安(ān)科(kē)瑞 陳聰

摘要(yào):智(zhì)慧(huì)水務具(jù)有(yǒu)實(shí)時監測(cè)，動(dòng)態調控，及時預(yù)警，動(dòng)態模擬，預(yù)報(bào)預測(cè)，仿(fǎng)真模擬等特點，不僅是(shì)順應(yīng)信息化和城(chéng)鎮(zhèn)化(huà)發展趨勢(shì)的需(xū)要(yào)，而(ér)且可(kě)以(yǐ)為(wéi)全國一(yī)體化(huà)在(zài)綫(xiàn)政務(wù)服(fú)務平台建設管理，服務(wù)模(mó)式，流(liú)程優化積(jī)累經驗。文(wén)章以深圳(zhèn)寶安區為(wéi)例，通過對該(gāi)區當(dāng)前水務(wù)狀況(kuàng)的(dí)總結分(fēn)析，指出(chū)了水務(wù)管理業務現(xiàn)狀存(cún)在的主(zhǔ)要問題(tí)，提(tí)出(chū)以(yǐ)“一張網，兩(liǎng)支撐，三門戶，四(sì)應用(yòng)，四(sì)體係”為(wéi)總體框架的智慧水務(wù)係統，同時(shí)提(tí)出(chū)了(liǎo)“數據預處理，異常值(zhí)檢測(cè)，空(kōng)缺(quē)值(zhí)填(tián)補”三階段水務數據(jù)處理技(jì)術，可為推(tuī)動(dòng)類似地區智慧水務(wù)建(jiàn)設提(tí)供(gōng)借鑒。

關(guān)鍵詞:深圳(zhèn)寶(bǎo)安區；智慧水務(wù)係(xì)統(tǒng)；框(kuàng)架(jià)構建；水務(wù)數(shù)據(jù)；處理技(jì)術

１ 寶(bǎo)安(ān)區水務(wù)現狀

河(hé)流(liú)基(jī)本情(qíng)況:寶安(ān)區共(gòng)有66條(tiáo)河(hé)湧，66條河湧分屬茅洲河(hé)及珠(zhū)江口沿海河湧兩大水係(xì)，總長254km，流域總麵積(jī)532km²。全(quán)區(qū)水環境狀(zhuàng)況(kuàng)有以下幾個特(tè)點(diǎn):一(yī)是水質汙(wū)染(rǎn)嚴(yán)重，主(zhǔ)要汙(wū)染物為氨(ān)氮，總磷(lín)和(hé)陰(yīn)離子表(biǎo)麵(miàn)活(huó)性劑；二(èr)是感(gǎn)潮河流(liú)多(duō)66條(tiáo)河(hé)流(liú)有50條(tiáo)為(wéi)感潮(cháo)型河流，感潮河(hé)段(duàn)占總(zǒng)河長約50%，影響(xiǎng)麵(miàn)積達176km²，約占(zhān)全區總(zǒng)麵積的(dí)45%；三(sān)是防洪達標率低(dī)，全區河(hé)道有(yǒu)168km未(wèi)達(dá)防(fáng)洪標準，占總長的(dí)66%。

水(shuǐ)庫(kù)基本情況(kuàng):寶(bǎo)安區(qū)共(gòng)有(yǒu)12座(zuò)水(shuǐ)庫，其中市(shì)管水庫(kù)2座，區管(guǎn)水(shuǐ)庫(kù)10座，中(zhōng)型(xíng)水(shuǐ)庫3座小(1)型(xíng)水庫7座，小(xiǎo)(2)型水(shuǐ)庫2座。鐵(tiě)崗水庫(kù)石岩水庫，羅田水(shuǐ)庫作(zuò)為(wéi)主(zhǔ)要(yào)在用(yòng)集中式生活飲用(yòng)水(shuǐ)水源(yuán)，寶安(ān)區主(zhǔ)要(yào)飲(yǐn)用(yòng)水(shuǐ)源水質(zhì)良好，全(quán)區飲用(yòng)水源(yuán)水質(zhì)達(dá)標率為(wéi)100%。鐵崗水庫，石岩水庫羅田水庫水(shuǐ)質類(lèi)別為亞(yà)類，水質(zhì)為優，水庫(kù)水(shuǐ)質(zhì)保持穩(wěn)定。

泵(bèng)站(zhàn)基本(běn)情(qíng)況(kuàng):全區(qū)共有132座泵站(zhàn)，包括(kuò)現(xiàn)狀(zhuàng)排(pái)澇(lào)泵(bèng)站，規(guī)劃排澇(lào)泵(bèng)和汙(wū)水泵(bèng)站，現狀(zhuàng)排澇泵站104座，抽排規模697.05m/s；規(guī)劃(huá)排(pái)澇(lào)泵(bèng)站17座，抽排(pái)規模(mó)565.28m/s；規劃泵站建(jiàn)成後總抽(chōu)排(pái)規(guī)模(mó)1262.33m/s。汙水泵站(zhàn)11座，總(zǒng)抽排(pái)規模185.7萬(wàn)。

排水(shuǐ)管(guǎn)網情況(kuàng):全區(qū)目(mù)前已市場化委(wěi)托(tuō)運營的排水管網共6732km，其中市政排水管(guǎn)網2882km。社區排水(shuǐ)管網(wǎng)3475km，其(qí)他(tā)道路排(pái)水管網375km。水閘基(jī)本情況(kuàng):寶(bǎo)安區一(yī)共有(yǒu)63個水(shuǐ)閘，大部(bù)分(fēn)服(fú)役(yì)年限為10~30年。

水(shuǐ)質(zhì)淨化廠情況:寶安區(qū)已建水(shuǐ)質淨化廠(chǎng)6座(zuò)，設計汙水(shuǐ)處理能力(lì)116.5萬(wàn)m/d

