“厂网河湖”一体化智慧排水系统应用功能设计

惠玉鑫

（江苏省南京市市政设计研究院有限责任公司，210018，南京）

随着智慧城市建设的深化推进，城市基础设施老化、落后问题日益凸显。 城市排水系统作为城市重要基础设施之一，是智慧城市的重要组成部分，实现智慧排水、智慧管水已是必然趋势。

水环境治理是个长期艰巨的过程。 要实现从“治污”向“提质”迈进，应充分利用物联网、大数据、云计算、移动互联网等新一代信息技术，结合水文、水力和水质等专业模型，以“互联网+水务”的新思维，构建精细的指标体系和高效的服务体系，建设“厂网河湖”平台，实现对水务运维服务的监督考核、分析评估、预测预报、科学决策的全过程动态管理。

应用层是智慧排水系统的核心。以湖北省武汉市某区水环境综合整治项目为例，详细阐释“厂网河湖”一体化智慧排水系统应用功能设计。

一、综合监管平台

综合监管系统能够实现对管网、泵站以及河湖水环境、水资源、水生态的综合管理，结合物联网、大数据应用等技术， 可实时查看监测对象的动态数据及运行情况， 及时掌握运行规律、预警信息，智能判断决策方案，做到及时发现、有效控制，全流程、精细化管理目标。 主要包含综合决策一张图、实时监控一张图两个功能模块。

1.综合决策一张图

通过综合决策一张图，能够了解生产运行基本情况，并利用数据分析发现可改进的问题。 提供综合决策一张图的总览视图，宏观分析排水改造及河湖治理情况， 可视化呈现运行、经营、维护和管理状况。

2.实时监控一张图

利用GIS 地图，以“一张图”的方式总览所有地理信息、基础数据信息和监测监控信息，并将各类信息进行归类分层次展现。

排水系统方面， 包含排水户、管网、泵站、污水处理站、排水口及排放水体，在对应地图使用不同图标进行标注，集中反映泵站、管网及相关排水设施的地理位置、实时数据和运行工况。

河湖治理方面，展示信息包括排水口、河道断面、截流井、一体化设备的出水水质、河湖水位、雨量、流量、曝气、泵闸等工况、人员、物资、事件等各种相关信息，在空间上将各河道相关联，重点突出治理河道的全景场景及重要水利设施，并提供当前调度模式、不同降雨预警的展示界面。 展示监测点预警状态， 并可获取详情。用户通过一个界面， 可以掌握系统覆盖河道的所有监测信息和基础信息，为决策提供直观的辅助信息。

二、在线监控报警系统

通过前端水质、水量、水位监测仪器及摄像头等在线感知设备，对管网、泵站、河湖等进行实时监测，实时查看数据变化。 在地图上展示当前监测数据，包括监测时间、名称、预警状态等， 以颜色深浅代表指标健康状态。

结合站点基础数据信息，合理设置告警规则， 以WebGIS 展示监测点位位置以及管道流向拓扑关系，按照告警规则实时监控各站点告警状态。针对告警情况，管理员可以进行告警、生成工单并跟踪管理处理流程。

基于智能视频监控系统，实现对河湖重要水功能区、重点断面、水利工程、 风险排水口等的视频监控，展示实时视频监测画面，自动分析判别河湖污染及安全威胁等问题，自动报警并推送消息给运营管理人员，同时保存报警视频文件。

三、资产管理系统

全生命周期资产管理系统以项目建设资产、物资、备品备件、监测设备设施为管理核心， 对资产进行从采购入库到报废出库全生命周期管理，达到资产变动可查询、台账变动可追踪目的， 实现资产设备运行精细化管理，保障项目移交。 主要功能包括资产台账采购、资产领用、资产转移、资产维护、资产盘点、资产报废。

资产台账采购模块包括新增采购单、资产采购审批、资产采购申请查询； 资产领用模块主要对资产的领用信息、 领用申请、 领用审批状态、历史领用单进行管理；资产转移模块主要对资产转移信息、 转移申请、转移审批状态、历史转移单进行管理；资产维护模块主要对资产维修信息、维修申请、维修审批状态、历史维修单进行管理；资产盘点模块主要对资产盘点单、盘点审批状态、盘点结果、 历史盘点单进行统一管理；资产报废模块主要对资产报废信息、报废申请、报废审批状态、历史报废单进行管理。

四、日常运维系统

1.厂网站河一体化协同管理

厂网站河一体化协同管理模块包括管网运维、河道运维、泵站运维、巡检养护管理、 防汛管理等功能，以水安全、水环境、水资源和水生态管理目标为出发点，对各部门提出对应的巡检养护指标， 并进行全过程监督，最终执行结果在系统中通过专题等形式展示，实现科学评价。

以系统思维、 生态理念综合施策，积极探索实践“厂网站河一体化综合治理模式”， 通过智慧水务管控平台，统一对污水处理厂、排水管网、排水设施集中管理、提标改造，构建完整、连通的排水系统，提高管网和泵站等设施保障标准和防汛能力，更好地保护河湖水环境。

通过实施厂网站河一体化指挥调度和小流域、 网格化生产运营，充分优化提升污水收集处理的全系统功能，实现“水质保障、水量均衡、水位预调”，显著改善水体黑臭现象，同时整体提升防汛保障水平，能够及时发现和应对突发事件。

合理规划不同管理部门的巡检养护计划， 对人员配置及路线进行预设，对任务进行下发管理；巡检人员利用手机App 接收及执行巡检养护任务，掌握当前设施设备情况，对问题及时上报汇总， 统计分析巡检养护情况，为后续工作计划安排提供决策支撑，为管理人员提供评价考核依据，为水务设施设备的调度管理提供运维后备支撑。 主要功能模块包含巡检养护一张图、巡检养护计划管理、任务管理、考核评价、统计分析。

