扬州市给排水综合监管平台研究

唐中亚

（扬州市给排水管理处，江苏扬州 225000）

0.引言

依据国家新型智慧城市理念基础设施统建共用、大平台融合通用、大数据开放利用和“互联网+”创新应用的理念，为加快实现精细化的城市治理和精准化的公共服务，2017年10月，扬州市政府常务会审议通过了“云上扬州”建设规划，发布《“云上扬州”建设行动计划（2017年-2020年）》（以下简称《行动计划》）。《行动计划》对扬州市智慧水务发展目标进行了深化，明确规定于2018年启动扬州市智慧水务建设，重点实现给排水安全监管，建立给排水设施全面评估体系，通过整合给排水行业管理部门、生产部门各个孤立分散的应用系统，打通给排水领域的业务流程，真正实现给排水领域的业务监管[1]。

扬州市给排水综合安全监管信息系统项目，通过信息化手段，将互联网的创新成果与给排水管理进行深度融合，借助物联网、互联网、大数据、云计算等技术工具采集、整合给排水监测数据对内实现条管数据交换共享，对外通过扬州市云计算中心实现与农业、水利、生态环境、自然资源等部门数据交换，支撑给排水各领域的综合性、基础性工作，实现给排水监管一体化的要求。

1.总体架构

系统建设的架构属于多层架构，且采用了专业化的高内聚低耦合形式，然后按照一定的逻辑对子系统进行集合划分，并确保层间关系必须要具备特定规则。在分层管理的基础上，系统间关系可以得到有效限制，从而增强系统的松散性，便于最终的维护升级。

从总体业务架构具体构成要素上进行分析，主要包括云设施层、接入层、数据层、服务层、应用层及展现层6层构成，从总体上确保项目顺利实现，并为后续的不断扩展奠定坚实基础。

云设施层：主要功能在于为系统运行提供包括节点主机以及云存储等的硬件，还能够实现硬件整合，进而形成完整化成配套软件，更好地满足云计算环境实际需求。

接入层：能够确保物联网传感器科学适配，达到安全接入以及身份认证的目的，保证采集数据传输的安全可靠，还能够就数据协议进行科学解析、转换和提取，最终完成数据的顺利传输。

数据层：能够实现各类数据的合理组织存储，做到资源按需分配，从而更好地进行指挥调度，并为各应用系统提供必要的数据资源支持，更好地满足扬州市各行业监管部门以及运营单位等的数据需求。

服务层：能够提供标准化以及规范化的数据接口，在数据发布以及数据共享等方面发挥作用，还可以提供数据交换以及数据分析等服务，更好地促进专项应用系统科学运行，完成数字城管集成工作。

应用层：在指挥调度平台以及应用建设的支持下，有效构建统一化信息平台，增强相互间的联动性。

展现层：借助门户系统，完成应用系统的单点登录功能，还能够进行消息集成以及统一权限等，有效统一用户和组织机构，统一展示最终分析结果。

标准规范体系：遵守各项国家、行业和地方标准与规范要求，制定切实符合扬州市智能管网建设运行和管理的标准规范体系，主要包括空间数据标准规范、物联网数据标准规范、数据共享标准规范等、接口调用标准规范、实时数据调用标准规范等。

运维服务体系：为达到运营维护工作有序、高质开展的效果，相关工作人员应该有效规范管理流程，整合管理内容，对管理制度进行完善，实现各项工作专业化管理。在运营管理制度建设方面，往往需要不断完善系统应用制度、存储备份制度以及故障管理制度等，促使其做到有章可循。

2.系统功能结构

2.1 设施信息管理子系统

设施信息管理子系统采用B/S架构，主要涉及的数据种类包括空间数据、索引数据等。数据统一存放在服务器端；用户在客户端对数据进行管理。

系统功能分为以下模块，依次为视图显示、地图定位、信息查询、报表统计、出图打印、辅助工具，见图1。

2.2 管网规划管理子系统

管网规划管理子系统，实现对管网数据的一体化管理和应用；系统功能分为以下模块，依次为规划一览、规划模拟评估、工程管理、数据归档、信息查询、数据统计，见图2。

2.3 管网巡检养护子系统

管网巡检养护子系统，实现对管网数据的巡检、养护、异常数据的处理，实现对管网的状况的精准管理，系统功能分为以下模块，依次为巡检监控、巡检管理、异常管理、统计分析、系统设置，见图3。