人(rén)工(gōng)濕地(dì)情況:寶安(ān)區已建(jiàn)成4個石(shí)岩(yán)，黃(huáng)麻(má)布，塘(táng)頭河和(hé)牛(niú)城人工(gōng)濕(shī)地及快(kuài)滲(shèn)工(gōng)程，總規(guī)模(mó)為(wéi)8.8萬m'/d。

水廠(chǎng)基(jī)本情況(kuàng):寶(bǎo)安(ān)區(qū)共(gòng)有深(shēn)水寶(bǎo)安水務有限(xiàn)公司有(yǒu)限(xiàn)公司及鬆崗自來水公司2家供(gōng)水企業(yè)，共有(yǒu)水廠9座，水廠(chǎng)總設計規模達(dá)176萬(wàn)m/d，實際日(rì)平均供水規模為110.3萬m/d。

易(yì)澇(lào)點(diǎn)情況:目前(qián)寶安(ān)共(gòng)有29個(gè)易澇點區域，35個易積水點(diǎn)區(qū)域。

2 存(cún)在(zài)的主要(yào)問題

當(dāng)前(qián)，寶(bǎo)安區水務管理業務現狀主要(yào)存在以下(xià)問(wèn)題(tí):①監測(cè)點位缺(quē)失，水(shuǐ)務(wù)設(shè)施(shī)狀(zhuàng)態(tài)不明；②整(zhěng)體(tǐ)規劃滯(zhì)後，分散(sàn)建(jiàn)設，資(zī)源有(yǒu)待(dài)進(jìn)一步整合(hé)；③局內係(xì)統割(gē)裂，數(shù)據(jù)共享困(kùn)難(nán)；④橫向係(xì)統(tǒng)未對(duì)接，業務(wù)聯動難實現；⑤係統缺(quē)失(shī)老舊(jiù)，業務覆蓋(gài)不*；⑥數(shù)據價(jià)值未發揮，智(zhì)慧決策待實現(xiàn)。

3 智慧(huì)水務係(xì)統構建(jiàn)

為進(jìn)一步提升寶安區(qū)水(shuǐ)務(wù)監(jiān)管智(zhì)能(néng)化(huà)，智慧(huì)化(huà)水平，結合寶安(ān)區(qū)水(shuǐ)務(wù)局實(shí)際(jì)情況，堅(jiān)持(chí)“統籌(chóu)規劃(huá)，統一標準(zhǔn)，繼承(chéng)優(yōu)化，整建結合(hé)，共建(jiàn)共享(xiǎng)，共享，聚焦應(yīng)用(yòng)，服務(wù)，安全(quán)可(kě)靠，發(fā)布(bù)”的設計(jì)原(yuán)則(zé)，充分利用(yòng)大(dà)數據，物(wù)聯(lián)網，3S和(hé)5D等(děng)技術(shù)，構建(jiàn)寶(bǎo)安(ān)區智慧(huì)水務係(xì)統，本係統(tǒng)可簡述為“一(yī)張網，，兩(liǎng)支撐三(sān)門戶，四(sì)應(yīng)用(yòng)，四(sì)體(tǐ)係(xì)”，根(gēn)據(jù)項(xiàng)目的(dí)建(jiàn)設任(rèn)務和設(shè)計(jì)邊界，本項(xiàng)目的設計(jì)對象和範圍如(rú)下(xià):

一張(zhāng)網(wǎng):一(yī)張(zhāng)網承擔(dān)信(xìn)息(xī)的采集和匯集。主要包括水(shuǐ)庫安全監(jiān)控(kòng)，地(dì)表水監(jiān)測，易(yì)澇(lào)點監測，排水管(guǎn)網監測(cè)，泵站(zhàn)遠(yuǎn)程(chéng)監控，視頻(pín)監控等。

兩支(zhī)撐:包括(kuò)智慧水務信息資(zī)源分(fēn)係(xì)統(tǒng)和智慧水務(wù)應用支撐分係(xì)統。智慧水(shuǐ)務信(xìn)息(xī)資源分(fēn)係統將(jiāng)傳輸(shū)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存(cún)儲，主要(yào)包括監(jiān)測(cè)信息(xī)數據庫(kù)和業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)庫。智(zhì)慧水務應(yīng)用(yòng)支撐(chēng)分(fēn)係統通過組裝可復用業(yè)務(wù)構件(jiàn)的方(fāng)式來(lái)打造(zào)智慧水(shuǐ)務的(dí)各種智(zhì)慧(huì)應用(yòng)係(xì)統，同(tóng)時(shí)，對外提供(gōng)標(biāo)準的數(shù)據接(jiē)口和服(fú)務(wù)接口，將麵(miàn)向不(bù)同(tóng)的網絡環(huán)境發布不同的服務接口。四應(yīng)用(yòng):包括水(shuǐ)務管理分係(xì)統，綜(zōng)合管(guǎn)理(lǐ)分係統，智(zhì)慧(huì)管控(kòng)分係統(tǒng)和(hé)決(jué)策支持(chí)分(fēn)係(xì)統(tǒng)4個分(fēn)係(xì)統(tǒng)，涵蓋區(qū)水(shuǐ)務局水務(wù)監(jiān)管(guǎn)業(yè)務，綜合管理業務，公眾(zhòng)服務，決策支(zhī)持(chí)，能(néng)夠(gòu)為區(qū)水務局(jú)提供業務支(zhī)持三門(mén)戶(hù):包括內網辦(bàn)公門戶(hù)，移動(dòng)應用門(mén)戶(hù)公共服務門(mén)戶(hù)。公共服務門(mén)戶將(jiāng)采用局(jú)內(nèi)已(yǐ)建的寶安(ān)水務局門戶網(wǎng)站(zhàn)，並與項(xiàng)目(mù)係(xì)統實現數據(jù)互(hù)通。四體(tǐ)係(xì):包括政策法(fǎ)規(guī)，標準(zhǔn)規範，信(xìn)息(xī)安全和運營服(fú)務體(tǐ)係(xì)。

