新型智慧水務無人值守加壓泵站研建與應用

【摘? 要】信息時代降臨，21世紀國家邁入信息技術高速發展階段，5G技術、無人駕駛、人工智能、物聯網、云計算等信息化技術相繼被推廣使用，國家“智慧生活”等概念的提出，新型智慧水務也越發受到了行業的關注。智慧水務能否實現供排水系統無人值守的管理，正逐漸成為當前國際保障供水安全和水資源綜合管理的主要發展方向，新型智慧水務無人值守加壓泵站是解決水資源緊張、水安全環境以及節約用水等問題的重要途徑。鑒于此，筆者將對智慧水務無人值守加壓泵站進行簡單介紹以及重點描述智慧水務無人值守加壓泵站帶來的影響。

【關鍵詞】智慧水務;無人值守;加壓泵;研建與應用

引言

人工智能和工業互聯網是我國“新基建”的兩大重要領域，已成為發展和投資的重點，為實現人類全面智能化生活，與此相關的智慧水務系統智能化技術及其產業也迎來了蓬勃發展的新時期，我國智慧水務系統智能化技術高質量可持續發展和創新應用促進了水務企業向精細化管理、智能化服務轉型。如今智慧水務已成為水務行業發展的熱點。

1.智慧水務無人值守概念

智慧水務是目前國內先進的信息技術，是對水務行業的一種變革，使得水務管理突破傳統模式，以更加智能化的方式運作，包括控制智能化、數據資源化、管理精準化、決策智慧化，保障水務設施安全運行，達成水務業務更高效的運營、更科學的管理和更優質的服務。面對水務企業的生產管理需求，利用先進的自動化、電氣、無線通信、軟件技術、建立先進的遠程管控平臺，采用先進的水務管理方法，大幅度減少水務現場生產控制、維護和管理人員，基本或者完全實現無人值守，大幅度降低人工成本，提高水務管理效率，減少能耗，提升安全管理水平。無人值守并不一定等于完全無人管理，而是從實際現狀出發，通過建立無人值守管控平臺，逐步減少現場人員，而改為主要依靠智能自動控制、遠程管理水務生產運行。本次內容提供一個智能水務運營平臺，包括“一平臺+三系統+一端”產品。

2.水務系統面臨的需求和挑戰

雖然目前國內外智慧水務建設都發展很快，但是仍然面臨巨大的設計挑戰，許多人都處于盲目跟風和引進投資的狀態，經濟全球化帶來大的機遇和挑戰，導致目前人力成本不斷上漲，水務企業規模越來越大，水務設施越來越遠程化，水務企業不斷擴展，但管理水平跟不上，應急處理效率太低，設備現場檢修維護和管理成本高，生產安全標準、水務排放標準不斷提高，水務系統面臨巨大的挑戰，為了降低水務系統的運行成本，減少現場值班人員，智慧水務系統便誕生了，它具有現場智能自動控制，自動調節，優化控制，系統高可靠性和冗余設計的優點，通過對現場控制和遠程控制智慧管理一體化，實現遠程生產監控，遠程生產調度，遠程設施設備管理。隨著水利公司近年的不斷發展，供水范圍不斷擴大，傳統的調度方式已經不能滿足城市快速增長的要求，往往導致區域供水的不均衡，部分地區水壓低，供水不足。水利公司不斷研究現代化的管理方法和手段，建立更加完善的智能調度系統，才能做出整個供水系統的最佳調度方案及安排供水生產，從技術上保證合理供水和供水系統的正常運行。

3.智慧水務無人值守加壓泵站存在的困難

智慧水務無人值守加壓泵設備安裝絕對是勸退項。智慧水務需要安裝大量的流量計和壓力計，但是不是所有應安裝的地方都能安裝，比如一些管道經過多年發展已經在一些小區里面或者道路主干道中，難以開挖，或者不少老舊管道采用水泥管難以安裝，這就是為什么智慧水務往往選新的小區進行實施，而避開老區的主要原因。由于目前實時監測、事前預警、事故報警、水壓監測、故障檢查、事故恢復的信息化機制尚未建立，導致智慧水務無人值守加壓泵站的一些功能還不夠完善，發生事故時負責人不能及時了解事情的情況，未能及時提前預防事故的發生，一旦事故發生，不能及時與事中各部門及時做好應急處理，距離全自動化、智能化安全供水還有一段距離仍然有不安全風險出現。

