新型智慧水务无人值守加压泵站研建与应用

【摘  要】信息时代降临，21世纪国家迈入信息技术高速发展阶段，5G技术、无人驾驶、人工智能、物联网、云计算等信息化技术相继被推广使用，国家“智慧生活”等概念的提出，新型智慧水务也越发受到了行业的关注。智慧水务能否实现供排水系统无人值守的管理，正逐渐成为当前国际保障供水安全和水资源综合管理的主要发展方向，新型智慧水务无人值守加压泵站是解决水资源紧张、水安全环境以及节约用水等问题的重要途径。鉴于此，笔者将对智慧水务无人值守加压泵站进行简单介绍以及重点描述智慧水务无人值守加压泵站带来的影响。

【关键词】智慧水务;无人值守;加压泵;研建与应用

引言

人工智能和工业互联网是我国“新基建”的两大重要领域，已成为发展和投资的重点，为实现人类全面智能化生活，与此相关的智慧水务系统智能化技术及其产业也迎来了蓬勃发展的新时期，我国智慧水务系统智能化技术高质量可持续发展和创新应用促进了水务企业向精细化管理、智能化服务转型。如今智慧水务已成为水务行业发展的热点。

1.智慧水务无人值守概念

智慧水务是目前国内先进的信息技术，是对水务行业的一种变革，使得水务管理突破传统模式，以更加智能化的方式运作，包括控制智能化、数据资源化、管理精准化、决策智慧化，保障水务设施安全运行，达成水务业务更高效的运营、更科学的管理和更优质的服务。面对水务企业的生产管理需求，利用先进的自动化、电气、无线通信、软件技术、建立先进的远程管控平台，采用先进的水务管理方法，大幅度减少水务现场生产控制、维护和管理人员，基本或者完全实现无人值守，大幅度降低人工成本，提高水务管理效率，减少能耗，提升安全管理水平。无人值守并不一定等于完全无人管理，而是从实际现状出发，通过建立无人值守管控平台，逐步减少现场人员，而改为主要依靠智能自动控制、远程管理水务生产运行。本次内容提供一个智能水务运营平台，包括“一平台+三系统+一端”产品。

2.水务系统面临的需求和挑战

虽然目前国内外智慧水务建设都发展很快，但是仍然面临巨大的设计挑战，许多人都处于盲目跟风和引进投资的状态，经济全球化带来大的机遇和挑战，导致目前人力成本不断上涨，水务企业规模越来越大，水务设施越来越远程化，水务企业不断扩展，但管理水平跟不上，应急处理效率太低，设备现场检修维护和管理成本高，生产安全标准、水务排放标准不断提高，水务系统面临巨大的挑战，为了降低水务系统的运行成本，减少现场值班人员，智慧水务系统便诞生了，它具有现场智能自动控制，自动调节，优化控制，系统高可靠性和冗余设计的优点，通过对现场控制和远程控制智慧管理一体化，实现远程生产监控，远程生产调度，远程设施设备管理。随着水利公司近年的不断发展，供水范围不断扩大，传统的调度方式已经不能满足城市快速增长的要求，往往导致区域供水的不均衡，部分地区水压低，供水不足。水利公司不断研究现代化的管理方法和手段，建立更加完善的智能调度系统，才能做出整个供水系统的最佳调度方案及安排供水生产，从技术上保证合理供水和供水系统的正常运行。

3.智慧水务无人值守加压泵站存在的困难

智慧水务无人值守加压泵设备安装绝对是劝退项。智慧水务需要安装大量的流量计和压力计，但是不是所有应安装的地方都能安装，比如一些管道经过多年发展已经在一些小区里面或者道路主干道中，难以开挖，或者不少老旧管道采用水泥管难以安装，这就是为什么智慧水务往往选新的小区进行实施，而避开老区的主要原因。由于目前实时监测、事前预警、事故报警、水压监测、故障检查、事故恢复的信息化机制尚未建立，导致智慧水务无人值守加压泵站的一些功能还不够完善，发生事故时负责人不能及时了解事情的情况，未能及时提前预防事故的发生，一旦事故发生，不能及时与事中各部门及时做好应急处理，距离全自动化、智能化安全供水还有一段距离仍然有不安全风险出现。