以寶(bǎo)安(ān)區管控水務分為載(zǎi)體，基於(yú)“智(zhì)慧寶安(ān)管控(kòng)指揮(huī)+10個(gè)街道(dào)辦+126個社(shè)區+主(zhǔ)要(yào)職能部(bù)門(mén)分(fēn)”的(dí)“1+10+126+N”的智慧寶安建設運(yùn)行平台，綜合運用智慧寶(bǎo)安大數(shù)據(jù)資(zī)源(yuán)，通(tōng)過數據(jù)共享(xiǎng)，實(shí)現(xiàn)寶安區水(shuǐ)務局向上(shàng)對寶(bǎo)安區(qū)管(guǎn)控，向下(xià)對(duì)各(gè)科室的(dí)“上下級聯(lián)動(dòng)”，打(dǎ)通(tōng)上級單(dān)位(wèi)對(duì)下級單(dān)位的監督(dū)監控，事件(jiàn)分(fēn)撥，協同指(zhǐ)揮和應(yīng)急指揮(huī)，打(dǎ)通下級(jí)單(dān)位向(xiàng)上級的事件上(shàng)報和(hé)數(shù)據(jù)上(shàng)報，實(shí)現(xiàn)寶安(ān)區水務(wù)狀(zhuàng)態的(dí)綜合展示，監(jiān)測預(yù)警，數(shù)據(jù)決(jué)策支持(chí)和聯動指(zhǐ)揮。

4 數(shù)據(jù)處理技術

4.1 水務數(shù)據(jù)分(fēn)類(lèi)及(jí)特點

根(gēn)據(jù)寶(bǎo)安區(qū)智(zhì)慧水(shuǐ)務係(xì)統構建(jiàn)思(sī)路，可(kě)將區(qū)水(shuǐ)務數(shù)據(jù)劃(huá)分為(wéi)監測(cè)類(lèi)，基礎類(lèi)和管(guǎn)理(lǐ)類3類數據(jù)監測(cè)類(lèi)數據主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括(kuò)水(shuǐ)質，供(gōng)排(pái)水，水位信(xìn)息等基(jī)礎(chǔ)類(lèi)數據(jù)主要(yào)包括汙水無(wú)處(chǔ)廠處理工(gōng)藝(yì)，基礎設施(shī)以及(jí)傳(chuán)感器參數(shù)等，管理(lǐ)類數據主要(yào)包(bāo)括個河(hé)流之間的基本情(qíng)況信息數(shù)據等。水務數(shù)據具(jù)有(yǒu)空間(jiān)屬(shǔ)性和(hé)時間(jiān)屬性(xìng)，同時(shí)還具(jù)有數(shù)據規模量大(dà)，種(zhǒng)類繁(fán)多(duō)，來(lái)源不統一等特點(diǎn)，很容(róng)易造成(chéng)水務數(shù)據(jù)在采集(jí)過(guò)程(chéng)中產生較(jiào)多(duō)的(dí)“髒(zàng)數(shù)據(jù)”，因(yīn)而需要采取一定的技術(shù)手段對這(zhè)些髒(zàng)數(shù)據進行清洗(xǐ)。

4.2水務(wù)數據(jù)清洗流程(chéng)

水務數(shù)據“髒數據”按(àn)屬性(xìng)進行劃分(fēn)可分為(wéi)通(tōng)用(yòng)數(shù)值屬(shǔ)性(xìng)髒數據(jù)，具(jù)有空間(jiān)屬性的(dí)髒(zàng)數(shù)據(jù)和具有(yǒu)時間屬性的(dí)髒(zàng)數據(jù)。通(tōng)用(yòng)數(shù)值屬性髒數據是(shì)常見(jiàn)的髒(zàng)數據，出(chū)現這種(zhǒng)髒數據(jù)的(dí)主(zhǔ)要(yào)原(yuán)因(yīn)在於(yú)人(rén)工(gōng)錄入失誤，傳感器(qì)失靈或(huò)者數據(jù)間斷性缺失(shī)等(děng)。具有空(kōng)間屬性的髒數(shù)據就是指那些(xiē)具(jù)有(yǒu)較多(duō)地(dì)域，流(liú)域或者(zhě)對(duì)象(xiàng)屬性(xìng)的錯誤數(shù)據。具有時(shí)間屬(shǔ)性(xìng)的髒(zàng)數據錯誤類型比較(jiào)單(dān)一在，主要是由於傳感器(qì)失效(xiào)引起數值(zhí)錯誤。人工錄(lù)入失(shī)誤(wù)造成(chéng)的數據顛倒(dǎo)或者小數點(diǎn)錯誤屬於數據(jù)異(yì)常值(zhí)，數據間斷(duàn)性缺失則屬(shǔ)於(yú)空(kōng)缺值(zhí)。因此(cǐ)，水務數據(jù)的(dí)“髒數據”清理(lǐ)將(jiāng)主要(yào)經歷(lì)異常(cháng)值清理階段和(hé)空(kōng)缺值(zhí)填(tián)補階段(duàn)。

