淺析智慧化供水管網(wǎng)管理體系建設(shè)

席 峰

（重慶市渝南自來(lái)水有限公司，重慶 401320）

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的不斷加快，城鎮(zhèn)供水覆蓋面積也在進(jìn)一步擴(kuò)大，目前，很多自來(lái)水公司傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足社會(huì)群眾的用水需求，特別是在當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及現(xiàn)代信息化技術(shù)的推動(dòng)下，供水系統(tǒng)的智能化建設(shè)以及智慧化發(fā)展的趨勢(shì)愈加明顯。從整體的建設(shè)角度上來(lái)說(shuō)，智慧供水體系的運(yùn)行，也趨向于通過(guò)自動(dòng)化控制的手段發(fā)展，而自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠讓智慧供水系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定安全。因此，在新時(shí)期必須以供水管網(wǎng)建設(shè)的實(shí)效性和系統(tǒng)性為基礎(chǔ)原則，采用現(xiàn)代化新型信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)的智能化建設(shè)，不斷促進(jìn)智慧化供水管網(wǎng)體系的發(fā)展。

1 智慧化供水管網(wǎng)體系的總體建設(shè)規(guī)劃

其實(shí)，在智慧供水系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，系統(tǒng)的整體鋪設(shè)主要是由不同層級(jí)以及不同的服務(wù)對(duì)象構(gòu)成的子系統(tǒng)相互融合而形成的完整體系，因此，智慧供水系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)本身就具備較強(qiáng)的層次性與綜合性。在規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中，我們將智慧供水系統(tǒng)的構(gòu)成概括為以下幾個(gè)方面：輸水管線(xiàn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、后臺(tái)對(duì)輸水管網(wǎng)供水的調(diào)度管理網(wǎng)絡(luò)，以及蓄水池和增壓泵運(yùn)行的管理系統(tǒng)等等。而在管理過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)智能化系統(tǒng)管理，主要采用了以太網(wǎng)來(lái)進(jìn)行供水系統(tǒng)輸水過(guò)程中的信息交互，而對(duì)于供水網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控以及數(shù)據(jù)的管理，主要是通過(guò)服務(wù)器HMI 組態(tài)監(jiān)控軟件來(lái)完成的，而對(duì)于供水系統(tǒng)，供水過(guò)程中參數(shù)信息的收集，則需要通過(guò)傳感器設(shè)備與后臺(tái)中心監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)主從通訊協(xié)議來(lái)完成。

2 智慧化供水系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中主要應(yīng)用的技術(shù)

2.1 智慧供水?dāng)?shù)據(jù)中心

智慧供水?dāng)?shù)據(jù)中心提供了供水管網(wǎng)建設(shè)的GIS 數(shù)據(jù)與供水管網(wǎng)的其他運(yùn)行參數(shù)，同時(shí)，還兼具了對(duì)供水系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的分布式管理功能，能夠及時(shí)解決供水過(guò)程中發(fā)生的各類(lèi)問(wèn)題。智慧供水?dāng)?shù)據(jù)中心在建設(shè)的過(guò)程中包含了數(shù)據(jù)信息庫(kù)、供水系統(tǒng)操控體系以及后臺(tái)中心管理平臺(tái)的搭建。智慧供水系統(tǒng)的建立，能夠?qū)?lái)自于不同子數(shù)據(jù)庫(kù)的異源異構(gòu)數(shù)據(jù)整理成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，并且這種數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化形式并不會(huì)改變?cè)緮?shù)據(jù)中包含的基礎(chǔ)內(nèi)容。在智慧供水系統(tǒng)建設(shè)中，還能將這些不同種類(lèi)的數(shù)據(jù)通過(guò)邏輯運(yùn)算方法以及有機(jī)轉(zhuǎn)換形式進(jìn)行分析和整合，這與傳統(tǒng)的水務(wù)系統(tǒng)只是單純意義的將數(shù)據(jù)進(jìn)行物理整合具有較大的差異性。因此，通過(guò)對(duì)智慧供水系統(tǒng)的建設(shè)，能夠有效地對(duì)不同子數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行共享和傳遞，對(duì)供水系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘[1]。

除此之外，在智慧供水系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)過(guò)程中還需要建設(shè)供水系統(tǒng)操控體系。這種操作體系能夠集成不同供水子系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)供水系統(tǒng)基礎(chǔ)功能以及專(zhuān)業(yè)問(wèn)題業(yè)務(wù)處理功能的倉(cāng)儲(chǔ)式管理模式，并且可以根據(jù)不同子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)支持方式，快速地搭建與子系統(tǒng)之間的功能配置模式。這種控制系統(tǒng)的構(gòu)建能夠更加便捷地與原有供水子系統(tǒng)進(jìn)行功能方面的整合，并為新系統(tǒng)的擴(kuò)張?zhí)峁└鄬?duì)接渠道，盡最大可能避免原有信息系統(tǒng)中資源的浪費(fèi)。

