昌吉市农村智慧化水务建设实践

杨 杰

（昌吉市农村集中供水中心，新疆 昌吉 831100）

智慧水务是以新技术应用带动水务信息化技术水平的全面提升，以重点应用系统带动信息化建设效益的发挥，为水务管理的精细化、智慧化提供信息化技术支撑。建设智慧水务可以有效增强降雨、蒸发、地面径流、供输排水管道压力及水位、地下水位的监测能力，为智慧化管理和科学决策提供第一手的准确信息，为水资源精细化管理提供可能。同时，借助智慧城市基础设施建设，特别是网络设施的完善和升级，也可以为智慧水务提供高带宽、全覆盖的通信服务，在进一步促进水务信息采集传输的同时，也提高了公共资源的共享程度，拓宽了信息资源的共享渠道[1]，智慧水务是当前打造智慧城市、智慧乡村的重要板块内容之一。

昌吉市积极响应国家号召，为推动乡村全面振兴和农村供水安全性和数字化，在基于对城北四镇供水管理现状广泛了解的基础上，加快集中供水管理中心智慧化水务管理系统的建设，保障农村供水的安全性，提升水务系统运行管理水平和科学决策能力，真正实现“物联感知、互联互通、科学决策、智能管理”[2]。

昌吉市农村智慧化水务建设项目积极应用大数据分析技术、移动互联技术、超融合技术、网络直播技术等新兴技术，实现了供水管网数据动态化、供水管网业务流程化、供水综合信息集成化、供水管网数据服务化，提升农村供水安全保障的智能化管理水平，实现各项业务的精细化管理，为新疆维吾尔族自治区农村供水建设打造了“昌吉样板”。

1 昌吉市农村智慧化水务项目概况

1.1 建设前存在的问题

（1）只针对单一工程进行简单的运行监测，监测点少。城北四镇供水管网总长433 km，只针对主要分水口设有流量压力监测设备，尚有42 处减压阀，减压阀前后压力监测尚未安装，无法实时监测减压阀的运行状况。

（2）缺乏统一的数据服务中心。城北四镇只有农村集中供水中心第一水厂建有一个数据服务中心，但建设标准低，该中心为2016年建设，主要用于城北四镇农村饮水工程中使用的监测设备数据采集。软件功能单一、建设标准较低，只能作为一个子系统应用，无法承担起整个昌吉市农村供水工程数据的融合处理。

（3）信息化建设基础设施不全。全市农村供水管网均未设在线水质监测仪器设备，无法在线监控水质。缺乏移动水质监测设施，只能依靠定点取样送检的方式检测水质。

（4）缺乏具有全局性、战略性、综合性、统领性的应用平台，无法为供水信息化建设提供有力支持。现有平台只能收集基础数据，缺乏对多种数据类型进行系统整理分析功能。管理应用软件功能不足，无法将现有工程之间的数据统一转换，建立统一的拓扑关系，管网连通性、数据入库，地图接入等无法统一实现。

1.2 建设目标

针对昌吉市农村集中供水管理中心智慧水务信息化建设存在的问题，本项目在现有设施设备基础上，完善管理功能，升级软硬件系统，主要建设内容包括一套基础设施、一个数据中心和一个应用平台。

（1）一套基础设施。为集中供水中心智慧水务信息化项目的运行提供基础条件，包括系统平台运行所必需的机房环境、信息安全基础设施（等保三级标准）、硬件基础设施、软件基础设施。

（2）一个数据中心。一个开放共享的集中供水中心智慧水务数据中心是智慧水务信息化建设的核心，是各个子系统之间、部门垂直、第三方横向数据交换和共享的中心，融合集成集中供水中心的物联网监测数据、空间基础数据、业务数据、主体数据，统一规范和标准，使用SOA架构，结合智慧水务建设与运维管理、绩效评估的需要，对多源、多格式、多类型的数据进行统一的存储和管理，实现数据统一管理、计算建模、挖掘分析、共享交换，为供水运营管理提供可视化及分析评估基础、形成对关键业务数据的集中式管理。

（3）一个应用平台。基于统一的SOA架构及软件基础建立“规范、安全、开放”的集中供水中心智慧水务软件应用平台，制订统一的应用系统接口规范，使得不同的系统都按照一定的规范标准实现数据集成与业务融合。

集中供水中心智慧信息化建设包括供水管网巡检管理、供水管网抢维修管理、供水管网阀门管理、供水报装管理、供水管网工程管理、集中供水综合监管平台、一体化采集系统应用7个模块。随着今后智慧水务建设的推进，将增加更多业务应用系统。

