突发事件等信息，减少隐患，实现突发事件预警预控。实现设施设备巡检管理的信息化和智能化，提高设施设备巡检管理水平。

（6）设备全生命周期管理系统。将现有设备的基本信息（类型、规格、生产厂商、安装时间、负责人等）以二维码的形式生成“身份卡”，并安装到设备上。在巡检维护时，通过手机查看“身份卡”的内容，可快速调阅相关资料及信息，并可智能分析设备使用寿命[1]。

通过二次加压泵站信息化建设可实现各二次加压泵站运行数据的汇总，分类，存储，以及统计分析，完成泵站科学管理、优化调度，为泵站节能、区域降差提供数据支撑，同时为各二次加压泵站和营业公司的运营情况的考核提供数据依据。

沈阳水司建立智慧水务大数据平台，通过技术手段倒逼管理颗粒度提升。目前已利用人工智能、大数据、物联网等技术，建立管网漏损和表观漏损的分析算法，可精准锁定漏损原因，最高效率实现产销差的降低。

未来，将不断提升平台能力，进一步对水流量、压力点、时间、季节、用户密度、用户群体特征等多维数据进行采集和分析，通过人工智能机器训练和深度学习建立水力模型，用数据推导决策，制定合理的产水、售水计划，实现节能、降耗、提质、增效。

2.2 建立网格化管理体系

多数供水企业长期以来的管理方式是各部门相互独立，供水、售水、管网建设等业务各自为政，业务间互通少，数据间不关联，限制了水司整体的运营调度和业务把关。

目前，许多水务企业已经建立分区计量体系，可实现按区计量供水量和售水量，各级分公司也可自行承担管网建设、用户发展以及水费收缴，正是因为有了这项基础，水务企业完全可以将自身职能下派到各级分公司、各街道社区，以及每个加压泵站，建立网格化管理体系，将一个水务企业拆解成若干“微公司”独立运转，责任承包、效益自负。权力下放的同时，对每个二次加压泵站下达合理的任务指标，建立完善的考核标准，以保障每个“网格”高效灵活运转，最终整体产生1+1>2 的效益。

3 网格化管理系统组成及应用功能

3.1 系统组成

以二次加压泵站为考核单元的网格化管理工作体系包括：供水保障网格、查收服务网格和管网维护（二次供水系统）网格3 个部分。3 个网格都以二次供水泵站及其附属管网覆盖区域为考核单元，其中：供水保障网格中，值班泵站的负责人为责任者，设备维护、暗漏测定及漏水抢修人员为供水保障工作的连带责任人；查收服务网格中以查收人员登门查表收费范围为最小单元，单位户管理员、居民户管理员为责任人，水表维护、收费收缴人员为查收服务工作的连带责任者；管网维护（二次供水系统）网格以巡线员的巡视范围为最小单元，巡线员作为此项工作的责任者，管网抢修人员为管网维护工作的连带责任者。

3.2 应用功能

沈阳水司内部将建立的以二次加压泵站为考核单元的网格化管理工作体系，通过依托GIS（Geographic Information System，地理信息系统）、SCADA、大数据分析、移动互联等技术手段，根据业务管理需求，将二次加压泵站、二次管网及最终用户标准化划分成多级网格单元，全面感知二次供水管网系统的运行状态及用户信息，各级网格自行负责网格内的各项业务，通过平台算法下达考核指标，凭借综合考核结果下发网格绩效奖励，充分调动员工积极性。同时，通过建立标准化的工作流程及考核机制，实现精细化、精准化管理，可以有效降低产销差，全面提升企业服务质量[2]。