1、智慧河道管理解决方案第 3 页目录1.概述41. 1、建设前言41.3.1 、缺乏统一规划51.3.2 、数据不能共享51.3.3 、无法统一管理51. 4、信息化河道建设71.4.1 、地理位置精准化71.4.2 、动静管理可视化81.4.3 、指挥调度多维化82. 整体设计方案92. 1、整体实现目标92. 2、整体方案构成112. 3、整体的示意图133. 系统方案介绍143. 1、泵站子系统143.1.1 、系统概述143.1.2 、建设目标143.1.3 、系统网络架构153.1.4 、系统功能设计163. 2、地下管网液位监控子系统273.2.1 、系统概述273.2.2 、系统目
2、标273.2.3 、系统架构图283. 3、河道液位监控子系统323. 4、河道信息化综合管理平台（监控中心）353.4.1 、监控平台概述353.4.2 、组成结构383.4.3 、平台功能503.4.3.1 、平台配置503.4.3.2 、组织用户513.4.3.3 、报警管理533.4.3.4 、地图管理551、总体功能要求662、视频显示功能要求663、计算机播出功能要求674、网络功能要求685、其他功能要求686、三合一表贴全彩色显示屏697、视频处理设备698、系统组成719、系统连接图721. 概 述1. 1、建设前言随着国家“互联网+”发展战略推进的大环境下，毋庸置疑，河道管
3、理中的智慧化成为一个新的重要课题。数字化、信息化的进程开始于 20 世纪 80 年代，但是，至今，我国河道公用工程中的信息化的发展仍然没有取得良好效果。河道管理中的智慧化管理，需要多方面的努力，本公司在河道信息化管理方面积累了大量经验，希望能够为宣城河道信息化建设贡献自己的力量。1. 2、发展趋势目前我国发达地区已经拉起了开始建设“河道信息化”的帷幕, 已经在日常的河道管理、应急救灾、规划决策、环保、河道执法等方面发挥了极其巨大的作用。河道管理必将实现数字化、智能化、信息化，以形成对河道公用行业实行数字网络化管理、服务与决策的信息体系。从河道信息化到河道信息化的发展是以人为本理念在河道领域深入
4、实践和物联网等新技术在河道应用普及的必然结果，是河道管理智慧化建设的发展趋势，我们提出了河道信息化=数字河道+物联网+ 云计算的河道信息化发展模式，势必将极大地推进“以数字为中心” 的信息化河道向“以人为中心”的智慧化河道的发展。通过对河道系统数字化、网络化、可视化、优化决策支持等手段， 可以大大提高管理水平，提高工作效率，节能降耗，具有重大的经济效益和社会效益。所以在河道信息化管理已经势在必行。第 9 页1. 3、现状分析目前宣城市河道管理信息化建设主要针对泵站 、河道及 污水管网等， 泵站的基础 设施建设较好， 河道及管网还需要完善； 另外一方面由于河道管 理工作的复杂性， 宣城市河道管理
5、部门的信息化建设还存在很多 问题。 主要有如下几点：1.3.1 、缺乏统一规划河道管理部门下属有多个河道设施与公用事业管理子机构，信息化建设以各部门为主，缺乏统一规划，因此难以统一协调。各部门的信息化需求不能在统一的组织下有序进行，系统的技术路线相对比较落后。此次改造将泵站、河道、污水管网建一套信息化管理系统，并预留通讯接口未来可以将排水管网、道路桥梁及路灯等等其他信号接入。1.3.2 、数据不能共享由于各个河道设施与公用事业管理子机构的系统在技术路线、数据标准等方面没有统一，也没有建立数据交换的机制，所以各系统基本都成为了信息孤岛，数据不能共享；通过此次改造将实现数据共享。1.3.3 、无法