寶安區(qū)智慧(huì)水務係統設(shè)計過程中(zhōng)，為了(liǎo)實(shí)現(xiàn)對(duì)大(dà)量水(shuǐ)務“髒數據”的清理，將(jiāng)水務數(shù)據(jù)清洗設(shè)計(jì)為(wéi)3個階段，如(rú)圖(tú)3所示(shì)。第(dì)一階(jiē)段為數據(jù)預處(chǔ)理階段，在(zài)這一階(jiē)段主要作用是對收集到的水務(wù)數據(jù)進行分類；第二階(jiē)段為(wéi)異常值(zhí)檢(jiǎn)測階段，在(zài)這(zhè)階(jiē)段，通(tōng)用數值屬(shǔ)性髒(zàng)數(shù)據的異常(cháng)值檢測(cè)與時空異常值檢測方法有些(xiē)區別(bié)，這主要是(shì)因為(wéi)大(dà)部分(fēn)髒數(shù)據並不具備時間和(hé)空間屬(shǔ)性(xìng)，隻具備數(shù)值(zhí)屬性(xìng)時(shí)空異常(cháng)值檢(jiǎn)測(cè)隻需(xū)要利用馬氏(shì)距(jù)離閩值函(hán)數(shù)和隱(yǐn)馬爾科(kē)夫(fū)模(mó)型分(fēn)別對數據的空間(jiān)特性(xìng)和時間特性進行辨別(bié)，即可(kě)剔(tī)除相(xiāng)關髒數據(jù)，而(ér)在處理通用數(shù)值(zhí)屬(shǔ)性髒數據時(shí)，由(yóu)於數據(jù)量巨大，因(yīn)此(cǐ)使用了從全(quán)局異(yì)常值檢(jiǎn)測到局部(bù)異常(cháng)值檢(jiǎn)測的(dí)方法(fǎ)，全局異常值檢(jiǎn)測(cè)采用拉依(yī)達(dá)準則，主要作用是對數據的(dí)問(wèn)題(tí)進(jìn)行檢測，局(jú)部異常值(zhí)檢(jiǎn)測采(cǎi)用(yòng)層級(jí)聚(jù)類法(fǎ)，主(zhǔ)要作用是(shì)對(duì)人(rén)工(gōng)錄(lù)入(rù)失誤造成的(dí)數(shù)據顛(diān)倒或(huò)者(zhě)小數(shù)點(diǎn)錯(cuò)誤(wù)屬(shǔ)於(yú)數據異(yì)常(cháng)值(zhí)進行檢測；第三(sān)階(jiē)段為空(kōng)缺值填補(bǔ)階(jiē)段，在這一階(jiē)段主要(yào)是(shì)通過(guò)人工(gōng)神經網(wǎng)絡(luò)模型對數據空缺(quē)項進行(háng)查補。

5 預期經濟及社會效益(yì)

5.1 經濟(jì)效益

(1)實現(xiàn)水(shuǐ)質實時(shí)監(jiān)測，提升執法(fǎ)，管(guǎn)養效率，節約(yuē)人員成本

在傳(chuán)統水(shuǐ)務(wù)執(zhí)法(fǎ)監察，水務設(shè)施養護巡檢(jiǎn)模式下(xià)，由(yóu)於無法實(shí)時獲(huò)取(qǔ)水(shuǐ)質水(shuǐ)量數(shù)據，水(shuǐ)務設施運行狀態(tài)數據，不能(néng)及時發現問題，在(zài)日(rì)常監管(guǎn)，管(guǎn)養(yǎng)維護過程中(zhōng)，投入大量(liáng)人(rén)力物(wù)力以進行地(dì)毯式(shì)的巡檢，管(guǎn)養(yǎng)維護作(zuò)業(yè)，大大增加(jiā)維(wéi)護(hù)成(chéng)本。本項(xiàng)目(mù)將(jiāng)建設(shè)易(yì)澇(lào)點，黑臭水體，排(pái)水(shuǐ)管網泵站(zhàn)等在綫監測係(xì)統(tǒng)，實時獲取黑臭(chòu)水體(tǐ)，排水(shuǐ)管網(wǎng)，泵站的運(yùn)行(háng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，並提供實時(shí)監測預警，可(kě)供執(zhí)法監察(chá)，設(shè)備(bèi)巡檢人(rén)員及(jí)時掌握(wò)環境(jìng)的(dí)狀態，避(bì)免盲目執(zhí)法(fǎ)，巡(xún)檢(jiǎn)，大大(dà)減少人(rén)員成(chéng)本。

(2)實現(xiàn)水務基(jī)礎設施的統(tǒng)一管(guǎn)理，提(tí)升管理(lǐ)效率(shuài)，節約(yuē)管理成本

寶安(ān)區智慧(huì)水(shuǐ)務(wù)(一期(qī))項(xiàng)目將(jiāng)改變傳(chuán)統圖組存儲管網(wǎng)信息的(dí)方式(shì)，並(bìng)將(jiāng)原(yuán)有(yǒu)獨(dú)立，分散的(dí)排水(shuǐ)設施信息整合到(dào)同一係統(tǒng)，形成(chéng)統(tǒng)一的資產(chǎn)管理模式(shì)，有效減少(shǎo)由於(yú)資(zī)產狀(zhuàng)況(kuàng)不清，數據標準(zhǔn)不(bù)一(yī)等造成的(dí)數據無(wú)法共(gòng)享，無法(fǎ)為(wéi)業務管(guǎn)理提(tí)供數據支(zhī)撐等(děng)問題，從(cóng)而提升了管(guǎn)理(lǐ)效(xiào)率(shuài)，節約了管(guǎn)理(lǐ)成(chéng)本，減少了大量(liáng)不必要的(dí)人力(lì)和物(wù)力投(tóu)人。

(3)科學評(píng)估(gū)，避免(miǎn)粗放式管理，節(jié)約建設(shè)成(chéng)本(běn)

