供水企業(yè)二次加壓泵站網(wǎng)格化管理

陳學(xué)志，丁 武

（1.沈陽水務(wù)集團(tuán)有限公司，遼寧沈陽 110001；2.遼寧長江智能科技股份有限公司，遼寧沈陽 110002）

0 引言

作為傳統(tǒng)行業(yè)，水務(wù)行業(yè)中大多數(shù)供水企業(yè)都有著幾十年甚至上百年的發(fā)展歷史，在長期的發(fā)展中，企業(yè)形成和沉淀了固有的發(fā)展和經(jīng)營模式。但深厚的歷史積淀，既是企業(yè)的經(jīng)驗財富，往往也成為新時代發(fā)展的沉重包袱。目前，大多數(shù)供水企業(yè)都存在著管網(wǎng)設(shè)施設(shè)備老化、管理方式落后、工作效率低、協(xié)同能力弱、服務(wù)質(zhì)量差等問題，一方面，造成了企業(yè)漏失率及產(chǎn)銷差居高不下；另一方面，給保障飲用水安全及提供高質(zhì)量城市服務(wù)等方面工作的深入執(zhí)行造成了極大的阻力。

以二次加壓泵站及其連接管網(wǎng)組成的二次供水系統(tǒng)作為城市供水系統(tǒng)的一個重要組成部分，長期以來由于產(chǎn)權(quán)不明晰，各自為政，缺乏統(tǒng)一的管理，難以納入城市供水的有效管理范疇，其供水安全和管理矛盾日漸突出。特別是在水源緊張、供水量不足的情況下更是難以對其有效調(diào)度，保證市民安全穩(wěn)定用水。二次供水系統(tǒng)主要包括小區(qū)加壓泵站與小區(qū)供水管網(wǎng)，作為城鎮(zhèn)居民供水的最后一個環(huán)節(jié)，在保障供水安全方面具有重要作用。其中，小區(qū)加壓泵站作為供水控制終端，在決定居民水量供給的同時，其管理狀況更是直接反映了水質(zhì)安全保障水平。

1 存在的問題

沈陽市政供水采用低壓供水方式，居民生活用水均需通過二次加壓泵站進(jìn)行增壓以提供滿足用水需求的服務(wù)水壓，沈陽水務(wù)集團(tuán)有限公司（以下簡稱“沈陽水司”）從1997 年開始接收居民二次加壓泵站，截至2021 年底，共接收運(yùn)行管理的居民加壓泵站2600 余處。分析近幾年來加壓泵站的管理狀況，發(fā)現(xiàn)主要存在如下問題：

（1）缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，沒有規(guī)范性文件標(biāo)準(zhǔn)。由于缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃，造成二次供水系統(tǒng)泵站多而散、小而亂，不僅增加了管理運(yùn)行成本，也使得泵站機(jī)組運(yùn)行效率低下，能耗浪費(fèi)較大；同時，各個管理區(qū)域信息化建設(shè)程度不一，造成信息零散、使用價值低。

（2）管理成本高，運(yùn)行維護(hù)不及時。目前，大部分泵站依然采取人工巡視制度，2600 余座泵站需要管理、運(yùn)維人員合計近700人，人力成本巨大，同時存在人員結(jié)構(gòu)老化、補(bǔ)充不及時，面臨巡檢人員嚴(yán)重短缺問題。

（3）產(chǎn)銷差及漏失率居高不下，供水穩(wěn)定性無法保證。由于現(xiàn)有人工巡視制度存在監(jiān)管漏洞，巡檢不到位、敷衍了事時有發(fā)生，一方面無法及時發(fā)現(xiàn)二次泵站跑、冒、滴、漏等情況，導(dǎo)致二次供水系統(tǒng)的產(chǎn)銷差及漏失率居高不下；另一方面由于無法及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，導(dǎo)致停水事故頻發(fā)。

（4）飲用水水質(zhì)安全存在風(fēng)險。由于二次加壓泵站存在設(shè)備生銹、腐蝕、老化及疏漏清洗養(yǎng)護(hù)等情況，導(dǎo)致水質(zhì)合格的水體經(jīng)過供水入戶前的最后環(huán)節(jié)時，存在被污染的風(fēng)險。

2 智慧水務(wù)建設(shè)

2012 年以來智慧城市建設(shè)迅速發(fā)展，智慧水務(wù)建設(shè)作為其重要組成部分，是體現(xiàn)城市管理水平的重要標(biāo)志之一。智慧水務(wù)涵蓋了水司生產(chǎn)、輸配、運(yùn)維、營收及服務(wù)等多個核心業(yè)務(wù)的管理工作，是促進(jìn)水司技術(shù)升級和管理轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)生產(chǎn)管理及運(yùn)營服務(wù)精細(xì)化、智慧化的重要支撐和保障。