6、统一管理通过对当前宣城市针对河道信息化建设过程中的各种状况、存在问题的分类汇总，分析总结出当前河道管理建设过程中存在如下几种比较突出的问题：一、缺乏有效的资料管理和利用手段，大量的图纸和案卷资料以纸质方式保存，查阅和使用困难，特别是发生紧急情况时，很难在浩瀚的资料库中迅速找到所需信息。二、缺乏有效的信息收集和反馈手段，很难及时发现河道设施存在的问题。三、缺乏有效监管模式，难以对河道设施的管理工作实施有效监管，难以确保发现问题及时处理，且处理到位。四、缺乏应急处置措施，在面对突发事件时不能迅速形成应急处置方案，不能为领导和专家提供决策依据。1. 4、信息化河道建设河道信息化整体解决方案针对不同需
7、求体提供多样化服务,分为五个层次，即以地理信息系统(GIS)为基础的行业数据库、公用信息库、基础平台、应用系统、决策与门户,根据实际需要可分行业单独建立并在条件成熟的情况下整合为一个完整的系统。1.4.1 、地理位置精准化建设以城市泵站、污水管网、河道等地理信息系统(GIS)，也就是把河道的基础资料信息化。在这个基础上，将逐步增加通讯、电力、城市防灾等内容，最终实现“信息化河道”管理城市运行的目标。地理信息系统(GIS)将整个城市的河道管网分布情况纳入一个统一的平台，提供多种方式维护和浏览数据库的内容，而且可以将监控系统的实时数据嵌入，并根据管网的基础数据和实时监控数据进行模拟仿真分析，为系统
8、优化决策提供依据和指导。地理信息系统(GIS)完成城市所有基础河道设施数据的集成与统一。包括了各个时期埋下的城市基础设施管网，有很好的存档资料。用于将整个城市的河道管网分布情况纳入一个统一的平台，提供多种方式维护和浏览数据库的内容，而且可以将监控系统的实时数据嵌 入，并根据管网的基础数据和实时监控数据进行模拟仿真分析，为系统优化决策提供依据和指导。核心系统是地理信息系统 ,建立基础地理信息数据库、河道排水和污水管网专业数据库、泵站专业数据库等方面的专业数据库。1.4.2 、动静管理可视化集成了目前视频监控的主要技术和功能，借助城市交通、公安等现有的城市视频监控系统 ,再加上一部分河道专业管理的
9、重点部位（视频摄像头可以根据实际需要增加）等远程视频监控系统完成对主要路口、道路等部位的视频监控，形成集中管理的视频数据库，对各种动态、静态的时间进行视频直接监控。河道监控系统将各监控点的视频监控图像通过光纤直接传输到宣城河道监控中心监控室（待建），在监控室可实时监看、同时可通过数字硬盘录像系统进行图像的采集压缩，实现数据的浏览、存储和查询。1.4.3 、指挥调度多维化在河道管理监控中心，设置LED电子大屏幕显示河道电子地形图，以地理信息系统模式，显示城市地下管网、河道基础设施一目了然，建设“信息化河道”构建一座虚拟城市，以庞大的数据基石和管理模板，让宣城市进入有序管理和科学决策。2. 整体设
10、计方案2. 1、整体实现目标整体解决方案目标是建设河道信息化综合管理信息化平台，构建泵站、河道污水管网、河道于一体的信息化应用和管理，积极推动城市信息化管理的全面、科学、和谐及可持续发展。具体目标就是以地理信息、互联网、物联网、云计算等技术为核心，以计算机网络技术为基础，4G技术、GPS技术为传输载体，建立基于基本地形图的管网及泵站城市河道公共设施信息库，实现河道管理部门内部的信息共享，一体化办公，并在此基础上，紧密结合河道管理工作的业务流程，建立泵站、河道、地下管线等一体化的动态监测网络平台，全面监测、快速响应。为适应宣城市发展和管理的需求，解决宣城城市化过程中遇到的河道管理问题和难点，通过
