制水企业的“智慧水务”建设构想

制水企业的“智慧水务”建设构想

李尚桦

武汉市水务集团，湖北武汉，430000

摘要：随着“智慧水务”的提出，水务行业的信息化发展、现代化建设有了新的目标。本文通过对“智慧水务”的概念、提出背景、水务企业的发展历程、智慧水务企业的特点进行阐述，揭示了制水企业“智慧水务”建设的必要性。重点提出了制水企业“智慧水务”的建设构想，并对其后续的发展做出了展望。

关键词：智慧水务；物联网；水厂；信息化；现代化建设

The Conception of "Smart Water Platform " in Water Supply Companies

Shanghua Li

(Wuhan Water Group, wuhan, 430000, Hubei Province, China )

Abstract: With the proposal of " smart water platform ", the information development and modernization of the water have a new goal. Based on the concept of " smart water platform ", the background, the development process of water companies and the characteristics of smart water platform companies, this paper revealed the necessity of building smart water platform in water supply companies. The construction conception of " smart water platform " in water supply companies was put forward, and the future development prospects were expected.

Key words:smart water platform; internet of things; water works; informatization; modernization development

一、“智慧水务”的概念

智慧水务通过数采仪、无线网络、水质水压表等在线监测设备实时感知城市供排水系统的运行状态，并采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供排水设施，形成“城市水务物联网”，并可将海量水务信息进行及时分析与处理，并做出相应的处理结果辅助决策建议，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，从而达到“智慧”的状态。

正确理解智慧水务概念、了解优势优点，便于管理、提高效率、减少人力、降低物耗。精准把握智慧水务实施准则，统一规划、分步实施、应用先导、务求实效。

智慧水务的背景

*政策背景

一、《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》

二、“智慧城市”布局与规划

三、《水污染防治行动计划》（水十条）

*环境背景

一、城市水问题

二、水污染问题

三、洪涝灾害问题

*技术背景

一、涉水技术亟待提高

二、排水管网建设滞后

三、城市水系统管理技术落后

二、“智慧水务”的发展历程

水务企业信息化发展历程

基础阶段：水务企业为满足经济和社会发展需要，以增加供水能力为重点。

自动化阶段：工作主要体现在基础信息的自动化采集上，逐步实现了阀门、泵站、生产工艺过程的自动化操控，很大程度上解放了劳动力。

信息化阶段：利用无线传感器网络、数据库技术和移动网络，搭建了各自的业务系统和数据库，大大提高了信息存储、查询效率，初步实现行政办公和业务管理的信息化。目前，我国绝大部分城市正处于该阶段。

智慧化阶段：成熟运用互联网、云计算、大数据和移动互联网等新一代信息技术，同时对数据进行深度处理，实现信息化和管理提升的充分结合，紧跟市场，随需速动、智慧经营。

*智慧水务是智慧城市建设的重要组成部分。

*智慧水务利用新一代信息技术，通过传感器技术、网络和移动系统与水务信息系统的结合，构建成智能感知、智能仿真、智能诊断、智能预警、智能调度、智能处置、智能控制和智能服务全方位的水务管理系统。“智慧水务”是智慧城市建设的重要组成部分。

*提高信息化建设，以实现信息化向智慧化的迈进！

打牢信息化的根基。

*智慧水务是水务行业的发展方向

三、制水企业“智慧水务”框架构想

*智慧水务是整个城市水务行业（制水、供水、排水、污水处理、江河湖泊管理）共同努力的目标。智慧水务应全行业推进。制水行业也应为智慧水务的建设做好基础准备工作。“智慧水务”是水务行业发展方向，由信息化向智慧化发展是必然趋势。智慧水务”市场资源丰富，有可靠的资源供应及技术支持。

智慧水务的发展基础

*智慧水务的发展基础是水务信息化、ICT技术（Information Communications Technology，简称ICT ）、物联网。

智慧水务企业

判断一家企业是否属于智慧水务企业，要看企业是否将数据作为生产要素，并且能够依靠数据打造新产品和新业务。同时对数据进行深度处理，实现信息化和运营管理的充分结合，以求支持企业模式创新和产业转型升级，智慧运营将助推企业获得长远发展竞争优势。

