1、智慧水务平台整体建设方案完整版智慧水务整体解决方案一、概述将漏损控制在合理的范围内是城市供水企业特别关注的问题，据统计城镇供水管网系统中的漏损率普遍在1520，其中有相当一部分城市供水系统的实际漏损率在20以上。管网的泄漏不仅造成水资源的浪费，直接影响供水企业的经济效益，开展供水管网的分区装表计量技术并采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供水设施，形成城市水务互联网，将大量水务信息进行及时分析和处理，以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程已经成为供水企业的发展方向。二、系统架构 1：控制及测量传感器层 通过电磁式水表、电磁流量计及压力变送器等采集终端和无线网络在线实时感
2、知城市供水系统的运行状态，建立完整的供水管网技术档案和管网地理信息系统，实现实时采集和监控，最终实现漏损控制。2：数据采集显示层现场工程可根据确定的传感器，选择上海辉度Modbus-RTU总线采集控制IO卡，同时根据智慧监控系统的现场要求，可以选配多台现场显示人机界面，如：WTH207A(ARM9内核7寸人机界面)，WTH407A(工业7寸安卓人机界面)用于采集数据显示及用户信息输入。现场设备的每个传感器都可以直接连接到WTD系列采集控制IO卡，实时快速采集控制每个对象数据，然后所有的WTD产品通过标准的RS485通信接口，利用Modbus-RTU总线通信协议与WTH207A/WTH407A人
3、机界面进行数据交互。 3：数据通信网络层 通信网络层由各种网络方式负责把人机界面采集到的各个变电站数据传递到云平台，同时也会根据云平台的指令传递及控制现场人机界面或采集控制卡，从而采集控制所有的感知层传感器。网络通信方式有：有线以太网、2G/GPRS、3G、4G、ROLA、NBIOT等。 本系统由于现场端只涉及水务参数的采集及控制，不涉及音频视频等传输，所以使用了2G网络通信方式。 若现场采集控制端不需要显示功能或人机交互输入功能，也可以选择不安装WTH207A/WTH407A人机界面，直接使用上海辉度WTD934G或WTD936G智能云网关产品，辉度的智能网关专门针对智慧水务监控系统现场端已
4、经安装上海辉度非无线采集产品或已经安装了其他厂家的采集器从而推出的数据智能通信转换器，把现场的采集数据传到云端服务器，其通用性强，能够接入西门子、施耐德、欧姆龙、三菱等国内外PLC或采集控制器，具有断点续传功能，确保数据完整性。 4.云平台及数据库 云平台层是应用层基础平台，是水务在线监控系统与用户的接口。采集数据实时上传之本地分析管理数据库，水务在线监控云平台与数据库对接，可根据监控点数量及监控点的传感器，灵活配置实时数据、历史数据、报表、统计分析、实时报警、维护提醒，同时可将报警信息推送到相关人手机短信或手机微信中。 三、功能介绍参数实时监测：24小时实时在线连续采集监测传感器及控制器数据
5、。参数历史数据：可对水务参数数据进行保存，随时可以查阅和分析历史数据。参数实时报警：对于设定超标限值的参数会及时报警，以手机短信或微信方式，包括温度报警、压力报警及维修提醒。参数统计分析：对于参数数据可做日月年报表，可做统计分析，对标参考等分析。参数web监控：管理人员在任何平台通过浏览器登录系统，就能方便监控操作。参数手机监测：管理人员也能通过微信方式登录平台，随时随地监测现场数据。DMA分区管理：DMA基础管理，DMA分区管理能进行DMA区域的添加和管理，每一个DMA区域都能进行出水表和入水表的配置；DMA区域监控，将DMA区域以直观地显示其出水量、入水量以及产出比；DMA小流量监控，DM
6、A区域的每个子表在这个时间区段内，瞬时压力、流量，流量、压力最大最小值，以曲线图显示瞬时流量、压力数据，柱状图来显示累计的流量。一、概述将漏损控制在合理的范围内是城市供水企业特别关注的问题，据统计城镇供水管网系统中的漏损率普遍在1520，其中有相当一部分城市供水系统的实际漏损率在20以上。管网的泄漏不仅造成水资源的浪费，直接影响供水企业的经济效益，开展供水管网的分区装表计量技术并采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供水设施，形成城市水务互联网，将大量水务信息进行及时分析和处理，以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程已经成为供水企业的发展方向。二、系统架构 1：控制及测量
7、传感器层 通过电磁式水表、电磁流量计及压力变送器等采集终端和无线网络在线实时感知城市供水系统的运行状态，建立完整的供水管网技术档案和管网地理信息系统，实现实时采集和监控，最终实现漏损控制。2：数据采集显示层现场工程可根据确定的传感器，选择上海辉度Modbus-RTU总线采集控制IO卡，同时根据智慧监控系统的现场要求，可以选配多台现场显示人机界面，如：WTH207A(ARM9内核7寸人机界面)，WTH407A(工业7寸安卓人机界面)用于采集数据显示及用户信息输入。现场设备的每个传感器都可以直接连接到WTD系列采集控制IO卡，实时快速采集控制每个对象数据，然后所有的WTD产品通过标准的RS485通