11、整合“数字河道”和“河道信息化”的基础设施信息资源，实现对城市基础设施的精准管理、动态监控和高效维护。通过对河道管理业务系统的信息化和实时互动，促进河道业务管理能力和对外服务能力的提高。通过河道信息化整体解决方案，针对河道管理人员、河道作业人员、城市公众等实现如下目标：一、提高河道管理部门智慧化水平；二、有助于落实政府主管部门的行政力加快河道建设步伐； 三、建立城市应急反应基础提高城市应变能力；四、为城市河道发展预测和综合规划提供依据；五、提升河道社会服务水平增加市民满意度和幸福感； 六、提高政府宏观调控能力提升节能减排指标。第 11 页2. 2、整体方案构成针对河道信息化管理存在的问题，河道
12、信息化整体解决方案具备如下几大特征：一、无所不在：基于云计算、物联网、移动互联网、大数据等基础信息架构，不间断地通过信息终端和信息服务，信息需求者可按需随时获取，从而增强环境的友好性，提高河道管理的效率和科学性。二、资源配置：通过信息技术与其它资源要素优化配置并共同发生作用，从而减少河道管理的资源消耗和浪费，提升节能减排指标。三、信息融合：河道信息化的本质是融合，以信息融合为基础的城市运行系统之间的交融协作，从而达成有效的服务和管理。四、以人为本：以人为本是河道信息化建设的精髓，河道信息化核心是构筑面向市民的泛在的、机会均等的城市服务。河道信息化整体解决方案的网络拓扑图所示：第 13 页2.
13、3、整体的示意图3. 系统方案介绍3. 1、泵站子系统3. 1. 1、系统概述随着城市发展，排水管网不断建设，排水泵站日益增多，必须建立一套完整、可靠的自动化控制系统，实现排水系统的整体调度。实现对泵站现场的自动化控制、远程的在线遥控、区域性的应急联动，实现由人管机器到机器管机器，实现社会效益的最大化，并避免因人为疏忽而造成液位超标或设备损坏等各类安全性事故。本次改造工程主要针对 8 座泵站自动化调度系统和远程管理的应用信息系统，完善泵站控制和数据采集功能，为泵站远程监控和集约化管理提供基本技术保障。3. 1. 2、建设目标完善泵站控制和数据采集功能，为排水泵站远程监控和集约化管理提供基本技术
14、保障。本工程建设目标如下：1、构建各就地泵站完善综合自动化监控系统，为排水自动化控制系统“无人值守、流动巡检”提供基础、安全保障；2、构建完善、可靠、安全的网络系统，实现各泵站层、中心层数据稳定、可靠交互；3、构建中心层综合监控信息平台，可实现下属各泵站各类运行信息的整体监视、高效联动、数据分析；第 14 页3. 1. 3、系统网络架构第 15 页3.1.4 、系统功能设计自动化监控系统由 PLC 现场控制站及就地上位机监控工作站所构成，自动化监控系统主要功能如下：1、采集现场设备设施、自动化仪表运行数据，并经由通信网络将相关运行数据提供至宣城河道监控中心，可在通信故障情况下，实现数据的就地存
15、储功能；2、根据泵站运行工艺、自动化控制条件及仪表测量数据实现泵站各类设备设施自动化运行功能；3、在运行工艺故障或设备设施故障情况下输出各类报警信息；4、根据监控中心所下达各类控制指令实现各类设备启、停功能。自动化监控系统架构设计如下：第 18 页3.1.5 、监控中心泵站上位机监控系统可实现如下功能： 显示各泵站所在地理位置及相关排水或防汛区域； 显示各泵站运行工艺及构筑物分布情况；显示各工艺设备运行状态及在线仪器仪表数值，并可对相关工艺设备进行远程启、停控制；对自动化控制程序运行条件进行设定，如：开、停泵液位，开、停格栅液位差等。显示各泵站配电系统运行参数及各工艺设备配电回路开、合闸状态。