在排(pái)水工(gōng)程建設(shè)過程中，由(yóu)於(yú)前(qián)期(qī)缺乏統(tǒng)一(yī)詳(xiáng)細，建(jiàn)設(shè)規劃(huá)方案評(píng)估，導(dǎo)致(zhì)在(zài)施工(gōng)過程中(zhōng)出(chū)現占(zhān)用排水(shuǐ)管道(dào)位(wèi)置(zhì)，甚至鑿(záo)穿排水管綫等(děng)現象發生(shēng)，造(zào)成(chéng)重大(dà)經濟損(sǔn)失和嚴重事故(gù)影(yǐng)響。本項目利(lì)用排水(shuǐ)管網(wǎng)水(shuǐ)力(lì)評(píng)估(gū)模型(xíng)，對管道總容量(liáng)，管(guǎn)網結(jié)構缺陷，汙(wū)水管網水力(lì)瓶(píng)頸(jǐng)，汙(wū)水(shuǐ)管網易淤積點等(děng)分(fēn)析(xī)，以(yǐ)便管理(lǐ)人員(yuán)，及時準確(què)地(dì)發(fā)現(xiàn)和識別管網(wǎng)結構存在(zài)的(dí)問題(tí)及(jí)瓶頸為(wéi)排水(shuǐ)管(guǎn)網(wǎng)係統(tǒng)規(guī)劃控(kòng)製工(gōng)作(zuò)提(tí)供計(jì)算(suàn)，分(fēn)析及評價的(dí)支撐係統，通(tōng)過有(yǒu)效的規劃(huá)方案評估(gū)，提(tí)高規劃(huá)設計(jì)的(dí)科學性(xìng)，從而(ér)避免管(guǎn)網存在(zài)的設計缺陷(xiàn)，從根本上(shàng)降(jiàng)低了(liǎo)排水係統運(yùn)行風險，減(jiǎn)少排(pái)水(shuǐ)係統維護費用，同時(shí)保(bǎo)證排(pái)水工程建設(shè)的順利進行，防(fáng)止出現(xiàn)返工(gōng)現象而導致增(zēng)加(jiā)建(jiàn)設成本的投入。

5.2 社會效(xiào)益

(1)實現寶安(ān)區水(shuǐ)務設施數字化管理(lǐ)

通(tōng)過本(běn)項目(mù)的建(jiàn)設(shè)，將完(wán)成(chéng)排(pái)水相關的(dí)城(chéng)市信息資源(yuán)空(kōng)間信息(xī)，動態信(xìn)息(xī)和公共信(xìn)息的處(chǔ)理(lǐ)，智理，分(fēn)發，挖掘(jué)，共(gòng)享，維(wéi)護，形成(chéng)統一的數據(jù)資(zī)源(yuán)池，基礎支撐係統和應(yīng)用係(xì)統(tǒng)，實(shí)現共(gòng)享應用(yòng)實現排(pái)水(shuǐ)設施數字(zì)化(huà)管(guǎn)理，為(wéi)統籌資源布局,合理規劃城(chéng)市(shì)發展英(yīng)定堅(jiān)實基礎。

(2)提升防澇監測(cè)預警(jǐng)能力(lì)

本項目(mù)開發設(shè)計監(jiān)測係統，可(kě)實(shí)時(shí)采(cǎi)集(jí)雨汙水管(guǎn)道，泵站(zhàn)等排(pái)水設(shè)施(shī)的(dí)流量，液位(wèi)等(děng)監測數據.並建設泵(bèng)站自控係(xì)統，實(shí)現對監測(cè)數(shù)據(jù)的(dí)實時顯示(shì)和數據(jù)分(fēn)析，有效識別排(pái)水管網(wǎng)的水量(liáng)變化(huà)規(guī)律和趨(qū)勢(shì)，當出(chū)現汙水(shuǐ)漫(màn)造(zào)等(děng)管網異常情(qíng)況時，可(kě)立即發(fā)出報警，輔(fǔ)助管(guǎn)理者及時采(cǎi)取(qǔ)措(cuò)施(shī)，有效(xiào)地(dì)減少汙(wū)水(shuǐ)溢(yì)流對於(yú)環境(jìng)的損害。(3)提升(shēng)社會服務質量與(yǔ)效(xiào)率

通(tōng)過本項目(mù)的建設，加強，河(hé)流汙(wū)染，易(yì)澇(lào)點(diǎn)監(jiān)測，實時(shí)了(liǎo)解(jiě)環境現狀，當(dāng)出(chū)現異常時及時進行報警(jǐng)，有助於執法(fǎ)監察，維(wéi)護人(rén)員(yuán)根(gēn)據情況采(cǎi)取(qǔ)相應(yīng)措施;推(tuī)進(jìn)汙(wū)水(shuǐ)管網優(yōu)化(huà)運行，有(yǒu)計(jì)劃的對(duì)汙(wū)水管(guǎn)網(wǎng)的關鍵點(diǎn)進行在(zài)綫液(yè)位及流(liú)量(liáng)監控，實(shí)現排水管(guǎn)網異常(cháng)報警和科(kē)學調度(dù)等(děng)功(gōng)能。提升(shēng)排水(shuǐ)服務質量，保障城市排水(shuǐ)機製(zhì)。

(4)推動政府數據開放(fàng)進程

通過本(běn)項(xiàng)目的(dí)建設，實現(xiàn)為應用(yòng)提(tí)供(gōng)身份識(shí)別(bié)信(xìn)息聚(jù)合推(tuī)送，權限(xiàn)管理等(děng)服(fú)務(wù)，各類應(yīng)用係(xì)統(tǒng)統(tǒng)一向係統開放服務接(jiē)口，提供資源，通(tōng)過(guò)係(xì)統調用(yòng)其(qí)他部門開放(fàng)的(dí)服務，統(tǒng)一(yī)利用(yòng)係(xì)統受(shòu)理請(qǐng)求和(hé)提交服(fú)務。

6 AcrelEMS-SW智慧水務能(néng)效管理平(píng)台

6.1平(píng)台概(gài)述(shù)