8、信接口，利用Modbus-RTU总线通信协议与WTH207A/WTH407A人机界面进行数据交互。 3：数据通信网络层 通信网络层由各种网络方式负责把人机界面采集到的各个变电站数据传递到云平台，同时也会根据云平台的指令传递及控制现场人机界面或采集控制卡，从而采集控制所有的感知层传感器。网络通信方式有：有线以太网、2G/GPRS、3G、4G、ROLA、NBIOT等。 本系统由于现场端只涉及水务参数的采集及控制，不涉及音频视频等传输，所以使用了2G网络通信方式。 若现场采集控制端不需要显示功能或人机交互输入功能，也可以选择不安装WTH207A/WTH407A人机界面，直接使用上海辉度WTD934G
9、或WTD936G智能云网关产品，辉度的智能网关专门针对智慧水务监控系统现场端已经安装上海辉度非无线采集产品或已经安装了其他厂家的采集器从而推出的数据智能通信转换器，把现场的采集数据传到云端服务器，其通用性强，能够接入西门子、施耐德、欧姆龙、三菱等国内外PLC或采集控制器，具有断点续传功能，确保数据完整性。 4.云平台及数据库 云平台层是应用层基础平台，是水务在线监控系统与用户的接口。采集数据实时上传之本地分析管理数据库，水务在线监控云平台与数据库对接，可根据监控点数量及监控点的传感器，灵活配置实时数据、历史数据、报表、统计分析、实时报警、维护提醒，同时可将报警信息推送到相关人手机短信或手机微信
10、中。 三、功能介绍参数实时监测：24小时实时在线连续采集监测传感器及控制器数据。参数历史数据：可对水务参数数据进行保存，随时可以查阅和分析历史数据。参数实时报警：对于设定超标限值的参数会及时报警，以手机短信或微信方式，包括温度报警、压力报警及维修提醒。参数统计分析：对于参数数据可做日月年报表，可做统计分析，对标参考等分析。参数web监控：管理人员在任何平台通过浏览器登录系统，就能方便监控操作。参数手机监测：管理人员也能通过微信方式登录平台，随时随地监测现场数据。DMA分区管理：DMA基础管理，DMA分区管理能进行DMA区域的添加和管理，每一个DMA区域都能进行出水表和入水表的配置；DMA区域监
11、控，将DMA区域以直观地显示其出水量、入水量以及产出比；DMA小流量监控，DMA区域的每个子表在这个时间区段内，瞬时压力、流量，流量、压力最大最小值，以曲线图显示瞬时流量、压力数据，柱状图来显示累计的流量。智慧水务平台建设摘要：构建全面感知、整理分析及应用信息的管理平台是智慧水务的主要建设内容，本文以长春水务集团智慧水务平台建设为例，阐述了智慧水务平台的建设技术路线、建设内容及特征、实现的功能。关键词：智慧水务平台；物联网；云服务；智能感知；大数据1引言智慧水务是智慧城市建设的重要组成部分，旨在提升水务管理和服务水平，为城市的发展提供更好的支撑。长春水务集团智慧水务平台，是在现有水务信息化的基
12、础上高度整合信息及开发利用，通过物联网、云服务等新技术与水务信息系统的结合，实现信息共享和智能化管理。通过水务信息分析与处理，做出相应的辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理供水系统的生产运营和服务。2平台建设内容及特征智慧水务平台以供水业务为核心，覆盖了原水、供水、二次供水、污水处理的管理。以ArcGIS云服务为基础平台，以业务流程为核心，搭建了17套业务系统，实现日常生产和管理的初步智慧化，平台具有以下四方面主要特征。实时感知。将净水厂、配水管网、二次供水的实时监测设备高效连接起来，实时综合管理生产实时数据，反映从水厂生产到居民用水的全过程情况，为从源头到龙头的管理奠定基础。全面整合。利
13、用SOA架构实现各业务系统间完全链接与融合；利用云计算进行大量信息的分析和保存，实现信息共享；以“一张图”为展示模式，集成、展示各类业务数据。协同运作。通过统一的智慧水务平台，实现生产、运行调度、供水服务的统一管理，协同运作，达到资源优化配置及高效运行的目的。智慧应用。充分利用物联网、云计算、数据仓库、智能决策支持等先进技术，结合水力学、水文学和其他模型，实现更多的预判、预警、预报工作，从事后解决的工作方式逐渐转变为预判分析、快速响应、高效处理、过程透明的工作模式。3平台建设中采用的技术路线综合运用了物联网、大数据分析、三维实景技术、ArcGIS云等新兴技术。物联网是通过射频识别（RFID）、