16、视频图像集成接口，用于泵站生产设备视频图像的嵌入，直观显示设备运行状态，即可在上位机监控界面上嵌入相关生产运行视频点信息。可以电子地图方式显示泵站围界系统报警信息； 可以动态显示门禁系统最新出入信息；可以动态显示火灾报警、紧急报警系统信息；可对泵站各区域照明回路运行状态进行监视，并开、关相关照明设备；为实现上述功能，上位机监控系统应由泵站位置图、泵站平布图、工艺流程图、泵房控制图、设备控制图、配电系统图、参数设定页、报警信息页、设备状态汇总页等组成。1、泵站位置图以 GIS 地图方式直观展现泵站所在地理位置、排水或防汛区域， 并反映主要设备状态及自动化仪表数据。在泵站位置图上方点击泵站图标，可
17、直接调用泵站平布图。2、泵站平布图泵站平布图以三维形式直观显示现场实际构筑物及设备分布情况，并反映主要设备状态及自动化仪表数据。在泵站平布图上方点击相关单体，可直接调用相关单体控制画面。第 25 页3、工艺流程图工艺流程图可直观反映排水泵站实际工艺情况，并反映主要设备状态及自动化仪表数据。在工艺流程图上方点击相关单体，可直接调用相关单体控制画面。4、泵房（单体）控制图泵房（单体）控制图以三维方式直观显示现场格栅、水泵、闸门、阀门等工艺设备布置情况、运行状态及自动化仪表数据，并可通过点击相应设备调用设备控制界面。5、设备控制图设备控制图上可直观显示设备运行状态及相关电压、电流数值， 并对设备进行
18、远程点动操作。6、配电系统图配电系统图可直观反映高、低压及变压器柜开、合闸状态及主要电流、电压数值。7、参数设定页经过授权用户，可通过在参数设定页面上对相关仪表参数进行设定，如：仪表对应量程范围； 开、停泵液位；格栅启、停液位差。泵站运行模式（旱流模式或防汛模式）切换等等。8、报警页面报警将具有清晰，易懂的格式，提供给用户详细的报警信息。用户可以指定当某个报警触发时要执行的动作（例如采用.wa v 文 件 激活一个语音报警），报警信息根据优先级、类别或发生的时间并通过颜色，字体和次序来组织。报警的分辨率将达到1 毫秒，使用户快速区分和辨别故障，减少系统的故障时间。9、设备状态汇总页可在同一监控
19、界面内以直观方式同时展现泵站运行模式、设备运行状态、仪表数值等所有信息内容。第 26 页3. 2、地下管网液位监控子系统3. 2. 1、系统概述城市地下各类管网、管线是一个城市重要的基础设施，它不仅具有规模大、范围广、管线种类繁多、空间分布复杂、变化大、增长速度快、形成时间长等特点，更重要的它还承担着信息传输、能源输送、污水排放等与人民生活息息相关的重要功能，也是城市赖以生存和发展的物质基础。此次改造将对地下管网液位数据采集应用的实际需要。基于此， 文君公司将通过现场加装一套GPRS液位仪将现场实际液位数据资源汇集管理信息平台；不仅有助于避免河道工作人员防汛期间盲目查询管网堵塞情况所造成的经济
20、损失。3. 2. 2、系统目标1、通过对宣城城市污水管网液位数据资源的有效整合与配置，进一步推进数字地理空间信息平台建设，全面实现数据管理部门和应用部门之间对数据资源“集中管理、分部应用”的共建共享。2、实现对决策基础数据资源的数字化、可视化管理。通过全新的GI S技术，将地图元素和地下管网液位信息融入到管理系统之中，充分体现出辅助决策的科学性和先进性。3、全面提升城市地下管线基础数据的管理水平。既可实现对局部地区地下管线液位数据分布状况的查阅。第 27 页3. 2. 3、系统架构图3. 2. 4、监测中心3. 2. 4. 1、管理系统软件功能介绍 软件主界面界面显示 GI S 地图，地图上每