安(ān)科(kē)瑞電氣具備(bèi)從(cóng)終(zhōng)端感知(zhī)，邊(biān)緣計算(suàn)到(dào)能效(xiào)管理平(píng)台的產品生態體(tǐ)係(xì)，AcrelEMS-SW智慧(huì)水務能(néng)效管(guǎn)理(lǐ)平台(tái)通過(guò)在汙水廠源(yuán)，網(wǎng)，荷(hé)，儲(chǔ)，充(chōng)的各個關鍵(jiàn)節(jié)點(diǎn)安裝保護，監測(cè)，分析，治理裝(zhuāng)置，用於監測汙(wū)水廠能(néng)耗總量和能(néng)耗(hào)強度，監測(cè)主(zhǔ)要用能設(shè)備能(néng)效，保(bǎo)護汙水廠運行(háng)可(kě)靠(kào)，提(tí)高汙水廠(chǎng)能效(xiào)，為(wéi)汙水處(chǔ)理的能(néng)效管理(lǐ)提供科(kē)學，精(jīng)細(xì)的(dí)解(jiě)決方案。

6.2平(píng)台組成(chéng)

AcrelEMS智慧(huì)水(shuǐ)務(wù)綜合能(néng)效(xiào)管理(lǐ)係(xì)統(tǒng)由(yóu)變(biàn)電站綜合自動化係統，電力(lì)監控及能(néng)效管理(lǐ)係統組(zǔ)成，涵(hán)蓋了水(shuǐ)務(wù)中(zhōng)壓變配電係(xì)統，電氣安(ān)全，應急電源，能源管理，照明控製，設(shè)備運維(wéi)等(děng)，貫穿(chuān)水(shuǐ)務能(néng)源(yuán)流的始(shǐ)終，幫(bāng)助(zhù)運維管理(lǐ)人員通(tōng)過一(yī)套平台，一個(gè)APP實(shí)時了解水務配(pèi)電(diàn)係(xì)統(tǒng)運行狀況，並且根(gēn)據(jù)權(quán)限可以適用(yòng)於水(shuǐ)務(wù)後勤(qín)部門(mén)管(guǎn)理(lǐ)需(xū)要。

6.3平台(tái)拓撲(pū)圖(tú)

6.4平台(tái)子係統

6.4.1變電(diàn)站(zhàn)綜合自動化(huà)係(xì)統及電力(lì)監(jiān)控

對水(shuǐ)務配電係(xì)統(tǒng)中35kV，10kV電壓等級配置(zhì)繼(jì)電保(bǎo)護和(hé)弧光保護(hù)，實現(xiàn)遙測，遙(yáo)信，遙控，遙(yáo)調等功(gōng)能(néng)，對異常(cháng)情況(kuàng)及時預警(jǐng)。

監(jiān)測變壓(yā)器，水泵(bèng)，鼓風機的電流，電(diàn)壓，有(yǒu)功/無功功(gōng)率(shuài)，功(gōng)率(shuài)因(yīn)數(shù)，負(fù)荷率，溫度，三相(xiāng)平(píng)衡，異常(cháng)報(bào)警等(děng)數據。

6.4.2電能(néng)質量監測與治(zhì)理

水(shuǐ)務(wù)中大量(liáng)的大(dà)功率電(diàn)機，水(shuǐ)泵變頻啟動導(dǎo)致配(pèi)電係統(tǒng)中存(cún)在大量諧(xié)波(bō)，通過監測其配(pèi)電係統(tǒng)的諧波畸變，電壓(yā)波動，閃(shǎn)變(biàn)和(hé)容忍度指(zhǐ)標(biāo)分(fēn)析其(qí)電能質量，並(bìng)配(pèi)置對應的電(diàn)能質量治理措施提高供(gōng)電電能質量。

6.4.3電動(dòng)機(jī)管理(lǐ)

馬(mǎ)達監控(kòng)實現(xiàn)水(shuǐ)務中(zhōng)電機(jī)的(dí)保護，遙測(cè)，遙信(xìn)，遙(yáo)控功(gōng)能，電動機保(bǎo)護器(qì)能(néng)對過載，短(duǎn)路，缺相，漏(lòu)電等異(yì)常情況(kuàng)進行保護，監測和(hé)報警。準確(què)地反(fǎn)映(yìng)出(chū)故障(zhàng)狀態，故障時間，故障地點(diǎn)，及(jí)相(xiāng)關(guān)信(xìn)息(xī)，對(duì)電機(jī)進行(háng)健康診斷和(hé)預防性維(wéi)護(hù)。同(tóng)時支持與PLC，軟(ruǎn)啟，變(biàn)頻(pín)器等配合，實現(xiàn)電(diàn)動機自動(dòng)或(huò)遠程(chéng)控(kòng)製(zhì)，監視(shì)，控製各(gè)個(gè)工藝設備,保障正(zhèng)常(cháng)生產(chǎn)。

6.4.4能耗(hào)管理(lǐ)

為(wéi)水務搭建計量(liáng)體係，顯示(shì)水務(wù)的(dí)能(néng)源流(liú)向(xiàng)和能(néng)源(yuán)損(sǔn)耗，通過(guò)能源(yuán)流向圖幫助水務分析(xī)能(néng)源消(xiāo)耗去(qù)向，找出(chū)能源消(xiāo)耗異常區域(yù)。

將(jiāng)所(suǒ)有(yǒu)有關能源的參數集中(zhōng)在(zài)一個(gè)看(kàn)板中，從(cóng)多個維(wéi)度對比分(fēn)析(xī)，實現各(gè)個(gè)工(gōng)藝(yì)環節的能耗對比(bǐ)，幫(bāng)助領導(dǎo)掌控整個工廠(chǎng)的能源(yuán)消(xiāo)耗(hào)，能(néng)源成(chéng)本，標(biāo)煤(méi)排放(fàng)等(děng)的(dí)情況(kuàng)。

