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兰州新区供水智慧化实践研究

2024-11-05 84 上传者：管理员

摘要：根据兰州新区供水系统信息化、智慧化实际,基于物联网、大数据、云计算等新型手段,通过改造站点及管网监测设备,建立供水智慧化管理平台将兰州新区水源取水、水厂制水、终端供水以及所有站点相关的数据、视频资源进行有机整合,实现从源头到龙头的全过程、智能化、可视化管理。同时开发营业收费系统,抄表系统以及智慧水务微信小程序等提升供水业务主动化服务水平。最终实现平台数据资源共享、资源整合与业务协同,深度挖掘数据资源,可为供水业务管理和决策提供数据支撑,保障该地区居民用水安全。

关键词：
供水安全
供水智慧化
兰州新区
平台建设
效益评价
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供水安全保障事关人民群众切身利益[1],随着城市的不断发展,对城市供水的有效监管已经成为城市发展一大困扰,水质监测不及时,水压、水量不足等问题更是直接关系民生。在当前物联网及大数据背景下,如何统一管理城市供水业务,保障城乡居民用水安全,是供水服务行业亟待解决的核心问题[2-4]。

党的二十大明确提出要全面提高资源利用效率,智慧水务通过实时感知、智能分析、数据融合,将供水、用水、耗水、排水以及污水收集处理、再生水综合利用等过程融入一体化管理平台,进行统一管理[5],这将对提高水资源高效利用,促进智慧城市建设具有重要意义。

1、兰州新区智慧化水务项目概况

1.1建设前存在的问题

(1）硬件设备不完善

智慧化项目实施前兰州新区供水管网流量计、压力监测等设备数量较少,且大部分无法实现数据远传,少量远传的数据也无法统一管理。部分水生产过程的自控设备远传模块有不同程度的损坏,导致数据中心无法全面展示生产全过程和数据统计分析。

(2）缺乏统一的数据中心

兰州新区目前仅在第一水厂建有供水业务数据服务中心,主要用于第一水厂的设备监测、自动控制系统数据采集及展示。该数据中心软件功能单一、建设标准较低,无法整合兰州新区供水业务的所有数据资源和视频资源。

(3）管网系统缺乏统一管理

截止目前,兰州新区已建成城市给水管网约1000 km,DN500及以上阀门120余个；中水管网617 km,农饮管网705 km,给水阀门井室2200余座等。但目前所有管网资料、主要监测设备均是“碎片化”管理,没有完善的管网基础信息台账,无法对管网资产及数据进行可视化全生命周期的管理。

(4）漏损率

兰州新区城市供水、生态水及中水供水管网已达2000 km以上,但由于管网设备智慧化程度较低、部分管段管龄较长、监测设备缺失等原因导致现供水管网漏损率较高,造成经济损失且水资源严重浪费。

(5）管理成本高且难度较大

兰州新区供水覆盖范围宽、受益人口多；区域地形、地势复杂,管网、各厂站分布分散,加之水厂、加压泵站和调节水池、管网等缺乏集中远程监控和供水协同。水厂、管网、泵站巡检检修、调度运行均采用人工模式,管理成本高、效率低、管理维护难度大。

(6）人工抄表人员投入大

兰州新区部分地区还使用机械水表,水表数据的获得由供排水公司抄表人员手动抄录。更换的远传水表也产自多个水表厂家,每个厂家都有独立的抄表系统,无法进行水表数据集中统一运营管理,自动化程度低,人员投入大、运行成本高。

(7）缺乏统一管理平台

缺乏完善的综合调度中心,没有专业的服务器、UPS电源系统以及专业安全网络,难以保障供水运营数据的存储、整理和统计分析。无法建立统一的拓扑关系,管网连通性、数据入库,地图接入等也无法统一实现,不利于供水全过程的统一管理。

(8）客户服务系统不完善

网络信息手段运用不足,客户服务中的用户报装、网上缴费、热线服务、对内对外管理未形成一体化管理模式。用户无法线上报装、线上缴费、线上开票、线上查询用水信息等业务。

1.2兰州新区供水智慧化建设目标

运用物联网、大数据等数字化工具与兰州新区供水业务深度融合,充分挖掘数据价值,通过智慧化水务平台的控制智慧化、数据资源化、管理精细化、决策智能化,保障供水业务更高效运营、更科学管理和更优质服务,从而推进高起点、高标准地打造全面感知、广泛协同、智能决策、主动服务的“智慧水务”。

1.2.1全面感知

通过供水全过程安全监控改造,水厂、管网智能化升级,利用自动化、物联网传感技术,建立水务运行状态的感知体系、增强数据在线化与数字化。对采集的数据进行融合、分析和处理,并与业务流程智能化集成,继而主动做出响应,促进兰州新区供水业务各个关键环节高效、安全、优质运行和管理。

