供水企業信息化建設與系統應用集成探討

□文/ 夏慶祥

（1.安徽理工大學計算機科學與工程學院；2.淮南首創水務有限責任公司 安徽·淮南）

一、國內供水企業信息化建設現狀分析

上世紀九十年代初期自來水行業就不同程度地開始致力于管理信息系統的建設。特別是近幾年“數字供水”、建設信息社會等概念的出現，對自來水企業信息化的要求越來越高。以生產管理、管網管理、營業管理、無紙化辦公為主要核心的管理信息系統，已成為城市供水企業工作中不可缺少的工具。

在基礎生產層面，以供水調度系統（SCADA）為基礎的數據系統能很好地解決設備實時運行狀態監測的數據采集、分析等支持功能；在基礎（經營）層面，以營業收費系統（BIS）為核心，并與辦公自動化（OA）等常規管理系統對接，理順企業的人流、物流、資金流和業務流，能夠解決企業在成本利潤管理和業務處理方面的問題。

但是，目前多數供水企業的信息化只是完成了傳統的業務流程管理，遠遠沒有實現信息化帶動企業現代化的目的。很多供水企業雖然建設了基礎數據庫，積累了大量數據，但尚不注重數據的整理和挖掘。系統建設缺少一個規范的自來水信息統一管理平臺；一些子系統各自為政，信息的處理和流轉只局限于本部門，不能在整個公司進行很好的共享，信息孤島現象嚴重。目前，供水企業的管網及相關設施數據，絕大部分采用人工和紙質方式進行保存，一方面對于管網的整體情況無法進行完整、精確的描述，同時對于數據的更新容易造成大量紙質文檔的作廢和變更。另外，由于人員的變動而造成管網數據丟失經常發生。

二、供水企業信息化應用集成

（一）企業應用集成基本概念。企業應用集成，即EAI，是完成組織內外的各種異構系統、應用和數據源之間共享、交換信息、協作的途徑、方法、標準和技術；原則是集成多個系統并保證各個系統互不干擾。

企業服務總線，即ESB，提供了網絡中最基本的連接中樞，是構筑企業神經系統的必要元素。ESB 的出現改變了傳統的軟件架構，可以提供比傳統中間件產品更為廉價的解決方案，同時它還可以消除不同應用之間的技術差異，讓不同的應用服務器協調運作，實現了不同服務之間的通信與整合。

（二）企業應用集成的應用層面。企業應用集成的應用主要表現在用戶界面集成，用戶交互的集成；流程集成，跨應用系統的業務流程的集成；應用集成，多應用系統間的交互；數據（信息）集成，保證多個系統中的信息保持一致。（圖1）

（三）供水企業應用集成的重點

1、建立統一的企業信息平臺。此平臺可使企業內部上至高層領導，下至普通員工都可以通過各自的權限在瀏覽器上共享、分析、處理和應用企業內部的各種信息，實現生產自動化、運營智能化、管理決策科學化、信息資源化和運作網絡化。

2、建立穩定可靠的核心數據交換中心。通過對各個業務環節信息數據的實時全面采集和發送，實現企業運營信息的集中存儲，形成一個信息共享體，帶動整個業務流程運作順暢，保證決策管理系統對各個業務環節的監控和指揮。

（四）供水企業應用集成設計特征

1、GI S/SCADA一體化設計。GIS（地理信息系統）在供水管網系統中的應用正逐漸普及，能對管網及其附屬設施的空間分布及屬性資料進行整合管理，管網監測/控系統（或SCADA）與管網GIS 系統的一體化設計將有效地利用管網空間信息平臺，提高監測信息的可讀性，有助于分析理解監測信息的地域關聯性、空間代表性（影響范圍）。

一體化設計還能保證管網信息（空間）和監測信息（時空）的數據庫共享、數據處理/分析模塊的共享。這將提高系統的集成性和運作效率，有利于節省系統投資。

2、監測和控制分開設計和分步實施。由于監測系統的一般性可以對其進行產品化設計，并依據不同通訊方式提供幾種方案備選（如無線、有線）。這能從產品設計策略上保證系統的專業性從而保證系統的可靠性、穩定性和實用性，利于開發出性價比高的產品。