21、个地下水监测点的位置以圆点显示，红色代表故障，绿色代表正常，鼠标放置圆点位置时，显示该测点的水位数据。第 28 页 基础数据基础信息为用户填写的监测点的信息，包括城市信息，单位信息， 到每一个监测点的信息，可在测点信息里面上传图像，作为对该监测点周围环境的备份。 远程监控点击“远程操作”按钮，可进入到监测点的详细界面查看该测点的详细数据。第 29 页 数据报表用户可以根据实际情况生成日报表、月报表、年报表以及任意时间段的水位及温度曲线。3. 2. 4. 2、通讯网络中国移动的 GPRS 网络信号覆盖范围广、数据传输速率高、通信质量第 30 页可靠、误码率低、运行稳定、数据传输实时性、安全性和可
22、靠性高、安装调试简单方便，按信息流量计费，用户使用成本比较低。本系统通信网络采用中国移动公司 GPRS 网络和 I nt er net 公网。要求监控中心具备宽带（类型：光纤、 网线、ADSL 等），并具有一个I nt e r net 网络上的固定 I P。监测点测控终端内部配置 GPRS 无线数据传输模块，模块内安装一张开通 GPRS功能的 SI M卡。测控终端通过其内部的 GPRS无线数据传输模块与监控中心服务器组成一个通信网络，实现系统的远程数据传输。 3.2. 4. 3、现场监测点水位监测终端由于水位监测点现场大多数都在野外，现场没有供电电源，根据现场监测点的数据上报频率，供电方式采用
23、锂电池供电。适用于没有站房的监测井，内置 1 组锂电池组作为工作电源，特别适合于没有外部电源供电的现场环境，微功耗设计，锂电池组可以正常工作 2- 5 年。3. 2. 4. 4、液位计LEVEL 是一款自动测量、记录地下水水位的仪器。它只有手掌大小， 长度 154 毫米，直径 22 毫米，非常轻便，几乎可以在任何监测井中使用。机器内部集成压力传感器，内存和电池，外部为密封的不锈钢材质( RVS 316L) ，这使它完全不受潮湿或外部电流的影响。同时涂上一层氮化镐材质，耐腐蚀，适用于海水和淡水环境。LEVEL通过一条钢线缆悬挂在监测井里，可以定期读取数据，或者安装GPRS 在线监测系统，以便在室
24、内进行数据的动态实时监测。仪器自动测量地下水的温度和水位，并保存在其内存中，内存可以记录保存 240, 000 个数据。第 31 页3. 3、河道液位监控子系统3.3.1、系统概述为保证宣城河道在防洪防汛工作有的放矢，依靠现代计算机通信技术和传感技术，实施对河道水位的无人化远程实时监测，并且能够自动传输到河道监控中心，达到科学预警，减少防洪防汛成本，提高效率的目的。3.3.2 、硬件组成河道水位远程监测系统主要由监控中心、通信网络、终端设备、测量设备、电源供电系统等五部分组成。 监控中心：主要硬件：服务器、客户端、移动数据专线或GPRS数据传输模块。主要软件：操作系统软件、数据库软件、水位监测
25、系统软件、防火墙软件。通信网络：I NTERNE公网 + 中国移动公司 GPRS网络。终端设备：微功耗测控终端，市电供电、太阳能供电、电池供电可选。测量设备：水位变送器。太阳能电源供电：太阳能电源分为三部分，太阳能光电池板、太阳能充电控制器、铅酸蓄电池。根据现场用电设备（包含微功耗测控终端与现场采集设备）的功率来选择光电池板的大小与蓄电池的容量。 当蓄电池电量消耗时，可通过太阳能电池补充电量，达到绿色环保， 能量循环使用的效果。第 32 页第 34 页3.3.3 、系统架构图3.3.4 、系统功能 河道水位数据并入应用与河道信息化系统中。 实时监控河道液位数据， 根据不同液位采用不同颜色体现实