4.智慧水务无人值守加压泵站的设计

新型智慧水务无人值守加压泵站是指在现有设施上进行无人值守改造，使用科学、可靠、可视化的技术手段，实现降低泵站运行管理费用，减少人员投入为主要目的。根据《牛尾岭加压泵站基本情况和需求》，以及实地考察得知，项目主要包含平台开发和设备改造两部分内容。经详细技术分析，本项目拟采用“一平台、多系统、去中心、轻运维”技术方案。

4.1主平台开发

智慧水务运营平台，重点研究开发。智慧水务运营平台（下称主平台）主要实现实时监控、远程控制、数据报表和数据展示功能，主平台采用云服务器部署方案，便于日常运维管理、容灾备份，减少机房、服务器、专线、网络设备等基础设施投入，降低运维门槛;主平台只需部署、维护一套，可通过IP、域名方式登录，提供电脑WEB端、手机APP、微信小程序等登录方式，随时随地可登录使用;通过权限控制，实现精细化管理、责任追溯。采用多系统控制使用时下最成熟、最稳定软、硬件产品，只需对接，无需开发。在智慧水务运营平台上安装仪器仪表监测系统：对接配电间电气系统数字电表、水泵机组变频器、主机间水位计、浊度计、PH计、流量计等在线仪器设备;另外添加视频监控系统和气象监测系统对接安防摄像头、水库水位监测摄像头以及对接气象站（温湿度、风速风向、光照强度、降雨量等）。

4.2主平台系统部分

设计三个系统分别是解决传感器系统、视频监控系统、气象监测设备接入问题系统。

（1）传感器系统：接入配电电气系统电表，管道流量计、压力计、浊度计、PH及主机间水位计等;（2）视频监控系统：接入全场区安防视频监控、水库水位视频监控;（3）气象监测系统：接入本地气象站数据和气象台气象数据;三大系统相互独立，各司其职，均采用时下最成熟、最稳定的国产一线软、硬件产品，均支持二次开发和API数据对接。

主平台可以与三个分系统解耦，通过组件与各个分系统做数据对接，各个分系统相互独立，各司其职，完全解耦，各个分系统设备增减、故障、维修均不会对主平台造成故障性影响，提高了主平台的稳定性和可拓展性。三个分系统不集中部署，各自独立管理、数据备份，提高数据安全性和平台稳健性。实现主平台的云服务器上集中数据备份，实现分系统分别备份和主平台集中备份双保险。

在运维方面主要由厂家运维，主平台提供集中负责提供运维管理手段。主平台使用云服务器，无需专业运维人员，主平台运维只需关注平台运行情况，各数据展示情况即可;三个分系统由对应厂家进行运维工作，日常基本无运维工作，出现平台、设备故障等，只需联系厂家售后即可，方便快捷;主平台可通过三个分系统的运维管理API接口获取对应运维数据，实现运维数据展示，提供集中运维管理手段。另外我们开发提供手机主平台APP、微信小程序、短信提醒等移动端。

本设计方案有如下优点：（1）平台开发和设备改造可同时进行，开发速度快，项目开发周期短，见效快;（2）三个分系统各司其职，完全解耦，后期设备拓展、增减、故障、维护等，在各自分系统上进行，互不影响;（3）采用云部署方案，无基础设施投入，几乎无运维工作，人员投入少;（4）平台与三大系统，設备与系统均通过标准协议、标准API进行对接，方便主平台、设备等后续升级、改造、对接别的系统平台，平台可拓展性强。

5.结束语

通过改变过去传统方法，物联网智能水务让官网调度更加科学高效。打开智慧水务运营平台，就能清楚地看到各个区域的供水和用水情况，大大提高实时监测效率，保障用户用水。

参考文献

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[3]周籴.数据服务技术在水表抄表管理系统的应用研究[D].重庆理工大学，2020.

作者简介： 王珏（1992.8-），男，汉族，广西桂林人，本科，研究方向为智慧水务。

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