4.智慧水務無人值守加壓泵站的設計

新型智慧水務無人值守加壓泵站是指在現有設施上進行無人值守改造，使用科學、可靠、可視化的技術手段，實現降低泵站運行管理費用，減少人員投入為主要目的。根據《牛尾嶺加壓泵站基本情況和需求》，以及實地考察得知，項目主要包含平臺開發和設備改造兩部分內容。經詳細技術分析，本項目擬采用“一平臺、多系統、去中心、輕運維”技術方案。

4.1主平臺開發

智慧水務運營平臺，重點研究開發。智慧水務運營平臺（下稱主平臺）主要實現實時監控、遠程控制、數據報表和數據展示功能，主平臺采用云服務器部署方案，便于日常運維管理、容災備份，減少機房、服務器、專線、網絡設備等基礎設施投入，降低運維門檻;主平臺只需部署、維護一套，可通過IP、域名方式登錄，提供電腦WEB端、手機APP、微信小程序等登錄方式，隨時隨地可登錄使用;通過權限控制，實現精細化管理、責任追溯。采用多系統控制使用時下最成熟、最穩定軟、硬件產品，只需對接，無需開發。在智慧水務運營平臺上安裝儀器儀表監測系統：對接配電間電氣系統數字電表、水泵機組變頻器、主機間水位計、濁度計、PH計、流量計等在線儀器設備;另外添加視頻監控系統和氣象監測系統對接安防攝像頭、水庫水位監測攝像頭以及對接氣象站（溫濕度、風速風向、光照強度、降雨量等）。

4.2主平臺系統部分

設計三個系統分別是解決傳感器系統、視頻監控系統、氣象監測設備接入問題系統。

（1）傳感器系統：接入配電電氣系統電表，管道流量計、壓力計、濁度計、PH及主機間水位計等;（2）視頻監控系統：接入全場區安防視頻監控、水庫水位視頻監控;（3）氣象監測系統：接入本地氣象站數據和氣象臺氣象數據;三大系統相互獨立，各司其職，均采用時下最成熟、最穩定的國產一線軟、硬件產品，均支持二次開發和API數據對接。

主平臺可以與三個分系統解耦，通過組件與各個分系統做數據對接，各個分系統相互獨立，各司其職，完全解耦，各個分系統設備增減、故障、維修均不會對主平臺造成故障性影響，提高了主平臺的穩定性和可拓展性。三個分系統不集中部署，各自獨立管理、數據備份，提高數據安全性和平臺穩健性。實現主平臺的云服務器上集中數據備份，實現分系統分別備份和主平臺集中備份雙保險。

在運維方面主要由廠家運維，主平臺提供集中負責提供運維管理手段。主平臺使用云服務器，無需專業運維人員，主平臺運維只需關注平臺運行情況，各數據展示情況即可;三個分系統由對應廠家進行運維工作，日?；緹o運維工作，出現平臺、設備故障等，只需聯系廠家售后即可，方便快捷;主平臺可通過三個分系統的運維管理API接口獲取對應運維數據，實現運維數據展示，提供集中運維管理手段。另外我們開發提供手機主平臺APP、微信小程序、短信提醒等移動端。

本設計方案有如下優點：（1）平臺開發和設備改造可同時進行，開發速度快，項目開發周期短，見效快;（2）三個分系統各司其職，完全解耦，后期設備拓展、增減、故障、維護等，在各自分系統上進行，互不影響;（3）采用云部署方案，無基礎設施投入，幾乎無運維工作，人員投入少;（4）平臺與三大系統，設備與系統均通過標準協議、標準API進行對接，方便主平臺、設備等后續升級、改造、對接別的系統平臺，平臺可拓展性強。

5.結束語

通過改變過去傳統方法，物聯網智能水務讓官網調度更加科學高效。打開智慧水務運營平臺，就能清楚地看到各個區域的供水和用水情況，大大提高實時監測效率，保障用戶用水。

參考文獻

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作者簡介： 王玨（1992.8-），男，漢族，廣西桂林人，本科，研究方向為智慧水務。

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