14、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念，“水联网”是物联网在水务行业上的应用与扩展，其本质是通过各种信息传感设备，将水务要素传递到互联网上，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控、计算、模拟、预测和管理的一种涉水网络1。云GIS建设模式与云计算相同，基于主流的虚拟化技术，将底层的基础设施资源同ArcGIS软件资源一起，封装为不同能力的GIS资源池，满足供水业务上多样化的应用需求。平台具有灵活可扩展的优势，结合虚拟化管理技术，能够在不影响业务应用的前提下
15、，快速、动态地调整服务占有的资源，从而更高效运行业务系统2。三维实景技术。结合三维技术、信息技术和自动化技术，建设以管网数据采集与监视控制系统(SCADA系统)、地理信息系统(GIS系统)、仿真系统为一体的三维管网信息管理平台，可科学管理管网资源及相关的管网信息，实现整个管网的协调与统一，可以实现在各部门同时查阅、更新管网信息，提高管网信息利用的效率。以数据仓库为数据存储模式，将不同系统、不同业务数据多源异构数据融合到数据库中，实现数据的集中式管理，采用分布式数据总线方式实现数据的共享，解决了数据多源化、不统一的局面。大数据分析是指对规模巨大的数据进行分析。大数据技术包含数据仓库、数据安全、数
16、据分析、数据挖掘等热门技术3。智慧水务必须将通过水联网采集的海量信息在云平台上利用大数据分析技术完成海量数据的分析、预测、决策，以更加精细和动态的方式管理水务运营系统的整个生产、管理和服务流程，使之更加数字化、智能化、规范化，从而达到“智慧”的状态。4.平台实现的主要功能4.1建立数据仓库通过构建专业的数据中心体系，提供数据存储服务。存储来自不同数据源的数据（SCADA、营业MIS、管网GIS、资产管理级各运营管理系统等的数据），通过数据索引专用设备实时从所有数据、全文、基础数据、所有海量等数据中抽取热点数据生成索引，从而实现对结构化和非结构化数据、网络原始数据和工作业务数据、基础数据和动态更
17、新数据的统一管理，并通过服务接口向上层应用提供统一的、高效的数据访问服务。4.2搭建展示平台通过数据集成平台和应用集成平台共同组成了企业级综合展示平台。通过集成现有及待建的信息系统，组成核心管理平台；通过实施ESB企业服务总线，建立集成、运行和管理水务的企业级综台展示平台；通过将管理平台中的数据整合，服务于水务集团管理系统，建立高度集成化的信息门户。在综合展示平台中展示通用运行监视画面（生产、调度、营业、热线、0A、GIS、报装、表务等信息系统）、KPI指标曲线图（要求KPI指标图可灵活设定参数）、各类报警发布和数据报表。4.3实现智慧调度管理建立了智慧调度管理平台，将实时监控、指挥调度、数据
18、分析、决策支持有机地结合起来，在管理层和自动化控制层之间起到承上启下的作用。系统以工业实时历史数据库为数据共享、分析、交换的基础平台，帮助调度管理人员快速、准确地掌握供水生产和管网输配情况。通过统计分析，指导生产调度，及时准确生成统计分析报表。实现了生产调度的数据采集、处理、存储、展示、报警，完成调度系统的统一数据管理；建立从原水至用户的统一调度管理平台，通过各参数预测模型、运转模型、调度运行预案库、事件管理模式、具体方案评估系统等，综合运算给出优化调度方案来辅助调度决策；实现在线调度，获取SCADA系统当前数据，预测根据约束条件压力、水量等配置操作预案，验证操作预案的可行性及其优化程度，给出
19、完整的预案提供调度，发出调度指令等；快速提供准确的供水管网信息，具有管网数据与图形数据管理、数据快速查询与统计、事故紧急处理、模拟分析等功能，通过GIS系统、外勤管理系统、表务管理系统、工程管理系统等，能够直观查清供水管网现状，实现供水管网日常业务操作总体监控，提高供水管网的管理效率、质量和水平，为管网管理业务、管网运行监控、绩效考核等提供准确的、精细化的基础信息。以实时监测数据库为数据共享、分析、交换的基础平台，汇集了原水泵站、净水厂、加压泵站的工艺运行参数，以及管网流量、压力、水质监测参数，实现对取、净、配运行数据的存储、展示、报警等融合体系，帮助管理人员快速、准确地掌握生产情况，实现从源
20、头到龙头的管理。5.结语智慧水务平台从水务数字化、信息化入手，立足现状，强调实时感知、全面整合、智慧应用和协同运作，充分运用物联网、云GIS、大数据分析、三维实景技术、SOA架构等技术优势，构建新一代水务综合信息管理平台，可实现系统融合、资源共享的目标，加快推进水务现代化建设。智慧水务是针对涉水事务综合管理的复杂系统，涉及多方面、多层次、多要素资源的整合、集成、开发和利用，需投入较大的人力、物力、财力，开发周期较长。目前，智慧水务平台建设还处于起步阶段，需要有关部门统筹协调顶层设计、整合信息资源。要充分整合利用各单位、各部门积累的数据资源和软硬件资源，统一规划、统筹建设，提高数据资源、网络资源和应用系统等资源整合和综合利用水平，在统一的智慧水务框架下，开展信息化建设，增强公共服务水平。
