智慧水务信息化系统建设与实践

时芝曼

摘 要：就当前世界发展的形势来讲，信息化是目前的一大潮流，信息化目前已经融入各行各业，水务系统也逐渐地引入了信息化建设。信息化系统建设在推动社会发展方面有着一定的影响作用，它不仅仅有利于小康社会的建设，更是国家目前所迫切需要的选择。

关键词：智慧水务信息化系统建设与实践

前言：在城市的建设过程中，智慧水务信息化是十分重要的，它不仅仅在一定程度上体现了城市的发展程度，更是城市信息化水平的象征。智慧水务信息化在城市的大数据管理上提供了一定的支持，同时它也提升了居民的生活水平，提高了城市的宜居程度。总而言之，智慧水务信息化是发展的必然选择。

一、智慧水务建设现状

智慧水务在从前是闻所未闻的，随着信息技术的飞速发展，我国科技不断进步，智慧水务出现在了人们的视野当中，我们不得不感叹科技的进步之快。在科技人员的不断努力之下，智慧水务信息化经历了从无到有的演变，而在科技人员不断完善和改革的过程中，智慧水务的覆盖面越来越广泛。智慧水务的建设促进了社会多元化的发展，它使水务管理更加方便和直观，这不仅仅为居民提供了更方便的生活，也为系统管理人员节省了不少的精力和时间。智慧水务从初级阶段不断完善和升级，现在已经基本稳定。在发展初期，智慧水务的运作方式是将传统的管理模式改变为计算机管理，这一改变的跨度无疑是巨大的。随着智慧水务的发展，技术人员将管理系统通过网络技术形成一个数据库，不仅仅开设了网页服务平台，更是研发了手机移动端。这一举措打破了信息之间的孤立性，使各个区域的信息都能够相互交流，成功地实现了资源数据共享。智慧水务的成长是肉眼可见的，技术人员紧跟时代的脚步，利用大数据平台来改善服务，不仅使信息安全可靠，还有利于信息的查看和提取。

二、智慧水务信息化系统建设与实践

2.1 “智慧水务”专题应用场景。（1）监控点优化布置。目标函数为监控点建设费用与“能观性”指标的平衡，可进行多目标优化计算，寻找最优。（2）（水文、水力、水质）模型参数估计、优化与在线模拟。目标函数为模型计算值与监测值“距离”最小，或者可以认为是一个背景场（模型计算量）与观测场的数据同化问题。（3）给水管网漏损监控与分析。漏爆管预警预报，定位与特征分析，可能性分析等，估算和预测高可能性发生爆漏的管线空间位置和水量，供现场调查人员参考。（4）防汛排涝应急系统。最优化应急预案，预降城市（天然）水体水位，应急泄水通道建设，应急响应与流程管理等。（5）排水管网优化系统。最优化截流方案，确保污水厂进水水质稳定，优化防洪、排涝、截污预案等。（6）管网新建、改扩建、压力区块建设等优化设计。目标函数为管网建设与运行综合费用最低，约束条件为满足用户规划用水需求，决策变量为管线管径组合等。（7）供水管网运行优化调度。目标函数为管网运行费用最低，约束条件为管网运行安全性和保障供水，决策变量为各泵站开车台时（或各泵站出流流量和提升压力），变量则为管网运行状态或管网主控点压力。（8）管网加氯时程优化。目标函数为控制消毒剂副产物，消毒费用总量最低。决策变量为各消毒站点消毒剂量时程变化。

2.2 基于“智慧水务” 平台的供水管网漏损控制实践。供水管网漏损控制需解决以下问题：① 漏损地点，即漏损水量空间分布;② 漏损时间，及时发现新增漏损并采取干预措施消减漏损水平;③ 漏损性质与特征，即漏损水平估计，表观漏损与物理漏损水量，占比，可消减漏损水平等;④ 经济分析与干预辅助决策。计算经济漏损水平，干预费用、收益费用及回报周期，最优干预方法选择，如：管线修复、控压减漏、管线检漏与修复等。为解决以上问题，漏损控制实践工作内容包括：（1）多级DMA 区块规划设计与建设，水量审计与水平衡分析，确定各（级）区块漏损水平，对漏损严重区块进行重点监控与干预，消减和控制漏损水平。（2）大数据综合分析，包括：账务数据、远传表与数据、管网资产数据、管网运维数据等大数据综合分析，确认管网资产情况（管龄、管材、管长等）、运行情况（压力与水量空间分布等）、维护情况（漏爆管水量、频次等）、用水特征（大用户水量，用户类型、水量与分布特征等）。（3）管网水力模型建设与管网运行方案分析，包括：管网优化调度与降压控漏，DMA 区块建设方案优化等。（4）管网运行监控系统建设，包括远传大用户表系统，流量仪与远传水表（校核表）系统等，实时监控大用户与多级区块的供水情况以及管网运行情况，对异常情况进行预警预报。（5）漏损控制管理平台系统建设。该平台整合多源数据，对漏损情况进行分析，对漏损干预实行全流程管理。主要功能模块包括：实时监控、分析与预报警、统计报表、异常管理。（6）最优漏损干预实践，包括现场干预方法，手段（检漏、探漏、修复、管线改造）等。

2.3 基于“智慧水务”平台的供水管网运行科学调度实践。供水管网运行科学调度采用计算机及信息化技术，采集和管理供水管网调度数据，判断管网当前运行状态，预测调度周期内管网用水量及压力等因素的变化情况，生成供水管网调度决策方案，并对整个调度过程进行监测和管理。科学调度主要作用包括以下3 点：① 供水运行过程监控，分析监控数据，发现输配水过程中的异常情况，发出预警、预报信息，根据监控信息判断供水管网运行状态;② 调度管理，对调度进行流程化管理并处理应急工况，在需要的情况下，可回溯历史调度过程和管网运行过程，发现问题和症结，并做出分析和改进;③ 管网运行优化调度，水量预测，基于管网水力模型分析的计算机优化调度决策策略，生成优化调度方案等。基础功能包括以下5 点：① 数据采集、处理和分析，将管网运行数据采集并保存到调度数据中心，并对数据进行处理、分析和展示;② 调度业务管理，包括调度相关工作和职责管理，调度指令操作与管理，调度预案管理，调度日志，调度计划生成，调度报表汇总等;③ 调度方案编制，在预计供水量的基础上对相关供水设施运行计划进行安排与方案编制;④ 应急调度，其包括计划性应急调度和突发性应急调度，内容有应急流程管理和应急时管网运行调度等;⑤ 展示和表现，各类数据和信息可用多种方式交互展示和表现，包括空间地理、分析图表、汇总报表、多媒体动画等，可用计算机屏幕、投影、大屏、手持终端等多种手段展现。高级功能包括以下3 点：① 管网调度水力模型，其可作为供水调度高级功能的基础设施和调度方案分析工具;② 智能预警报警，基于供水调度实时监测运行数据，采用时间序列分析、概率密度分布分析、相关性分析、贝叶斯统计等方法，进行智能预警报警，智能预警报警内容包括供水管网服务压力、管道爆裂可能性、厂站异常运行等;③ 优化调度辅助决策，优化调度辅助决策功能包括供水管网调度数学模型应用、水量预测、优化运行调度决策等。

结束语：

总而言之，智慧水务管理系统是利国利民的一个重要研究成果，它提升了我国的经济效益，更贯彻了为民服务的原则，在未来的发展过程中，只要不断改进和吸取经验，就能够建设出全面的智慧水务管理系统，不管是对国家经济还是对人民的生活都有良好的促进作用。

参考文献：

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