能耗數(shù)據統計(jì)采集(jí)水務(wù)中(zhōng)汙(wū)水廠，自來(lái)水廠，水泵(bèng)站(zhàn)等的用電，用(yòng)水(shuǐ)，燃氣，冷熱(rè)量消耗(hào)量，同(tóng)環(huán)比對比分析，能耗(hào)總量和(hé)能(néng)耗強度(dù)計(jì)算，標煤(méi)計算和CO2排放(fàng)統計趨勢(shì)。

能效分析(xī)按(àn)三(sān)級計量(liáng)架(jià)構，分別進行能效分析，契合能源管理(lǐ)體(tǐ)係(xì)要求，可(kě)對各車間/職(zhí)能(néng)部門的能效水平進行(háng)分析，同(tóng)比，環比，對標等(děng)。通過(guò)汙水處(chǔ)理產量以(yǐ)及(jí)係(xì)統采集的(dí)能耗數(shù)據，在汙水單(dān)耗中(zhōng)生成汙(wū)水單耗(hào)趨(qū)勢圖(tú)，並進行同比和環比(bǐ)分析(xī)，同時將(jiāng)汙水(shuǐ)的單耗與行(háng)業/國家指(zhǐ)標(biāo)對標，以便(biàn)企(qǐ)業能夠根據(jù)產(chǎn)品單(dān)耗(hào)情(qíng)況(kuàng)來(lái)調整(zhěng)生產(chǎn)工藝(yì)，從而降(jiàng)低能耗。

6.4.5智能照明控製

係統(tǒng)為汙水(shuǐ)廠(chǎng)，自來水廠(chǎng)，水泵站等(děng)提供(gōng)了照明控(kòng)製管(guǎn)理方案(àn)，支(zhī)持(chí)單控(kòng)，區(qū)域控(kòng)製，自動控(kòng)製，感(gǎn)應(yīng)控製(zhì)，定時控製(zhì)，場景(jǐng)控製(zhì)，調(tiáo)光(guāng)控(kòng)製(zhì)等(děng)多種(zhǒng)控製(zhì)方式(shì)，模(mó)塊可(kě)根據經緯(wěi)度(dù)自(zì)動識(shí)別(bié)日(rì)出日落時間(jiān)實(shí)現(xiàn)自(zì)動控(kòng)製功(gōng)能，盡量利(lì)用自(zì)然光(guāng)照，實現室內，廠區(qū)照明(míng)的智(zhì)能(néng)控製達(dá)到安(ān)全，節(jié)能的目(mù)的。

6.4.6電氣(qì)安全(quán)

①電(diàn)氣火(huǒ)災監(jiān)測：監(jiān)測(cè)配電(diàn)係(xì)統(tǒng)回路的漏電電流和(hé)綫纜溫度，實(shí)現(xiàn)對汙水(shuǐ)廠(chǎng)，自(zì)來(lái)水(shuǐ)廠(chǎng)，水泵站(zhàn)的(dí)電(diàn)氣(qì)安(ān)全(quán)預警。

②消防(fáng)應(yīng)急照(zhào)明(míng)和(hé)疏(shū)散指示(shì)：根據(jù)預先(xiān)設置的(dí)應急(jí)預案快速啟(qǐ)動疏(shū)散方案(àn)引導人(rén)員疏散(sàn)。係統(tǒng)接(jiē)入消防(fáng)應(yīng)急(jí)照明指示(shì)係統(tǒng)數據，通過(guò)平麵圖顯示疏散指(zhǐ)示(shì)燈具(jù)工作(zuò)狀(zhuàng)態和(hé)異(yì)常情況(kuàng)。

③消(xiāo)防(fáng)設(shè)備電(diàn)源監測：監(jiān)測消防設備的(dí)工(gōng)作電(diàn)源是否正(zhèng)常，保障(zhàng)在(zài)發生火(huǒ)災時(shí)消(xiāo)防設備可以正(zhèng)常投入使用(yòng)。

④防(fáng)火門監控係(xì)統：防(fáng)火(huǒ)門監控係統集中控製其各終(zhōng)端(duān)設(shè)備即防火門監控模塊，電動(dòng)閉(bì)門器，電磁釋放器的(dí)工作(zuò)狀態(tài)，實時監(jiān)測(cè)疏(shū)散通(tōng)道(dào)防火門(mén)的(dí)開(kāi)啟(qǐ)，關(guān)閉及(jí)故障(zhàng)狀態，顯示終(zhōng)端(duān)設備開路，短路(lù)等故(gù)障信(xìn)號(hào)。係統采用消(xiāo)防二總(zǒng)綫(xiàn)將(jiāng)具有(yǒu)通(tōng)信(xìn)功能(néng)的監控模塊相(xiāng)互(hù)連接(jiē)起來(lái)，當終(zhōng)端(duān)設(shè)備(bèi)發(fā)生短路(lù)，斷路等故(gù)障時，防(fáng)火門監(jiān)控(kòng)器(qì)能(néng)發出報警(jǐng)信(xìn)號(hào)，能指(zhǐ)示報警部(bù)位並保(bǎo)存報(bào)警(jǐng)信(xìn)息，保(bǎo)障了電氣(qì)安全的可靠(kào)性。

6.4.7 環境(jìng)監(jiān)測(cè)

汙(wū)水(shuǐ)廠，自來水廠(chǎng)，水(shuǐ)泵(bèng)站等場所溫濕度(dù)，煙霧，積水(shuǐ)浸水，視頻，UPS電池(chí)間可(kě)燃氣(qì)體濃(nóng)度(dù)展示和預(yù)警(jǐng)，保(bǎo)障汙水(shuǐ)廠(chǎng)，自來水廠，水泵站(zhàn)等(děng)安全運(yùn)行。當(dāng)可(kě)燃氣體(tǐ)或有害(hài)氣體(tǐ)濃(nóng)度(dù)超標可(kě)自動(dòng)啟(qǐ)動(dòng)排風風機(jī)或新風(fēng)係統(tǒng)，排(pái)除隱(yǐn)患，保(bǎo)持良好的(dí)水處理環(huán)境。