一、智慧水务的发展基础是信息化

——基于物联网完善水务信息化建设

二、完善信息化后进入决策层

——建设数据深度处理模型，得到决策结果输出。

水厂工艺环节的控制

常规工艺水厂生产工艺主要为：

取水、加氯、加矾、反应池沉淀池、滤池、清水池、送水泵房。

反应池沉淀池自动排泥、滤池自动反冲洗、神经网络加矾系统已成熟运用。

原水、过程水出厂水的在线仪表的水质数据收集、传输、便于自控系统的调节及远程控制。例如原水浊度及沉后水浊度要求为自动加矾系统提供依据。

有以下几个远期目标：

1、液氯消毒将被次氯酸钠消毒取代，而次氯酸钠消毒的投加设备简单、安全性高等优点使其便于实现自控。

2、泥处理系统的自控：浓缩池、脱水车间、排水泵房。

3、部分水厂的臭氧-活性炭的深度处理工艺。

水厂中控室对生产环节进行调整控制。水厂部分环节实现自动化控制。若完善信息化，探索实现数据的深度处理，进入决策层，可实现智慧化。生产中出现设备故障、滤池需翻修、改造等问题时，进行设备管理、项目管理等工作，可以借助于现有平台实施。

智慧三大板块

生产主线

数据采集层数据建模自控中控室

管理主线

设备管理、项目管理、进度管理······

监控主线

水质仪表、压力、流量计数据微信平台、公司大屏

建设智慧水务，前端物联网是核心，只有将实物用信号将数据信息经过传输平台传输，才可达到智慧层面。

物联网架构

*感知层

由各种传感器构成，包括温湿度传感器、二维码标签、摄像头、红外线等感知终端。感知层是物联网识别物体、采集信息的来源。设备管理入帐时可打印带二维码、条形码的标签贴，设备管理平台与实物连接，实现物联。

*网络层

由各种网络，包括互联网、广电网、网络管理系统和云计算平台等组成，是整个物联网的中枢，负责传递和处理感知层获取的信息。

*应用层

是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

基于物联网的水厂管理系统构想

感知层主要针对在线仪表、生产设备、自控系统的感知，识别物体，采集信息。

网络层将感知层获取的信息进行传递和处理，到达应用层。

应用层将进行数据信息进行分析处理，更高效、经济地制水。水质在线监测系统将水厂原水监测站、沉后、滤后、清水池后、出厂干管水质在线仪表的数据采集到监测系统，实现各个环节水质的监控。比如单口滤池滤后浊度偏高，可快速找准水质异常点，以及时查明原因，解决问题，确保水质。

图1  基于物联网的水厂管理系统框架

应用层之报警系统，包括：实时监控报警系统；脱水车间、排水泵房、排泥系统、加药系统故障等报警；氯气泄漏报警；电梯报警；水位超高、低报警；安防报警；水质异常报警；压力异常报警；水泵故障报警；变频故障报警。

建立井筒、送水泵房远程控制系统。

获得水文、水资源、环境保护、水务管理部门关于雨情、水情、湖泊河流污染情况、城市排水情况等信息的分享，水源水质监控工作将会变得高效。

取水井筒、送水泵房远程控制系统

水厂的取水井筒及送水泵房建设远程控制项目后，将大大减少人力，将水泵、变频器、电机的信号传到上位机，便于监视设备运行状况。发生的报警均是指向性的报警，便于检修。

水厂的自动化控制系统

包括自动排泥系统、自动反冲洗系统、自动投矾系统。将来还会有臭氧-活性炭深度处理控制系统、自动加氯系统。

应急投加系统、泥处理系统、排水泵房的监控系统

作为地表水厂，面临着水源因季节雨情及上游开闸情况的影响，水质变化不好预测。为做好“四水共治”，生产排水的处理也应作为水厂“智慧水务”的一部分工作内容。

四、展望

地下管线的管道阀门数据更新，可考虑测绘并建立3D地下空间模型，便于水厂改扩建管理及阀门检修。2015年6月28日，青岛市已基本建设完成3D全景地下管线信息系统。

参考文献：

[1] 董志颖, 王娟, 李兵. 水质预警理论初探[J］．水土保持研究．2002.

作者简介：

李尚桦，副厂长，工程师，东南大学毕业，环境科学与工程专业， 2015年7月工作。

联系方式：

电话：13437256384；E-mail：934833563@qq.com；通讯地址：武汉市硚口区沿河大道388号；邮政编码：430000。