2.手机端App 系统

手机端主要实现监测、设备管理、巡检养护等随时查看、管理、审批的需求，同时能够及时接收工单，使管理人员快速到达问题现场处理管网溢流、河道突发污染等问题。 主要功能模块包含待办事项、 实时监控、预警管理、历史查询、报表管理、事件模块、设施盘点、工单管理、巡检养护等。

待办事项模块可提醒管理任务工单、调度令、巡检工单，帮助执行人员及时处理问题；实时监控模块可实现对监测数据以及地理位置的实时展示，并展示数据告警信息；预警管理模块实现对河湖的监测预警，提醒管理人员及时查看河湖异常状态；历史查询模块实现对历史数据、 工单、调度令、告警等信息的查询；报表管理模块实现制定固定模板，按时生成所需报表数据并进行查看等功能；事件模块实现对公众举报事件的查询以及上报问题的管理；设施盘点模块实现对河湖系统资产盘点，核实资产数量与清单，辅助资产管理系统Web端数据核实管理；工单管理实现对工单的接收以及工单任务的处理，上报处理详情，跟踪工单任务流程；巡检养护模块实现对巡检养护任务的接收，管理巡检养护点，展示信息，并上报巡检养护详情。

五、应急管理一体化系统

应急管理一体化是以应急安全管理为核心， 以增加指挥调度指令执行力度为目的，充分利用物资库、专家库等各类资源协调现场抢险，以达到险情处理过程的高度协调和统一，使险情处理过程可见、可控、可追溯。 应急管理模块功能包括险情管理、一网四库、协同管理、公众参与。

险情管理模块可以实时查看当前险情及历史险情， 及时发布险情信息，及时做好险情处理工作，对险情的发布、查询等进行全流程管理。功能包括险情发布、 实时险情和险情查询。

一网四库模块以“一张图”的形式在地图上展示当前险情、 抢险人员、物资点等信息，同时展示当前预警条件下的预案库、专家库、抢险队伍及物资库，以及视频信息库情况。

协同管理模块主要实现对相关部门的数据推送及共享功能。 数据推送方面，对气象、水文、交通、武警等相关部门预留与防汛有关的数据统一接口， 当有相关防汛信息以及险情数据需求时，以统一格式文档接入平台、展示信息。 数据共享方面，可对位置、时间、险情等相关数据进行整理， 以统一的格式进行群发共享， 或选择指定的部门或人员单独发送。

公众参与模块对社会公众提供河湖问题投诉举报入口， 支持文字、图片、视频等形式的内容上传，并发送给相关管理人员进行进一步处理。

六、绩效管理动态化系统

绩效考核管理系统面向项目建设运行完整生命周期，以绩效指标体系为核心，实现项目建设运行绩效评价。 系统包括指标基础数据管理、绩效标准管理、指标计算评分、绩效统计分析等功能模块，通过系统性绩效评价，全面反映工程项目建设运行效果， 更具针对性地指导业务运行，实现科学化管控与决策。

七、厂网河湖决策智能化系统

通过智慧水务平台联合调度，实现对泵站等控制性工程等调度对象的管理，管理内容主要包括：对各调度对象的实时调度运行状态进行监管，各调度对象的远程及自动化控制调度， 各调度对象在不同调度模式、不同调度场景下的调度规则制定与管理，调度指令的发布与管理，调度预案的管理， 历史调度信息的管理等。 通过系统运用，可实现排水系统的精细化、智慧化调度管理，为水环境质量监管、水环境优化调度提供技术基础保障。

通过数据积累及大数据分析，可对排水系统中混错接、漏损、淤积、偷排漏排以及河水倒灌等问题进行排查，并进行数据展示管理。 同时，可分析排水系统联动数据， 对调度运行情况形成以地图为基础的调度专题图。

针对湖泊生态水量需求以及水环境水量需求， 统一水环境容量，实时监控河湖水量，对比分析展示入湖水量数据， 找到河湖水量变化趋势及规律，从而分析河湖问题，具备水量告警功能，辅助河湖调度运行管理。

对典型污染事件进行历史回溯分析， 便于分析调控手段及管理策略，辅助管理决策。 通过分析警情事件与污染源的关联， 梳理警情点、影响区域、起停时间等信息，形成历史污染事件库，为精细化管理区域排水提供参考。

在“厂网河湖”智能化运营管理机制下，一方面，城市排水系统设施投资建设和资产管理主体统一，能够协调建设时序、建设条件，高效实施统筹建设，有利于排水系统的建设完善，避免出现因各类设施规模能力不匹配而影响城市排水系统功能实现的情况；另一方面，城市排水系统设施运行主体统一， 各类设施联调联动，“厂网河湖”协调运行，排水系统的整体运行效能提升，进而提升其应对汛期、突发事故、设备检修、违规排水等特珠运行工况的能力，增强抗冲击能力和运行稳定性。

八、公众互动平台

建设智慧河长牌系统，实现河湖生态信息的全面普及与公开，并为公众提供扫码互动渠道，实现政府与公众之间的及时互动反馈，为水生态治理常态化提供支撑。 为其配备河长信息显示屏，动态显示河道概况、保护目标、河长职责、河道治理工程进展、河水质量等级情况等，河长可扫码签到巡河， 公众可扫码关注河道管理，参与河湖保护。 同时，显示屏还可以实现周边环境、所处位置、近期新闻、天气预报等相关信息的综合展示，为公众提供基础信息服务。 智慧河长牌系统主要功能还包括智慧照明、视频监控、环境监控、广播对讲、公共WiFi 接入、智能充电、信息展示等。 ■