1.2.2广泛协同

通过搭建综合调度系统、供水管网GIS系统、营业收费系统、综合安防系统以及应急指挥系统等,实现平台间和系统间的互联互通、数据共享和流程协同,实现兰州新区供水业务跨部门、跨公司互为融合、互为协同,从而提高生产效率、经营效率、管理效率和服务效率,实现企业的高效运营、降本增效。

1.2.3智能决策

通过构建水务中台,实现“数据集中管控”“业务集中管理”“物联网数据统一采集”“智能分析统一计算”和“可视化交互统一管理”；通过智能融合技术实现对兰州新区供水业务的海量数据的存储、计算与分析,根据不同的主题、不同的指标、不同的展现方式提供企业决策者需要的信息,提高管理与决策的科学性。

1.2.4主动服务

通过智慧化平台,整合现有渠道和数据资源,完善“报装、营业收费、客户服务”系统构建,建设横向到边、纵向到底的信息化系统,提升营业厅的办理效率。通过智慧水务平台的建设,使整个服务过程可视化、可管理、可追溯,实现向客户服务的主动化,从用户体验角度优化供水服务流程和应用设计,让用户得到更为便捷的服务,提升用户满意度,展现高效为民的现代化供水企业形象。

2、项目主要建设内容

2.1物联网管理平台

物联网管理平台是基础平台,负责对底层数据和协议等进行处理。通过数据接入标准和接入协议对所有物联网数据进行接入和管理,并对采集的水库、水厂及管网数据进行统计分析,同时为各个业务系统提供数据服务。最终通过页面展示供水过程中重要站点的位置信息并精确显示供水系统站点、管网及重要监测设备的拓扑关系,直观展示当前发生报警的位置及级别,并分板块展示统计分析结果。

2.2公共平台

公共平台主要对用户中心、授权管理、组织架构等每个子系统都需要的模块进行统一管理,为各个子系统提供服务平台。具体包含智慧水务平台整体解决方案所涵盖的所有系统的公共信息、数据字典、通信服务、日志服务、系统运维等基础数据和基础服务。通过链接硬件平台层、数据接入层、数据集成平台、应用和用户端相关内容。作为基础服务层,提供RESTfulAPI接口规范标准、数据服务对接接口以及实现工单引擎等内容。

公共平台建立统一的组织管理系统,设定岗位和角色,并配置相应的管理权限。通过现有企业微信、钉钉等办公APP和工作平台,对供水业务进行分级管理和协同工作。

2.3水务业务一体化门户

水务业务一体化门户基于数据中台理念,实现所有业务系统单点登录,全面整合,实现一站式业务办理和全景式经营分析平台。系统功能主要包括个人工作台、应用中心、待办中心、指标中心、报表中心等功能。

依托数据中台,针对主题进行维度建模,以看板模式分别展示生产板块指标、供水板块指标、营销服务指标及同比环比分析结果。在报表中心提供营销、管网、生产等板块的20余种业务相关报表模板,每种报表均配置权限,供不同业务人员下载使用。

2.4管网GIS系统

供水管网GIS系统,提供对管网资产数据采集、建库、存储、导入/导出、编辑维护、地图打印、空间分析等功能；系统实现管网资产数字化全生命周期管理,为水务企业对管网数据的更新、维护提供便捷工具,为智慧水务建设提供信息支撑。同时通过管网分析接口,提供爆管分析、连通分析、横断面分析以及缓冲区分析等接口功能,实现管网实时监管。管网GIS系统主要包含C/S和B/S两部分。C/S主要借助于管网物探数据及各种地图形式进行管网资产管理、视图管理、图层管理等；B/S子系统主要包含管网资产的查询统计、管网编辑、管网检查、爆管分析及连通性分析等功能,系统界面见图1。

图1管网GIS系统界面展示图

2.5供水全网综合调度系统

供水全网综合调度系统,基于互联网理念,用于接入、展示和管理从源头到龙头的各类关键监测数据,并通过全流程调度事务数字化的功能辅助日常调度指挥工作。调度事务主要包括：调度报警管理、区域报警、日常调度事务管理、调度日志、调度方案、应急调度、水量预测、下控管理等功能。该系统工作界面见图2。

图2供水全网综合调度系统界面展示图

通过供水全网调度系统对水质、压力、能耗等进行专题分析,为供水调度提供数据支撑,并通过工单系统及时解决问题,并形成问题闭环,从而提高供水服务水平。

2.6视频安防监控系统

视频安防监控系统主要通过互联网+海康平台接入模式将现有供水业务各水库、水源、厂区、各站点的安防视频整合在统一平台,并在兰州新区水务集团供水智慧化指挥大厅配置的LED大屏进行展示,平台通过对各站点进行实时视频监控或者通过互联网实时调取站点本地视频或者回放视频,实现供水业务各环节的可视化,从而达到统一监控、数据分析、业务协同、指挥调度地目的,系统站点视频接入信息见图3。