最后，在搭建管理平臺(tái)的過(guò)程中需要大力應(yīng)用插件式二次開(kāi)發(fā)技術(shù)，不僅要在后臺(tái)數(shù)據(jù)管控中心的界面上實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的管理，同時(shí)，還要在不同的管理環(huán)節(jié)搭建管理平臺(tái)。在不同環(huán)節(jié)搭建管理平臺(tái)時(shí)，可以對(duì)供水業(yè)務(wù)流程以及供水業(yè)務(wù)功能提供管理方面的技術(shù)支持，讓管理方式能夠面向不同的供水業(yè)務(wù)。從而保障供水業(yè)務(wù)在流通環(huán)節(jié)中后臺(tái)能夠靈活地進(jìn)行控制和操作。

2.2 智慧供水服務(wù)平臺(tái)中的數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用

智慧供水服務(wù)平臺(tái)在搭建的過(guò)程中，將會(huì)應(yīng)用到MIS技術(shù)、OA 技術(shù)以及GIS 技術(shù)，在應(yīng)用過(guò)程中，可以將OA技術(shù)融合到GIS 以及MIS 系統(tǒng)中，最終通過(guò)技術(shù)合成構(gòu)建一個(gè)完整的供水服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)。這一技術(shù)集成的控制平臺(tái)，能夠?yàn)橹腔刍┧到y(tǒng)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù)，同時(shí)還能監(jiān)測(cè)到具體位置的供水服務(wù)管理進(jìn)度，為不同區(qū)域的供水業(yè)務(wù)提供更加高效的服務(wù)[2]。

2.3 智慧化供水系統(tǒng)搭建過(guò)程中的軟硬件基礎(chǔ)層應(yīng)用

軟硬件基礎(chǔ)層主要包括了建設(shè)智慧化供水操作系統(tǒng)所需要的各類(lèi)型軟硬件基礎(chǔ)設(shè)備，其中包括了供水管道調(diào)運(yùn)的操作系統(tǒng)、供水過(guò)程中數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的管理系統(tǒng)、GIS 共享平臺(tái)、供水過(guò)程中各類(lèi)型信息的監(jiān)測(cè)設(shè)備、不同供水環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控信息設(shè)備等等，這些軟硬件設(shè)備都是構(gòu)成智慧化供水系統(tǒng)管網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)保障[3]。

2.4 智慧化供水系統(tǒng)的智能應(yīng)用

智慧化供水服務(wù)平臺(tái)為城鎮(zhèn)中自來(lái)水公司向人們提供優(yōu)質(zhì)的供水服務(wù)提供了重要的技術(shù)保障。在實(shí)際的供水工作過(guò)程中，自來(lái)水公司工作人員以及參與供水的客戶(hù)能夠在智慧服務(wù)平臺(tái)的公共網(wǎng)站進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，根據(jù)供水業(yè)務(wù)的具體要求達(dá)到自身目的。智慧應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建，以及在城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)供水管網(wǎng)更加便捷的管理，同時(shí)還能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)供水管網(wǎng)中出現(xiàn)的故障問(wèn)題，通過(guò)后臺(tái)的智能調(diào)度，為客戶(hù)提供更加高效的供水服務(wù)[4]。

3 智慧供水系統(tǒng)的管理體系建設(shè)

3.1 對(duì)供水管道中水壓的管理監(jiān)測(cè)

智慧供水系統(tǒng)中采用了多種智能化系統(tǒng)的建設(shè)，而這些智能系統(tǒng)在供水管道中的不同環(huán)節(jié)和部位提供的功能也有著巨大的差異性。因此，只有將各個(gè)分系統(tǒng)的功能有效結(jié)合起來(lái)，才能共同推動(dòng)智慧供水系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。除此之外，在智慧供水系統(tǒng)中建立信息通道的過(guò)程中，不僅要確保有線(xiàn)通信功能的實(shí)現(xiàn)，還應(yīng)具備無(wú)線(xiàn)通信的能力，這樣才能夠確保在任何情況下，后臺(tái)管理中心都能夠獲得不同供水管道中水壓的具體參數(shù)以及其他管網(wǎng)信息，以便后臺(tái)管理中心能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)供水量的調(diào)度。除此之外，通過(guò)有線(xiàn)通信和無(wú)線(xiàn)通信的高質(zhì)量通信能力，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)供水管道中的故障問(wèn)題，如果供水管道中的水壓與歷史參數(shù)數(shù)據(jù)不符，監(jiān)測(cè)設(shè)備將會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，這樣也在一定程度上縮減了故障維修時(shí)間。與此同時(shí)，通過(guò)智能化的后臺(tái)控制就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)管道供水的調(diào)度和管理，極大縮減了區(qū)域用水的停水次數(shù)，確保水管網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性[5]。

