論數(shù)字供水管理平臺設(shè)計(jì)架構(gòu)

汪曄

寧海縣排水有限公司 浙江寧海 315600

供水行業(yè)是傳統(tǒng)的民生保障行業(yè)，從第一座自來水廠誕生至今已有上百年的歷史，在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的數(shù)字經(jīng)濟(jì)背景下，將供水與數(shù)字概念結(jié)合，建設(shè)數(shù)字供水管理平臺是現(xiàn)代供水行業(yè)打破傳統(tǒng)、自我革新，提高管理效率，向數(shù)字化管理要效益的實(shí)踐和探索。結(jié)合實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，數(shù)字供水管理平臺應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行架構(gòu)[1]。

1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)字供水綜合管理平臺是自來水企業(yè)的神經(jīng)中樞，所有相關(guān)的應(yīng)用子平臺應(yīng)以綜合管理平臺為基礎(chǔ)，將子平臺數(shù)據(jù)與綜合管理平臺共享，并在傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)編碼等方面要符合綜合管理平臺要求。平臺框架要分為感知層、數(shù)據(jù)層、支撐層和應(yīng)用層進(jìn)行搭建，這四層的主要應(yīng)用功能如下描述：

1.1 感知層

感知層是具備設(shè)備數(shù)據(jù)采集的功能，相配套的設(shè)備必須有數(shù)據(jù)采集、收發(fā)裝置并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化管理控制、聯(lián)網(wǎng)的能力。在供水行業(yè)中，感知層的設(shè)備應(yīng)包含遠(yuǎn)程流量計(jì)、遠(yuǎn)程壓力傳感器、遠(yuǎn)程水質(zhì)傳感器、自來水廠PLC 自控模塊、水表數(shù)據(jù)傳感器、電動(dòng)閥門等。

1.2 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層是整個(gè)數(shù)字供水管理平臺的數(shù)據(jù)倉庫，感知層所采集到的數(shù)據(jù)，全部要分門別類地匯集到這一層，為下一層的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用打好基礎(chǔ)。主要包含了自來水生產(chǎn)過程中和自來水管道中水質(zhì)、水量、水壓數(shù)據(jù)、自來水管道地理信息數(shù)據(jù)、自來水營業(yè)收費(fèi)數(shù)據(jù)等[2]。

1.3 支撐層

支撐層也可定義為接口層，主要是把數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)快速地分配到應(yīng)用層中的各個(gè)系統(tǒng)中，起到承上啟下的作用，提供物聯(lián)網(wǎng)接入、位置服務(wù)、構(gòu)建業(yè)務(wù)等服務(wù)。

1.4 應(yīng)用層

應(yīng)用層是數(shù)字供水管理平臺各子系統(tǒng)的應(yīng)用端，可以根據(jù)自來水公司的實(shí)際需求進(jìn)行開發(fā)部署。一般而言，應(yīng)具備自來水營業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)、自來水新用戶報(bào)裝系統(tǒng)、客服系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、水質(zhì)水量遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)、辦公OA 系統(tǒng)、自來水廠生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)等。

在總體架構(gòu)設(shè)計(jì)中，還需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和規(guī)范，建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)庫，從而保證各系統(tǒng)之間兼容性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定率高。

2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

自來水公司涉及的用戶多、硬件多，相應(yīng)的數(shù)據(jù)量非常龐大，在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)要注意選用穩(wěn)定性強(qiáng)、擴(kuò)展性好的硬件設(shè)備，企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和服務(wù)器是必備的，從而可以確保數(shù)據(jù)能夠高效便捷地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用和共享。

3 服務(wù)器架構(gòu)

服務(wù)器是整個(gè)平臺的核心，相當(dāng)于人類的大腦。為滿足日常業(yè)務(wù)處理要求，服務(wù)器設(shè)計(jì)采用雙機(jī)集群，分別配置數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器。其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是核心設(shè)備，擁有可靠性強(qiáng)、容錯(cuò)性高的能力，具備高速處理大數(shù)據(jù)、大冗余等功能，同時(shí)還要有非常高的安全穩(wěn)定性能。應(yīng)用服務(wù)器主要部署數(shù)字供水管理平臺的各個(gè)子系統(tǒng)，滿足日常業(yè)務(wù)處理量即可。

4 存儲(chǔ)備份設(shè)計(jì)

4.1 存儲(chǔ)系統(tǒng)

存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)用SAN 技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，配備的主要硬件設(shè)備是光纖交換機(jī)、磁盤陣列、存儲(chǔ)服務(wù)器。其中光纖交換機(jī)應(yīng)是企業(yè)級交換機(jī)，滿足高通量、短延時(shí)的需要；磁盤陣列應(yīng)是存量大、擴(kuò)展性強(qiáng)、穩(wěn)定性強(qiáng)，具有雙控制器；服務(wù)器應(yīng)是高性能計(jì)算能力強(qiáng)的配置[3]。

4.2 備份系統(tǒng)

備份系統(tǒng)是整個(gè)平臺數(shù)據(jù)安全的重要保障，當(dāng)數(shù)據(jù)安全事故發(fā)生時(shí)，備份系統(tǒng)應(yīng)能第一時(shí)間準(zhǔn)確無誤地恢復(fù)數(shù)據(jù)。主要由備份軟件、光纖交換機(jī)虛擬存儲(chǔ)庫和備份服務(wù)器組成。系統(tǒng)應(yīng)具備實(shí)時(shí)在線備份的能力，同時(shí)還不能影響數(shù)據(jù)系統(tǒng)帶寬、速度。具體拓?fù)鋱D如下：

5 結(jié)語

數(shù)字供水管理平臺是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，涉及軟件編程、硬件配備等方方面面，也和供水企業(yè)的工作流程密切關(guān)聯(lián)，在架構(gòu)過程中要配備強(qiáng)有力的支撐團(tuán)隊(duì)，更需要供水企業(yè)決策者的直接參與。文章從幾個(gè)方面進(jìn)行了闡述，初步描繪了整體的思路，實(shí)施過程中要結(jié)合實(shí)際情況開展。