控制過程的設計和實施具有很強的特殊性和專業性，因各水司供水系統的具體情況而定。監控過程的設計和實現可通過模塊化設計加載到監測系統平臺上來實現。

3、所有基礎數據最終用于決策支持。

4、先進、可靠、穩定、高效的數據通訊系統。采用的數據通訊系統應具有較好的時效性，符合當今通訊技術的主流發展方向。系統的設計應考慮針對不同水司，不同發展階段的需求擬定多種備選方案，各方案之間應有較好的承繼性、可升級性。

5、系統的可伸縮/ 擴展性。應考慮水司經費投入的時效性，現階段的主要需求以及各種軟硬件環境的制約，做到“統籌規劃，分步實施”。如系統配置方案可考慮：（a）基于文件或個人數據庫的方式存儲數據；（b）采用C/S 方式，實現全局數據共享；（c）WEB 方式，實現數據在Internet 上的共享。

（五）供水企業應用集成的特征

1、基于物聯網的通信技術。基于移動或寬帶通信構建自來水供水調度監控系統，實現管網監控點的無線數據傳輸具有可充分利用當代先進通信技術、現有網絡，縮短建設周期，降低建設成本的優點，而且設備安裝方便、維護簡單，具有電信級的通信質量。

2、可視化監測平臺。傳統上，監控上位機軟件以采用組態軟件為主，但除對水廠生產調度外，組態軟件并不能滿足供水管網空間分布的可視化監控要求。新一代的管網遠程監測系統將采用基于GIS 技術的可視化平臺，將管網GIS 和管網SCADA（數據采集與監控系統）整合，建立統一的平臺，實現一體化設計。這有利于將監控系統的時空分布數據賦予GIS 天生的地理數據處理和拓撲建構功能，使寶貴的監測數據得到最有效的應用。

基于GIS 技術，監控主頁面可以將管網GIS 數據和監測數據有機地結合。如監測主頁面可以為基于GIS 的管網動態運行圖，背景層為供水區域地理底圖，配置供水干管及主要附屬設施和監測點圖層。顯示各供水控制監測點位置及對各控制點監測類型（如壓力、流量、水位或水質參數）的標注。通過顏色或圖形變換顯示供水系統的動態狀況。針對具體的監測對象，如泵站流量、高位水池等供、配水設施可視化監測平臺通過窗體提供組態畫面，動態顯示監測工況。

三、供水企業信息化建設應用集成發展趨勢展望

（一）分區計量系統方面。通過布設流量儀/計將整個供水區域劃分為若干個能獨立實現供用水計量的區間，即區間計量，這是目前國際水協（IWA）推薦的關于大面積管理和控制管網供用水產銷差的有效手段。

新一代的管網監測平臺能進一步開發實現區間計量功能，如將區間流量計位置和監測數據、用戶資料（如水表位置、用水記錄）等加載入現有監測平臺，即可及時方便地利用GIS強大的空間分析功能進行月（或日）區間供用水產銷差、漏失率分析。

（二）壓力管理系統方面。通過壓力管理系統與GIS、SCADA、DMA 系統的配合應用，解決壓力管理在管網漏損控制方面的效果難以定量準確的難題。通過管網壓力遠程監測資料，不僅可以通過水泵或水塔調節供水壓力，還可在壓力分區安裝流量調節閥，如減壓閥（PRV）等進出水控制設施，實現壓力的遠程監控。

（三）爆管預警系統和滲漏預警系統方面。進行系統應用集成后，采用的是基于人工智能和管網遠程監測系統的技術，對供水系統分層監測。如第一層（頂層）為DMA（計量小區），系統能對爆管及漏損監測報警，但不能具體定位；第二層為要求系統對爆管及漏損發生在DMA 的哪個子層定位；第三層為管線層，系統將定位發生爆管及或高漏損的管段。

進行系統應用集成后，通過采用爆管預警系統和滲漏預警系統，將大大縮短爆管及漏損定位及修復時間。如采用現行的在管網上安裝數據自動記錄器，并通過人工取回數據分析、定位事故和修復的時間至少需要三個星期（英國案例），采用新的系統后所需時間可以縮短至2～3 天。

（四）水力模型方面。水力模型在經過建立和長期修正校核后在供水企業的生產調度、管網規劃設計和運營決策等各個方面都將得到更廣泛的應用。

[1]陳大東.供水企業信息化建設淺談[J].福建電腦，2011.5.

[2]張瑋.供水企業信息系統建設探索[J].內蒙古科技與經濟，2007.8.

[3]徐友武.供水企業信息化建設研究[J].電腦知識與技術，2008.33.