图3视频安防监控系统界面展示图

2.7应急指挥系统

该系统主要针对管网运行中的突发事件如爆管、压力突变、水质异常、设备异常等进行统一管理,并对应急组织机构、应急人员、应急物资、车辆等资源信息进行统一管理,为突发事件提供一种快速反应、快速处置、辅助决策的信息支撑平台,实现应急预案的快速应用、工单下发,对执行情况进行实时监控,并提供相关应急事件信息供工作人员参考。

2.8营业收费系统

营业收费系统主要实现多类型设备统一管理及数据监测、用户统一管理、统一计费及营收。通过设备采集基础数据信息,为上层应用搭建提供基础数据能力,为水务集团宏观调控,综合分析、指挥决策提供数据依据。

营业收费系统操作界面见图4,该系统除以上功能外还包括表务管理、表具报装、抄表管理、计费管理、收费管理、运行维护以及统计分析的功能。同时开发了微信小程序,用户通过微信小程序可以进行一键缴费、一键开票、一键送水等业务。

图4营业收费系统界面展示图

该系统能有效提升营收业务的工作质量和效率,使工作人员准确、实时掌握供水营业收费情况,通过物联网平台加强数据的分析和应用,进一步挖掘增收潜能,为控制产销差,提高水费回收率。

2.9智慧水务APP

智慧水务APP主要由首页、地图、管网监测、报警管理、视频监控及调度指令等功能综合在手机APP上,系统数据实时同步PC端,业务人员实时查看对应权限下配置的相关数据内容,查看并处理各自的工单任务,并综合导航、相关案例记录等功能方便业务人员第一时间找到突发事件的具体位置,并指导处置各类突发事件。

3、项目建设综合效益评价

本工程的实施为当地经济社会发展提供支撑和保证。通过本工程建设,实现供水系统的统一调度和管理,是城市节水的重要措施,对兰州新区可持续发展有着巨大的社会和经济效益。

3.1社会效益

供水智慧化平台建设利用大数据、物联网、数据远传等措施,整体实现了自动化信息采集、网络化数据传输、数字化管理和科学化决策,供水业务从事后管理向事前管理转变,提高供水业务工作效率；同时,供水管网的改造可有效解决现状供水管网存在的漏损、生锈、堵塞等问题,保证供水水质,减少对水资源浪费。营业收费和工单系统互联互通,大大提高了供水效率和服务水平。

3.2经济效益

兰州新区供水智慧化项目的建设为该地区集中供水业务管理工作提供便捷性、高效性的服务。通过智慧化管理平台对供水业务全过程管理、可视化监控及数据自动远传,大大减少管理人员的投入频次和数量,提高管理工作质量,同时降低生产运行及管理成本。同时用户可以通过微信公众号及手机APP等进行账单查询、水费余额查询、平台也将通过消息推送、消息提醒等进行水费催缴和预存,告别了传统的人工抄表,现场水费缴纳,提高用户主动预存和节约用水意识,从而提高集团的水费回收率。

4、结语

兰州新区水务集团秉持“以水为本求实创新水润新区”的初心使命,通过供水智慧化平台建设对水库取水、水厂制水、终端用水、供水服务进行数字化、可视化管理,实现从源头到龙头全过程数字化监管+服务,从而不断提升集团管理决策、供水保障和服务水平[6-7]。接下来,兰州新区水务集团将加强智慧化平台管理和应用,继续推进城市供水和农村供水基础设施建设,尽可能提高企业管理效率,降低生产运行成本,为兰州新区供水保障贡献水务集团的责任和担当。

参考文献:

[1]李萌.智慧水务项目建设浅析[J].现代信息科技,2020,1(4):2:156-158,161.

[2]杨杰.昌吉市农村智慧化水务建设实践[J].广西水利水电,2021(5):118-121.

[3]黄立新.崇明智慧化供水管理模式的实践和探讨[J].城镇供水,2021(4):76-80,85.

[4]李凯,杨鑫,吴竞博,等.发展城市水文加快智慧水利建设服务智慧城市[J].风险管理,2021,12(31):55-56.

[5]王良,王伟强,闫浩波,等.城市供水运营智慧化管理平台研究与应用[J].内蒙古科技与经济,2023,2(4):102-105.

[6]数字赋能智慧管理威派格助力农村供水高质量发展[J].中国水利,2022:66.

[7]杨满园.智慧水务综合信息管理平台的智慧化运用[J].计算机产品与流通,2019,05:112-113.

文章来源:赵玺,李建成,王道明,等.兰州新区供水智慧化实践研究[J].陕西水利,2024,(11):128-130.