作為管理超過2600 座居民二次供水泵站的沈陽水司，對二次加壓泵站進(jìn)行信息化建設(shè)和實現(xiàn)精細(xì)化管理的需求尤為突出。為此，必須將二次供水設(shè)施納入城市供水智慧化管理體系中，通過建立二次供水信息化建設(shè)，實現(xiàn)集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理調(diào)度，當(dāng)遇到城市供水突發(fā)事件時，進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，平衡峰谷，充分發(fā)揮其在城市供水管理中的調(diào)蓄作用，保障供水安全，降低產(chǎn)銷差、降低漏失率，提高企業(yè)的運(yùn)營經(jīng)濟(jì)效益和社會服務(wù)效益。

2.1 完善以二次加壓泵站為主的供水系統(tǒng)信息化建設(shè)

建設(shè)并完善二次加壓泵站自動化控制系統(tǒng)。二次加壓泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是依據(jù)加壓泵站信息化建設(shè)和實現(xiàn)泵站無人值守的需求進(jìn)行設(shè)計的，由監(jiān)控中心及若干分布在市區(qū)的二次加壓泵站數(shù)據(jù)采集終端構(gòu)成，通過網(wǎng)絡(luò)將各個二次加壓泵站數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集上傳到數(shù)據(jù)中心的SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）數(shù)據(jù)平臺。調(diào)度中心以及各營業(yè)分公司以及營業(yè)所管理人員可實時監(jiān)控各個二次加壓泵站的運(yùn)行參數(shù)，并根據(jù)管網(wǎng)配水需求，實施對各二次加壓泵站運(yùn)行狀態(tài)的控制。

建設(shè)二次加壓泵站綜合管控平臺，主要包括泵站調(diào)度系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析與挖掘系統(tǒng)、自動巡檢系統(tǒng)、巡檢運(yùn)維系統(tǒng)、設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)。

（1）泵站調(diào)度系統(tǒng)。水司員工通過泵站調(diào)度系統(tǒng)，能夠?qū)崟r地了解泵站運(yùn)行狀況及相關(guān)指標(biāo)，系統(tǒng)各項指標(biāo)信息支持大屏顯示、手機(jī)移動端、Web 客戶端等多種的展示訪問方式，并且支持視頻實時監(jiān)控。系統(tǒng)提供的主要功能：數(shù)據(jù)監(jiān)測、曲線分析、地理信息、動態(tài)工藝、遠(yuǎn)程控制、視頻監(jiān)控、報警提示、圖表展示、手機(jī)APP、權(quán)限管理，數(shù)據(jù)疊加、視頻聯(lián)動。

（2）安防監(jiān)控系統(tǒng)。通過門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵防范系統(tǒng)等，記錄出入人員信息，及時上傳至平臺；當(dāng)現(xiàn)場設(shè)備出現(xiàn)報警時，攝像頭自動聚焦該設(shè)備，即時報警；當(dāng)發(fā)生紅外入侵報警時，觸發(fā)泵房內(nèi)聲光報警設(shè)備。

（3）KPI（Key Performance Indicators，重要績效指標(biāo)）管理系統(tǒng)。KPI 系統(tǒng)是一體化平臺的核心，由數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)發(fā)布等四部分構(gòu)成。可實現(xiàn)通過夜間最小流量曲線變化趨勢分析、判斷泵站漏失變化情況，確定重點漏損監(jiān)測區(qū)域；對用電效率及單耗進(jìn)行分析；進(jìn)行設(shè)備故障次數(shù)趨勢、分布情況統(tǒng)計、故障原因分析及對策支持等。

（4）自動巡檢系統(tǒng)。人工智能巡檢系統(tǒng)通過視覺識別技術(shù)自動識別模擬儀表（指針和LED 數(shù)碼）、裝置信號燈指示、空開位置等信息，結(jié)合SCADA 生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)和日常巡檢計劃，實現(xiàn)24 h 不間斷巡檢。

（5）巡檢運(yùn)維系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)對巡檢人員在巡檢過程中的全程動態(tài)管理，實時上傳巡檢過程中發(fā)生的隱患、突發(fā)事件等信息，減少隱患，實現(xiàn)突發(fā)事件預(yù)警預(yù)控。實現(xiàn)設(shè)施設(shè)備巡檢管理的信息化和智能化，提高設(shè)施設(shè)備巡檢管理水平。

（6）設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)。將現(xiàn)有設(shè)備的基本信息（類型、規(guī)格、生產(chǎn)廠商、安裝時間、負(fù)責(zé)人等）以二維碼的形式生成“身份卡”，并安裝到設(shè)備上。在巡檢維護(hù)時，通過手機(jī)查看“身份卡”的內(nèi)容，可快速調(diào)閱相關(guān)資料及信息，并可智能分析設(shè)備使用壽命[1]。

通過二次加壓泵站信息化建設(shè)可實現(xiàn)各二次加壓泵站運(yùn)行數(shù)據(jù)的匯總，分類，存儲，以及統(tǒng)計分析，完成泵站科學(xué)管理、優(yōu)化調(diào)度，為泵站節(jié)能、區(qū)域降差提供數(shù)據(jù)支撐，同時為各二次加壓泵站和營業(yè)公司的運(yùn)營情況的考核提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