2 项目建设方案

智慧水务建设以生产运行长效管理为核心，以覆盖智慧水务建设管理全过程的数据作为驱动[3]，建立以量化计算为核心的智慧水务智慧管理平台，支持智慧水务建设的过程监管、运行管理与绩效考核，是智慧水务建设的重要组成部分与检验工具。

2.1 设计原则

智慧水务信息化建设的开发涉及面广、技术难度较高，因此在系统设计过程中，需着重考虑安全可行与现有技术的合理运用，统一接口标准与设计规范，统筹规划，分步实施。

此次项目设计中，将实用性和经济性原则、全面覆盖和体系完整、可伸缩性和开放性、共享性和标准统一、兼容性和多样性、扩展性和灵活性6大原则兼顾，进行项目设计。

2.2 系统设计

智慧水务信息化管理平台采用B/S+M/S 架构（见图1），实现web端和移动端的系统浏览，功能使用。

图1 昌吉市农村智慧化水务管理平台

智慧水务信息化管理平台采用SOA 系统设计理念，遵循SOA的架构要求。系统设计充分考虑业务与功能的紧密结合，将系统总体结构分为基础设施、实时感知、数据中心、决策中心以及展示中心。

（1）基础设施。主要是基础安全系统，如防火墙、安全网关等；硬件基础设施，如服务器、存储器、网络、容灾等设施建设，提供硬件及网络安全保障、办公设备等。

（2）数据采集。实现各类传感仪器仪表的数据监测与采集，并通过物联网进行实时传输，通过结合地理信息空间数据，形成统一的数据集成平台，也可进行人工数据填报。

（3）数据中心。数据中心以智慧水务数据仓库为核心，实现数据的资产化管理。包括数据的抽取清晰、实时共享、统计分析、数据可视化等。

（4）决策中心。决策中心涉及的应用内容包括：供水管网抢维修管理模块、供水管网巡检管理模块、阀门管理模块、报装管理模块、集中供水综合监督管理平台、一体化采集系统应用软件。

（5）展示中心。展示中心主要为智慧水务信息化管理平台的展示方式，用户可通过PC、大屏幕、移动终端等多种形式访问本平台。

3 效益评估

（1）社会效益。昌吉市农村集中供水智慧水务信息化建设引入了大数据技术、物联网、移动互联技术和SOA架构等，从整体上提升了信息采集自动化、传输网络化、管理数字化和决策科学化的水平，实现各子系统之间信息交换和无缝连接，有效消除信息孤岛，实现管理者由静态管理向动态管理，事后管理向事前控制的转变，增强了管理的科学性，从而最大程度确保城市供水安全，提高水务公司管理效率。本次项目按照市里统一标准，集中供水中心要实现水务信息的信息化，实现水量、水压、水质的实时采集、处理和分析，保障城市供水安全，降低供水管网漏损率。加快物联网技术应用，融合各类相关数字化信息，推进城市智慧水务建设，提高了供水安全保障和服务水平。

（2）经济效益。昌吉市农村集中供水智慧水务信息化项目的建设为集中供水的管理工作提供便捷性、高效性的服务。在昌吉市农村集中供水管理中心建设一套硬件设备，可以供相关业务部门同时使用，减少在其他部门分别搭建机房、安装硬件设备的投入；在昌吉市农村集中供水管理中心建设一套水务信息化平台软件，也可以提供给部门同时使用，可以减少管理人员的投入频次和数量，提高管理工作质量，从而降低水务信息化建设管理成本。本次项目构建集综合信息管理与共享的智慧水务信息化管理平台，解决制约管网管理工作所存在的信息化系统为其核心模块，在总体层面进行平台的优化和整合，使分散、局域性的监控、管理等问题的解决更趋于系统性、整体性、有效性和协调性，能够增加日常管理工作和外业工作的便捷性和时效性

4 结语

农村集中供水是具有公益性特征的基础设施建设，是实现全面乡村振兴、巩固脱贫攻坚成果重要组成部分。对于边疆农村地区来说，集中供水和智慧化水务建设，也是实现科技发展成果全民共享，助力民族团结的重要工程。昌吉市率先完善供水基础设施、开展农村智慧水务平台建设，是自治区政府鼓励有条件地区先行先试，打造样板区的重要体现。该方案实现了地区供水管网数据动态化、供水管网业务流程化、供水综合信息集成化、供水管网数据服务化，在加快城乡一体供水建设中具有重要推广价值。