2.4 供水业务应用子系统

供水业务应用子系统实现对供水水厂、泵站、水质等信息进行在线监控，对供水数据进行在线分析，对可能存在的水资源漏损实现在线监控管理，提高对水资源的合理利用，保障全市用水安全。系统功能分为以下模块，依次为实时在线运行监控、水质在线监测、供水管网数据分析、漏损监控管理，见图4。

2.5 排水业务应用子系统

供水业务应用子系统实现对排水的是实时监控，对污水厂、污水排水管网、调蓄池、井盖等实时监控，保证污水排放达标，系统功能分为以下模块，依次为排水实时监控与预警、污水管理、水质在线监测、排水管网数据分析、调蓄池监控调度、井盖监控预警，见图5。

2.6 系统配置子系统

系统配置子系统主要实现对系统数据进行配置，系统功能分为以下模块，依次为系统配置、应急资源，见图6。

2.7 监管中心综合展示平台

监管中心综合展示平台主要实现综合监管和应急指挥，系统功能分为以下模块，依次为应急指挥、实时监控、视频监控、资源库，见图7。

3.关键技术

3.1 SOA

SOA属于组件模型，被认为是面向服务架构。在该架构的作用下，应用程序多种功能单元能够被有效联系起来。在接口定义方面，往往会采用中立方式，能够独立发挥作用，更好地为硬件平台以及操作系统等服务，增强系统服务的交互性与统一性。

Web Service属于SOA实现手段之一，在数据处理中发挥着积极作用。Web Service使应用功能通过标准化接口（WSDL）提供，使用标准化语言（XML）进行描述，并可基于标准化传输方式（HTTP和JMS）、采用标准化协议（SOAP）进行调用，并使用XML SCHEMA方式开展数据描述工作，在一定程度上提升工作效率。

3.2 决策支持技术

扬州市给排水安全综合监管平台的最终目标，将服务于管理单位建设决策支持。本项目涉及数据既包括关系型数据和非结构化数据，具有数据量大、查询分析复杂等特点。决策支持技术把数据仓库、数据挖掘、模型库、数据库、知识库结合起来，以有效地进行数据处理，对水务数据和各种业务数据建立模型进行统计分析，提高决策的科学性。

3.3 信息安全技术

本项目的辅助决策信息涉及敏感信息，从宏观管线、水厂、污水厂、泵站等位置信息，到总体管线布局，有必要采用信息安全技术进行处理，以防信息泄露。

3.4 插件和元数据驱动技术

插件式的开发打破了传统系统集成商定制化开发的模式，解决了传统开发模式下系统开发总是滞后于业务需求且需求更改时需重写大量新源代码造成的时间和成本浪费。

元数据中包含了空间数据的分类、图层、颜色、线型、代码等。空间数据的种类、颜色、代码、行业规则等，系统管理使用的用户等级、操作界面、数据访问权限、应用功能参数、结构参数、运行参数等各种配置信息，通过元数据的配置实现了地理数据的图形表达和系统的运行方式表达。

3.5 Socket

Socket是一个抽象层，在程序发送数据以及接收数据的过程中，能够对其实施打开以及读写等操作。借助套接字允许程序，实现I/O在网络中的有效插入，然后确保其与其他程序的通信顺畅。对网络套接字来说，主要是IP地址以及端口两者的组合。

4.项目应用

应用于扬州市给排水管理处的给排水综合安全监管信息系统，自交付投入使用后，为给排水管线的管理提供了工具，使有关的工程设计、施工有据可依，提高了工作效率，不仅节约了资金，还能有效降低因施工带来的各类事故风险，具有十分重要的意义。给排水综合安全监管信息系统综合了GIS和专业模型的优势，利用GIS提供数据管理和空间分析能力，利用给排水系统模型提供专业计算和分析功能，为给排水系统运营控制提供科学了参考意见。该平台集成了在线监测数据，并进行动态分析和模拟，为给排水系统的规划管理、运行养护提供了动态可靠的专业分析平台。