幾種關(guān)鍵技術(shù)在智慧水廠中應(yīng)用

董姍　廖曉歡

[摘要]智慧水廠對于構(gòu)建智慧城市具有重要意義，先進技術(shù)的運用是智慧水廠建設(shè)的核心，文章重點介紹了人工智能技術(shù)，BIM技術(shù)，機器人技術(shù)，視頻識別技術(shù)在智慧水廠中的應(yīng)用，為智慧水廠的建設(shè)和發(fā)展提供一些參考。

[關(guān)鍵詞]智慧水廠;人工智能;BIM;機器人;視頻識別

文章編號：2095 - 4085（ 2019） 04 - 0097 - 01

近年來智慧城市大力推行，智慧水廠是智慧城市的重要環(huán)節(jié)。智慧水廠通常指以新一代信息技術(shù)為手段，實現(xiàn)生產(chǎn)，運行，維護，調(diào)度和服務(wù)等全過程，各環(huán)節(jié)高度信息互通，反應(yīng)快捷，管理有序的高效節(jié)能，綠色環(huán)保，環(huán)境舒適水廠。

智慧水廠是自動化水廠向更高階段發(fā)展的結(jié)果，其中使用到的關(guān)鍵技術(shù)有人工智能技術(shù)，BIM技術(shù)，機器人技術(shù)，視頻識別技術(shù)等。下面將分別予以介紹。

1人工智能技術(shù)

自動化水廠能做到依據(jù)設(shè)定的目標程序自動運行，但是缺乏獨立的分析和判斷，不能主動調(diào)整優(yōu)化，如將人工智能技術(shù)應(yīng)用到水廠，水廠就擁有了“智慧大腦”。

人工智能技術(shù)是研究，開發(fā)用于模擬，延伸和擴展人的智能的技術(shù)。人工智能運用到水廠中能主動挖掘采集到的數(shù)據(jù)信息，通過機器自我學習及建模仿真，獨立做出分析、預測和判斷，并據(jù)此調(diào)整一系列設(shè)備的動作或發(fā)送出相關(guān)信號供人決策。例如通過原水監(jiān)測點水質(zhì)傳感器采集到的水質(zhì)信息，結(jié)合對歷史數(shù)據(jù)的分析得到的規(guī)律和實時工藝仿真結(jié)果，自動調(diào)整處理時間，藥劑投加量等參數(shù)，并通過各處理過程水質(zhì)檢測結(jié)果的反饋，及時修正處理時間、藥劑投加量等參數(shù)，使其短時間就達到最佳的處理效果。

目前，一些廠商已研發(fā)出內(nèi)置人工智能學習引擎的水廠的綜合人工智能平臺，通過整合水廠各類資源數(shù)據(jù)，實現(xiàn)智慧生產(chǎn)，智慧管理，智慧維護等智慧應(yīng)用。

2 BIM技術(shù)

我國很多水廠存在重建設(shè)輕維護的現(xiàn)象，即設(shè)備與相應(yīng)的控制系統(tǒng)先進，完善，但是設(shè)備及其控制系統(tǒng)維護落后，欠缺，如將BIM技術(shù)應(yīng)用到水廠，水廠就擁有了“智慧維護員”。

BIM技術(shù)可應(yīng)用于工程建設(shè)全生命周期——規(guī)劃，設(shè)計，施工，運維的數(shù)字化管理。目前，不少水廠在設(shè)計和施工中已使用BIM技術(shù)，但在水廠運維階段應(yīng)用極少。將BIM應(yīng)用于水廠的運維正是智慧水務(wù)一個重要的發(fā)展方向。

BIM竣工模型能夠反映工程實體的最終狀態(tài)，包含全過程的信息記錄。在智慧水廠中，利用BIM技術(shù)建立機械設(shè)備，電氣設(shè)備，儀器儀表等設(shè)備檔案管理系統(tǒng)，將設(shè)備技術(shù)參數(shù)，生產(chǎn)廠家，安裝時間，倉庫備品備件，檢修維護時間，發(fā)生故障類型及故障時間等信息全部錄入檔案管理系統(tǒng)并實時保持數(shù)據(jù)庫更新，利用這些信息可以自動制定全廠所有設(shè)備檢修維護計劃，規(guī)范維護工作，避免了由于手工記錄造成的錯檢漏檢，提高數(shù)據(jù)的真實性和可用率，為維修提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，推動預防性維修的實現(xiàn)。利用設(shè)備檔案管理系統(tǒng)結(jié)合BIM三維模型，還可以在全廠BIM模型中隨時查看某個設(shè)備的相關(guān)信息，為突發(fā)設(shè)備故障分析處理提供數(shù)據(jù)支持。

3機器人技術(shù)

機器人技術(shù)已在許多智能化工廠中實現(xiàn)少人化或無人化以及遠程管理的目標，也可以在智慧水廠中發(fā)揮重要作用，給水廠配置“智慧生產(chǎn)管理員”。

智能巡檢機器人可替代傳統(tǒng)人工巡檢，其通過自主導航、指揮中心遠程遙控或用戶設(shè)置的巡檢路線，在任何時間、各種環(huán)境和天氣條件下，對水廠的生產(chǎn)設(shè)施進行巡檢。通過機器人搭載的攝像頭，可對現(xiàn)場主要設(shè)備控制柜的指示燈，主要儀表度數(shù)進行讀取和分析，從而輔助判斷設(shè)備的運行狀態(tài);通過機器人搭載的各類傳感器，可對易燃易爆危險空間的環(huán)境指標進行檢測，判斷環(huán)境指標是否超過正常范圍。機器人在巡檢過程中，根據(jù)需要，實時回傳清晰度較高的圖像或視頻，在設(shè)備狀態(tài)異常或環(huán)境指標超標時回傳報警信號。

水下或管道檢測機器人還可以對水下設(shè)備運行情況或管道是否堵塞進行檢測并實時回傳現(xiàn)場圖片會視頻。

4視頻識別技術(shù)

視頻監(jiān)控在水廠安防系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，但是通常需要值班人員盯著顯示器，人工識別安防事件，由于監(jiān)控點數(shù)量較多，值班人員精力有限，容易漏判安防事件，造成重大損失，如將頻識別技術(shù)應(yīng)用到水廠，水廠就擁有了“智慧護衛(wèi)”。

以智能識別主機為核心的智能安防系統(tǒng)，可以實時分析布置于水廠各處攝像機采集到的圖像，主動進行人臉識別，并將識別結(jié)果關(guān)聯(lián)到工作人員管理數(shù)據(jù)進行辨別判斷，若識別結(jié)果不是廠區(qū)工作人員或其他準許進入人員，則傳送報警信號至控制中心;還可以主動進行運動識別，通過在軟件中虛擬若干區(qū)域，判斷圖像中的人員是否在正確的行動區(qū)域或是否進入危險區(qū)域，一旦發(fā)現(xiàn)異常，就傳送報警信號至控制中心。

智慧水廠的構(gòu)建是一個系統(tǒng)工程，離不開先進技術(shù)的支撐。本文介紹了人工智能技術(shù)，BIM技術(shù)，視頻識別技術(shù)，機器人技術(shù)在智慧水廠中的應(yīng)用，有的已開始使用，有的即將使用，這些技術(shù)及本文還未介紹的其他技術(shù)共同推進水廠智慧化不斷進入更高階段，進而協(xié)助構(gòu)建高水平的智慧城市。

參考文獻：

[1]杜丹，趙建明，水廠智慧水務(wù)建設(shè)規(guī)劃[J].供水技術(shù).2017.（12）.

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