3.2 后臺(tái)中心監(jiān)控體系

其實(shí)，智慧供水系統(tǒng)的核心管理就是對(duì)后臺(tái)中心監(jiān)控體系的建立，后臺(tái)中心監(jiān)控站能夠?qū)┧芫W(wǎng)系統(tǒng)日常運(yùn)行進(jìn)行全天候動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，能夠及時(shí)地將供水管道中的測(cè)壓點(diǎn)數(shù)、供水狀況等問(wèn)題進(jìn)行反饋，確保自來(lái)水公司能夠通過(guò)中心監(jiān)控站對(duì)供水管道進(jìn)行全方面的了解。通過(guò)及時(shí)了解供水管道運(yùn)行狀況，就可以采取有效的調(diào)整措施，從而降低供水系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能性，為不同地區(qū)的用戶(hù)提供更加高效的供水服務(wù)[6]。除此之外，智慧化供水系統(tǒng)還能夠與公司內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造體相匹配，與公司內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架體系之間形成統(tǒng)一化的調(diào)度平臺(tái)，在統(tǒng)一調(diào)度平臺(tái)的管理下能夠直觀地反映出不同供水管網(wǎng)現(xiàn)行的供水運(yùn)行狀況，并且將供水運(yùn)行過(guò)程中的各類(lèi)型參數(shù)直觀地呈現(xiàn)在控制中心的界面上，在此基礎(chǔ)上，調(diào)度人員就可以對(duì)供水管網(wǎng)的各類(lèi)型信息資源進(jìn)行整理和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)供水管網(wǎng)輸水過(guò)程的實(shí)時(shí)調(diào)度。除此之外，這種在后臺(tái)中心直接顯示調(diào)度信息的管理方式，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自來(lái)水調(diào)度的透明化管理，極大地提升了供水服務(wù)質(zhì)量[7]。

3.3 與自來(lái)水公司相互配合形成的體系化運(yùn)行管理

智慧化供水系統(tǒng)作為重要的供水系統(tǒng)，輔助控制手段，在指揮城鎮(zhèn)供水調(diào)度過(guò)程中具有重要意義。因此，在建設(shè)供水系統(tǒng)過(guò)程中，必須要結(jié)合目前城鎮(zhèn)發(fā)展的具體狀況，通過(guò)引進(jìn)各類(lèi)先進(jìn)的供水領(lǐng)域技術(shù)，不斷提升供水系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中的智能化水平，同時(shí)，還可以利用大數(shù)據(jù)收集的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同供水管網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息快速收集和有效反饋，通過(guò)科學(xué)的計(jì)算方法以及數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同供水系統(tǒng)的及時(shí)調(diào)度和高質(zhì)量管理。同時(shí)，還應(yīng)該根據(jù)不同區(qū)域的用水狀況進(jìn)行分析并建立起相應(yīng)的調(diào)控機(jī)制。在系統(tǒng)運(yùn)行中的各類(lèi)型數(shù)據(jù)信息都可以通過(guò)GPRS 及時(shí)地與公司的智慧供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，這樣就可以方便后臺(tái)管理人員對(duì)供水管網(wǎng)調(diào)度實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的監(jiān)測(cè)，通過(guò)最大限度的實(shí)時(shí)調(diào)度方式滿(mǎn)足用戶(hù)的供水需求，從而幫助自來(lái)水公司在運(yùn)行過(guò)程中，有效地降低供水管理的成本，為用戶(hù)提供持續(xù)性的優(yōu)質(zhì)供水服務(wù)[8]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智慧供水系統(tǒng)與人們的日常工作和生活具有密不可分的關(guān)系，在當(dāng)代科學(xué)前沿技術(shù)的推動(dòng)下，在保障管道供水安全和穩(wěn)定的同時(shí)，智慧供水系統(tǒng)的智能化控制能夠不斷提升系統(tǒng)的管理和運(yùn)行效率。在未來(lái)智慧供水系統(tǒng)將會(huì)不斷提升自身的自動(dòng)化控制能力以及智能化發(fā)展技術(shù)，為不同區(qū)域的客戶(hù)提供更加高質(zhì)量的供水服務(wù)。