26、际状态，并用动态形式显示。 采集各水位监测点的水位数据，采集时间间隔可设置。3.4、河道信息化综合管理平台（监控中心）3. 4. 1、监控平台概述3 .4 .1 .1 、现状分析随着经济的发展，城市化步伐不断加快。城市基础河道设施建设的不断投入，城市河道得到了空前的发展。与此同时，城市管理还远不能适应现代城市的发展需求。尤其在城市公用事业领域，基础设施数量巨大、类型繁杂、隶属部门多，众多的城市公用基础保障供给行业各自有一套相对独立又完善的管理体系，面临着资料分散、数据不完整所带来的协调管理难、运行效率低等问题。目前的河道设施管理系统主要还是以设施信息录入、查询为主， 在信息展现与设施现场符合度
27、、信息准确度、设施状态可视化、设施控制自动化等方面还远未达到河道管理单位的预期水平。第 36 页3 .4 .1 .2 、问题分析通过对目前河道信息化建设过程中的现状进行简要分析后，我们总结出如下问题：1. 防汛防洪对整个城市非常重要，所以泵站信息化建设不可缺少。2. 地下管网：实时掌握管网内水位状态，便于日常维护保养。确保污水管网正常输送。3. 河道液位：目前宣城河道未安装液位仪所以无法监控河道液位，在防汛期间不能为领导和专家提供决策依据。因此，综合性的利用河道信息化综合管理平台解决河道设施管理、设施控制、统一管理等主要问题，已成为当前河道设施管理领域一个重要课题，是河道信息化工程建设和管理中
28、的一项重要内容。3 .4 .1 .3 、综合平台基于对宣城河道现状的分析，针对河道目前的问题和难点，本公司采用河道信息化综合管理平台，综合应用计算机技术、无线网络技术、GI S 地理信息技术、视频监控技术，物联网技术、人工智能技术、及云计算技术等先进技术为基础，通过建立统一云管理平台方式，实现对城市河道泵站管理子系统、地下污水管网管理子系统、河道液位管理子系统的充分集成融合，实现宣城城市河道管理各子系统物联网化、互联网化及智慧化。通过云河道信息化综合管理平台对城市河道各子系统数据的采集，充分结合河道管理人员、河道服务人员、河道运营人员及社会公众等不同群体需求，分类考虑其在不同场合的使用偏好、管
29、理意图、文化意向等需求，通过后台云计算和大数据的充分挖掘提炼，为不同需求群体提供契合自身需求满意的服务，为城市河道运营管理、城市安全保障、服务民生大众、节能减排等提供更加合理、科学的数据支撑。实现云河道信息化综合管理平台移动化，使用人员通过手机端app 可以方便快捷的进行相关功能需求的操作，实现人与人、人与物及物与物及时零距离的交互。第 38 页3. 4. 2、组成结构平台组成结构如下图所示：报警联动服务器数据库服务器 管理中心服务器W EB 服 务 器容灾备份服务器B /S 客户端软件云河道信息化综合管理平台C /S 客户端软件 A pp 智能端软件 系统集成接入模块对外服务接口模块1、数据
30、库服务器通过运行在云端一台或多台计算机和数据库管理系统软件共同构成了云河道信息化综合管理平台的数据库服务器，数据库服务器为云河道信息化综合管理平台的应用提供服务，这些服务有查询、更新、事务管理、索引、高速缓存、查询优化、安全及多用户存取控制等。 2、管理中心服务器基于 J 2EE 体系和 WebSERVI CE 标准，实现统一身份认证和权限控制、组织与角色管理维护、系统设备集中配置与维护管理、结合任务计划执行和调度、报警处理规则管理、报警获取与分发管理、电子地图集中配置管理、设备巡检和日志管理等功能。3、WEB 服务器基于 J 2EE 体系和 WebSERVI CE 标准, 为平台管理、系统接入、报警转发配置、电子地图布点等所有应用服务及功能应用提供统一 WEB 访问配置界面和功能应用 WEB 访问界面。4、