沈陽水司建立智慧水務(wù)大數(shù)據(jù)平臺，通過技術(shù)手段倒逼管理顆粒度提升。目前已利用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，建立管網(wǎng)漏損和表觀漏損的分析算法，可精準(zhǔn)鎖定漏損原因，最高效率實現(xiàn)產(chǎn)銷差的降低。

未來，將不斷提升平臺能力，進(jìn)一步對水流量、壓力點、時間、季節(jié)、用戶密度、用戶群體特征等多維數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，通過人工智能機(jī)器訓(xùn)練和深度學(xué)習(xí)建立水力模型，用數(shù)據(jù)推導(dǎo)決策，制定合理的產(chǎn)水、售水計劃，實現(xiàn)節(jié)能、降耗、提質(zhì)、增效。

2.2 建立網(wǎng)格化管理體系

多數(shù)供水企業(yè)長期以來的管理方式是各部門相互獨(dú)立，供水、售水、管網(wǎng)建設(shè)等業(yè)務(wù)各自為政，業(yè)務(wù)間互通少，數(shù)據(jù)間不關(guān)聯(lián)，限制了水司整體的運(yùn)營調(diào)度和業(yè)務(wù)把關(guān)。

目前，許多水務(wù)企業(yè)已經(jīng)建立分區(qū)計量體系，可實現(xiàn)按區(qū)計量供水量和售水量，各級分公司也可自行承擔(dān)管網(wǎng)建設(shè)、用戶發(fā)展以及水費(fèi)收繳，正是因為有了這項基礎(chǔ)，水務(wù)企業(yè)完全可以將自身職能下派到各級分公司、各街道社區(qū)，以及每個加壓泵站，建立網(wǎng)格化管理體系，將一個水務(wù)企業(yè)拆解成若干“微公司”獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，責(zé)任承包、效益自負(fù)。權(quán)力下放的同時，對每個二次加壓泵站下達(dá)合理的任務(wù)指標(biāo)，建立完善的考核標(biāo)準(zhǔn)，以保障每個“網(wǎng)格”高效靈活運(yùn)轉(zhuǎn)，最終整體產(chǎn)生1+1>2 的效益。

3 網(wǎng)格化管理系統(tǒng)組成及應(yīng)用功能

3.1 系統(tǒng)組成

以二次加壓泵站為考核單元的網(wǎng)格化管理工作體系包括：供水保障網(wǎng)格、查收服務(wù)網(wǎng)格和管網(wǎng)維護(hù)（二次供水系統(tǒng)）網(wǎng)格3 個部分。3 個網(wǎng)格都以二次供水泵站及其附屬管網(wǎng)覆蓋區(qū)域為考核單元，其中：供水保障網(wǎng)格中，值班泵站的負(fù)責(zé)人為責(zé)任者，設(shè)備維護(hù)、暗漏測定及漏水搶修人員為供水保障工作的連帶責(zé)任人；查收服務(wù)網(wǎng)格中以查收人員登門查表收費(fèi)范圍為最小單元，單位戶管理員、居民戶管理員為責(zé)任人，水表維護(hù)、收費(fèi)收繳人員為查收服務(wù)工作的連帶責(zé)任者；管網(wǎng)維護(hù)（二次供水系統(tǒng)）網(wǎng)格以巡線員的巡視范圍為最小單元，巡線員作為此項工作的責(zé)任者，管網(wǎng)搶修人員為管網(wǎng)維護(hù)工作的連帶責(zé)任者。

3.2 應(yīng)用功能

沈陽水司內(nèi)部將建立的以二次加壓泵站為考核單元的網(wǎng)格化管理工作體系，通過依托GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）、SCADA、大數(shù)據(jù)分析、移動互聯(lián)等技術(shù)手段，根據(jù)業(yè)務(wù)管理需求，將二次加壓泵站、二次管網(wǎng)及最終用戶標(biāo)準(zhǔn)化劃分成多級網(wǎng)格單元，全面感知二次供水管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及用戶信息，各級網(wǎng)格自行負(fù)責(zé)網(wǎng)格內(nèi)的各項業(yè)務(wù)，通過平臺算法下達(dá)考核指標(biāo)，憑借綜合考核結(jié)果下發(fā)網(wǎng)格績效獎勵，充分調(diào)動員工積極性。同時，通過建立標(biāo)準(zhǔn)化的工作流程及考核機(jī)制，實現(xiàn)精細(xì)化、精準(zhǔn)化管理，可以有效降低產(chǎn)銷差，全面提升企業(yè)服務(wù)質(zhì)量[2]。

4 結(jié)語

沈陽水司依托智慧水務(wù)大數(shù)據(jù)平臺，利用二次加壓泵站出口流量數(shù)據(jù)、管網(wǎng)底數(shù)、夜間最小流量等綜合數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)建立產(chǎn)銷差分析智能模型。通過分解全年指標(biāo)項，指導(dǎo)實時生產(chǎn)輸出智能決策，并結(jié)合抄表收費(fèi)考核等項業(yè)務(wù)，構(gòu)建以二次加壓泵站為單元的考核微循環(huán)，實現(xiàn)范圍、責(zé)任、指標(biāo)清晰可視，各項工作落實到人。