“智慧水厂”平台系统的构建及关键技术分析

2021-04-01姜永建

中华建设 2021年2期

姜永建

对于当前城市现代化转变与建设工作来讲，智慧供水平台系统建设工作是非常重要的，也是城市现代化建设过程中不可缺少的重要内容，能够极大程度上使城市内供水企业的形象得到提高，而且也能够增强管理部门的办事工作效率。所以对于当前我国城镇供水行业中所建设的智慧供水平台系统进行构建，以及关键技术研究论述是非常重要的，能够就当前供水行业信息化建设与自动化建设存在问题进行探讨，然后基于智慧供水平台系统提出相应解决方案，促进我国城镇智慧供水发展水平提升。

对于智慧供水平台系统构建来讲，因为其本身属于城镇进行现代化转变过程中所衍生而来的一项新型技术，促使当前城镇供水企业以及供水质量的工作效率提升。所以针对当前智慧供水平台系统的构建以及相关技术进行深入研究，是对当前城镇供水企业经济效益进行提升的必要途径，也是城镇现代化转变以及改革工作时不可缺少的一项关键内容。文章主要基于当前智慧供水平台系统构建的重要性，以及在构建过程中所应用的相关关键技术进行论述，为全面完善智慧供水平台系统提供参考。

一、基于智慧供水平台的智慧水厂

1.智慧水厂的内涵

对于智慧水厂来讲，其本身虽然与全自动水厂以及无人值守水厂相类似，但是又具有很大的区别，因为其本身涵盖了物联网、互联网、云计算以及大数据等当前时代发展背景下最新一代的信息技术。所以对于智慧水厂来讲，在实际运作的过程中，无论是在生产环节还是运行环节，以及维护环节和服务环节，都能够提供更加全方位以及全过程的信息互动，为水厂在运作过程中所作出的各项战略决策制定提供数据支持。而且对于智慧水厂来讲，其本身还能够使水厂工作过程中管理工作的效率大大提高，促进当前城市化建设过程中的绿色环保工作水平提升。

2.智慧水厂建设关键技术

对于城镇化建设过程中，所建设的智慧水厂来讲，主要包括物联网技术以及工业互联网技术和云计算以及大数据技术和人工智能技术等。因为在新时期发展背景下，信息化技术将这些技术进行了充分的融合，并基于这些技术基础之上构建了全新的融合平台，使多项技术能够在同一平台上发挥作用，因此对于智慧市场建设来讲，在这些技术的支持下，无论是管理工作还是运行以及维护都能够拥有更好的支持。

二、平台建设中采用的技术路线

综合运用了物联网、大数据分析、三维实景技术、ArcGIS 云等新兴技术。物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念，“水联网”是物联网在水务行业上的应用与扩展，其本质是通过各种信息传感设备，将水务要素传递到互联网上，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控、计算、模拟、预测和管理的一种涉水网络。云GIS 建设模式与云计算相同，基于主流的虚拟化技术，将底层的基础设施资源同ArcGIS 软件资源一起，封装为不同能力的GIS 资源池，满足供水业务上多样化的应用需求。平台具有灵活可扩展的优势，结合虚拟化管理技术，能够在不影响业务应用的前提下，快速、动态地调整服务占有的资源，从而更高效运行业务系统。结合三维技术、信息技术和自动化技术，建设以管网数据采集与监视控制系统(SCADA 系统)、地理信息系统(GIS 系统)、仿真系统为一体的三维管网信息管理平台，可科学管理管网资源及相关的管网信息，实现整个管网的协调与统一，可以实现在各部门同时查阅、更新管网信息，提高管网信息利用的效率。以数据仓库为数据存储模式，将不同系统、不同业务数据多源异构数据融合到数据库中，实现数据的集中式管理，采用分布式数据总线方式实现数据的共享，解决了数据多元化、不统一的局面。大数据分析是指对规模巨大的数据进行分析。大数据技术包含数据仓库、数据安全、数据分析、数据挖掘等热门技术。智慧水务必须将通过水联网采集的海量信息在云平台上利用大数据分析技术完成海量数据的分析、预测、决策，以更加精细和动态的方式管理水务运营系统的整个生产、管理和服务流程，使之更加数字化、智能化、规范化，从而达到“智慧”的状态。

三、智能平台系统构建内容

1.智能平台系统的构建内容

对于供水行业来讲，智能化的供水平台构建主要涵盖了以下内容。

首先是对供水运作过程中所涉及到的数据进行统一，然后基于智能化技术及设备构建统一的数据平台，从而使信息数据的分析以及处理和利用能够更加规范化以及更加安全。

其次主要是针对智慧供水平台所应用的各软件系统进行全面的建设，因为在实际功能发挥的过程中，除了硬件设备之外，在进行各项操作时，是需要软件系统作为输入端，然后对硬件设备进行指令下达，从而完成相应的工作。所以应当加强平台软件系统的建设，使各项指令的下达能够更加精确而且更加及时。

再次，则是调度运营中心和客服中心的平台硬件建设。因为对于智能供水平台的建设来讲，在实现智能化的过程中，大大降低在实际运作时人力的投入，而对于各项工作的反馈以及检查则是由调度运营中心和客服中心来完成的，所以要拥有完善而且过硬的硬件支撑，作为开展调度以及客服工作的平台。

然后就是智慧市场内的泵站和管网，计算机辅助调度系统的设计，因为在实际工作过程中输水以及送水是需要依靠水泵的各项管网来完成的，所以为了保障输水的稳定以及可靠，需要对辅助调度系统进行完善。同时对输水以及送水过程中的给水管网，要进行水利模型的构建，从而对给水过程中的各项工作状态进行模拟，并同时应当对输水以及送水过程中的各项调度决策支持系统进行优化以及调整。最后，则是对管网和水表进行全面检查。

2.智能供水平台的构建结构

首先是感知层的构建，感知层所依靠的主要技术就是物联网技术，通过物联网技术对水厂在实际生产运作过程中的各项数据以及运作状态进行信息的获取。因为对于物联网机制来讲，在应用的过程中能够及时并且有效的获取到各项状态数据信息，所以能够使数据的可靠性以及准确性得到提高。

其次主要是自动化控制层的构件，自动化控制层在构建的过程中主要是基于PLC 控制单元，然后对整个智能平台所控制的工艺体系进行构建，将水厂运作过程中的自动化控制真正实现。而在进行自动化控制的过程中，主要是针对四大平衡进行完善，包括水平衡以及加药平衡和电平衡以及污泥平衡。

四、智能供水平台构建关键技术

1.组件式开发技术

对于智能供水平台的建设来讲，在进行开发的过程中，需要基于网络化的管理信息系统去进行组建开发，这也是当前最先进的结构模式，该模式被称为B/S 结构。对于该结构来讲，所拥有的优点包括很多，而对于智能供水平台的构建来讲，是将B/S 结构技术和C/S 结构进行了结合，然后在进行系统开发的过程中将组件开发技术应用到实际工作当中。

2.庞大数据组织及管理

因为对于水厂运行来讲，在实际运作过程中所产生的数据信息量是非常庞大的，而且因为涉及到部门较多，所以在进行信息存储及管理的过程中，工作难度也会增加。在智能供水平台构建的过程中，通过对海量空间数据、压缩技术进行了全面研究，然后使用面向空间实体的数据模型以及分布式数据库管理技术，在进行海量数据组织和管理的过程中进行了全面的创新。能够针对当前数据库的标准规范进行重新定义及管理，然后进行多元化的数据管理及分析，保障了整个智能供水平台的高效以及稳定运行。