6.4.8分(fēn)布(bù)式光伏(fú)監測

實時監測低(dī)壓並(bìng)網(wǎng)櫃(guì)每(měi)路的電流，電(diàn)壓(yā)，功率等(děng)電氣(qì)參數(shù)及斷路器開關狀(zhuàng)態(tài)，逆變器運行監視，對(duì)逆(nì)變器直流(liú)側每一光伏(fú)組串的輸(shū)入直流(liú)電(diàn)壓，直流電流(liú)，直流功率，逆(nì)變器交(jiāo)流電壓(yā)，交流(liú)電(diàn)流，頻率，功率(shuài)因(yīn)數，當(dāng)前發(fā)電功率(shuài)，累計發(fā)電(diàn)量(liáng)進行監(jiān)測，以(yǐ)曲綫方(fāng)式繪製上述監(jiān)測的各(gè)個(gè)參(cān)量的(dí)歷史(shǐ)數(shù)據。

平台結合(hé)廠區實(shí)際分布(bù)情況，通過3D或2.5D平麵圖顯示(shì)分布(bù)式光(guāng)伏(fú)組(zǔ)件(jiàn)在(zài)屋頂(dǐng)，車(chē)棚(péng)的分布(bù)情況(kuàng)，顯示匯(huì)流箱，並網(wǎng)點位(wèi)置(zhì)，各(gè)個屋頂的(dí)裝機(jī)容(róng)量(liáng)。

6.4.9工藝(yì)仿(fǎng)真(zhēn)監(jiān)控(kòng)

平台通(tōng)過2D，3D方式(shì)實時監視粗格柵，汙水提(tí)升，細(xì)格柵(zhà)，曝(pù)氣沉(chén)砂，改良(liáng)生化(huà)處(chǔ)理，二沉，加氯(lǜ)接觸消(xiāo)毒(dú)，汙(wū)泥濃縮壓(yā)濾，生(shēng)物(wù)除臭(chòu)等(děng)工(gōng)藝(yì)設備運行(háng)狀(zhuàng)態(tài)。在格柵清渣機，汙水(shuǐ)提(tí)升泵，回(huí)流泵(bèng)，曝氣風機，加(jiā)藥(yào)泵，濃(nóng)縮壓濾(lǜ)機(jī)，吸沙泵，吸泥泵等低壓(yā)電動(dòng)機控製櫃(guì)或低(dī)壓饋電櫃安(ān)裝電動(dòng)機保(bǎo)護，進行短(duǎn)路(lù)，過流，過載，起動超時，斷相，不平(píng)衡(héng)，低(dī)功率，接(jiē)地/漏(lòu)電(diàn)，te保護(hù)，堵轉，逆序，溫度等保護以及外(wài)部故障連(lián)鎖停機(jī)，與(yǔ)PLC，軟(ruǎn)啟(qǐ)，變頻器等(děng)配合(hé)，實現(xiàn)電動(dòng)機(jī)自動或(huò)遠程控製(zhì)，監視(shì)，控製各(gè)個工(gōng)藝(yì)設(shè)備,保障正(zhèng)常生產。

7 相(xiāng)關(guān)平(píng)台(tái)部(bù)署(shǔ)硬(yìng)件選型清單

8結語

寶安(ān)區是深(shēn)圳的行政大(dà)區，產(chǎn)業大區(qū)和人口大區(qū)，充(chōng)分(fēn)利用新一(yī)代(dài)信息技(jì)術(shù)，采用鬆耦合架構模式(shì)，構建智能(néng)感知(zhī)，數據融(róng)合(hé)和(hé)智(zhì)慧應(yīng)用三大體(tǐ)係實現(xiàn)涉水事務(wù)感知，監管及(jí)決(jué)策(cè)的全(quán)過(guò)程智能(néng)管(guǎn)控是寶安(ān)區(qū)智(zhì)慧水務建設(shè)的(dí)核(hé)心(xīn)任務。文章根據寶(bǎo)安(ān)區(qū)當前(qián)水(shuǐ)務現(xiàn)狀(zhuàng)，針(zhēn)對目(mù)前水(shuǐ)務(wù)管理(lǐ)業(yè)務(wù)現狀存在的(dí)主要(yào)問題，初步構建了以“一(yī)張網(wǎng)，兩支(zhī)撐，三門戶(hù)，四應(yīng)用(yòng)，四體係(xì)”為總體框(kuàng)架的(dí)智慧(huì)水(shuǐ)務係統(tǒng)，同時提出了智慧(huì)水(shuǐ)務數據清(qīng)洗“三(sān)階段”設(shè)計方案，可(kě)為推動寶安區(qū)智慧(huì)水(shuǐ)務建(jiàn)設(shè)提(tí)供(gōng)參(cān)考。

【參考(kǎo)文(wén)獻(xiàn)】

[1] 孔(kǒng)祥文(wén)長江大保護試點城市智(zhì)慧水務係(xì)統構(gòu)建探(tàn)索(suǒ)[J].水利信(xìn)息(xī)化，2020(6):12-16.

[2] 王才(cái)品，陸(lù)廣(guǎng).淺(qiǎn)談(tán)霍山縣智(zhì)慧水(shuǐ)務運行管(guǎn)理平(píng)台的(dí)設(shè)計(jì)思(sī)路[]]，現(xiàn)代信息科技，2020，4(22):140-143.

[3] 李鐸(duó).深圳寶安(ān)區(qū)智慧水務係(xì)統(tǒng)構建及(jí)數據(jù)處理(lǐ)技(jì)術研(yán)究(jiū)[J].水(shuǐ)利技術監督，2022，9(11):35-38.

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