淺談武夷山市城鄉供水一體化信息管理系統建設

楊水才

(武夷山市水利局，福建 武夷山 354300)

為助力福建省全面建成小康社會、鄉村振興戰略和加快新型城鎮化步伐，2019年初，福建省水利廳提出在有條件的縣(市、區)開展城鄉供水一體化建設試點。武夷山市政府及市水利局在前期規劃和項目建設基礎上，積極響應省廳試點工作，提出編制武夷山市城鄉供水一體化規劃。規劃12座1000 m3/d 以上規模化水廠，21座100～1000 m3/d水廠，296座100 m3/d以下供水工程，解決全市鄉村安全供水和提質供水，受益39.94 萬人。

1 工程背景

通過對武夷山市目前城鄉供水狀況的摸排和一體化建設規劃，同步開展農飲水基礎工程和信息化建設，形成城鄉供水同步發展的新格局，供水服務能力不斷加強，供水工程運行管護機制健全，工程產權明晰，基本建立合理的水價和收費機制[1-2]。運用智能化管理手段，構建武夷山市供水系統管理調度“一張圖”綜合管理平臺，實現對中小型供水設施有效監管，確保水量、水質滿足要求。

規劃武夷山市城鄉供水信息管理系統建設將以提高全市供水安全、服務質量、實現城鄉水利基本公共服務均等化為根本目標，充分利用云計算、大數據、互聯網等先進技術，通過網絡傳輸、云計算資源、智慧水務一體化信息平臺、管網物探普查、信息安全系統建設，實現工程信息采集與傳輸遠程自動化、預測預警模型化、決策分析智能化、工程信息展示三維可視化、水費計收精細化、對城鄉供水安全全過程監控，進一步實現水源來水、水庫調節、生產生活用水等聯合水資源調度，充分發揮供水效益，極大提高水利用系數，為水資源的優化配置、高效利用提供調度運行決策支持，促進社會經濟環境的協調發展[3-4]。提供面向公眾的用水信息服務及應急保障。及時、準確提供宏觀的城鄉供水大數據，為政府決策和供水公司運營提供技術支撐。智慧水務建設技術線路如圖1所示。

圖1 武夷山市智慧水務建設技術線路

2 智慧水務系統總體結構

系統依托“架構統一、標準統一、規范建設”的原則，采用服務開發、服務提供和服務消費模式，搭建區域城鄉供水一體化智慧水務平臺總體架構，盡量避免未來重復建設，為后續信息化系統的開發建設和運行維護打下堅實基礎。

3 系統技術架構

系統技術架構主要以云計算、大數據、互聯網、微服務技術為基礎，規劃為“三層六中心”的技術體系架構，包括“IaaS、PaaS、Saas”三層的云計算架構，通過政務云資源池和分布式技術，實現彈性計算和線性擴容，保障系統的穩定性、高可用和可擴展能力。平臺同時借鑒SOA開放、標準、解耦的服務體系思想，采用業務與數據解耦、存儲與計算分離的設計理念，設計六大中心，包括感知中心、存儲中心、計算中心、服務中心、運維中心和應用中心，進而提升平臺的開放能力、復用能力和運維管理能力。

4 智慧水務系統建設內容

信息采集貫穿“水源地—輸水—制水—配水—用水”全過程的水信息采集，通過數據采集器、通信網絡、水質水壓、液位等在線監測設備，實現對水源地水位水質安防、輸配水管網水量、水壓、水質、液位、水廠監測監控信息、二次供水設施、用水量等信息自動化采集，構建覆蓋整個城鄉供水過程的智能感知體系，為城鄉供水中水源地管理、生產管理、供水調度、營業管理、漏損分析、客戶服務等提供“看得見、說得清”的基礎數據，為水行政部門以及水務公司運營分析提供數據支撐[5]。

信息采集系統建設內容主要包括水源地水質液位監測、水廠流量及安防監測、進出廠水質監測、水質自動監測站數據、管網水質監測、供水管網分區計量、村級供水工程在線監測、水廠及泵站自控、用戶遠程智能水表計量、管網爆管測漏監測系統等內容，具體建設內容如下：

(1)水源地監測。每個水源監測點配備1套水位監測設備。本規劃主要針對武夷山地區主要水源地液位及水質開展監測。

(2)水廠流量及安防監測。根據《智慧水務標準指南》及相關規定，對13座水廠進水口與出水口分別安裝1套流量監測設備，實現在線監測與預警。根據水廠實際情況安裝槍機和球機，保證水廠重要生產地點和安防點基本無死角；根據公安機關相關要求存儲周期不低于90 d，通信傳輸方式由運營商提供。

(3)進出廠水質監測。在對13座規模化水廠進出廠水質安全監測中，對進廠水水質監測配備1套濁度和pH參數監測；出廠水水質監測配備1套濁度和余氯參數監測。

(4)管網水質監測。采用多參數水質在線分析儀，綜合考慮縣城及各鄉鎮供水規模、管網長度、管網布局等實際特征，對供水管網水質監測布點，監測項包含濁度、余氯、pH。

(5)供水管網分區計量。根據《智慧水務建設標準指南》，城鄉供水管網DMA分區計量分為縣城和集鎮，涵蓋主要供水人口。縣城監測點主要是用于漏損控制及管網運行監測，綜合各因素并考慮到實用性以及將來維護的便利性進行DMA分區監測點建設。

(6)水廠及泵站自控。改造或新建水廠均需設計規劃一套生產工藝自控設備。已建或已規劃建設的水廠，若已有自控設備的，智慧水務建設將不再重復建設。本項目擬對13座近遠期建設水廠各配置1套PLC、組態軟件等自動化控制系統。對本次規劃涉及的4座泵站配備1套自控設施。實現泵站電壓、電流、耗電量、水泵啟停狀態、水泵故障狀態、閥門開閉狀態、水池水位、流量、壓力、水質監測；實現泵站視頻監控信息接入；實現泵站無人值守。

(7)用戶遠程智能水表計量。由于目前武夷山市還未安裝智能水表，本次規劃將完成主城區遠傳智能水表改造需求，其余供水分區根據實際條件改造。

5 智慧水務一體化平臺

智慧水務一體化平臺以地理信息系統為基礎，整合本區域城鄉供水工程所有數據資源、通訊資源、網絡資源、系統資源，建立集供水各專題信息服于一體的武夷山市城鄉供水智慧水務一體化平臺系統，實現供水生產與運行信息監控、管理、服務等業務的數字化、可視化與聯動化，滿足水行政主管部門對本區域城鄉供水生產和運行信息的管理，為政府決策提供有效的數據支撐[6]。

根據系統的總體結構，按信息處理功能與內容將水務一體化平臺劃分為若干個相對獨立的子系統，主要包括生產管理類系統、綜合管理類系統、管網運行管理類系統、對外服務類系統四大類應用，用于支撐供水公司生產和經營信息的管理以及數據的采集上報[7]。

生產管理系統主要面向水務生產工作提供生產管理和分析工具，提升生產效率和質量，具體包括生產管理系統等。

綜合管理系統主要面向水務運維管理，提供管理工具，提升管理效率，具體包括設備管理系統、物資管理系統、微信公眾號和手機APP等。

管網管理系統主要面向水務運維管理，提供管網運行管理和分析工具，提升運維管理效率，具體包括三維管網GIS管理系統、DMA漏損控制系統和供水管網水力模型系統、基于大數據神經網絡智慧水務分析系統等。

對外服務系統主要面向水務經營管理，提供管理和分析工具，面向客戶服務提供客服渠道，提升客戶用水體驗，具體包括網上營業廳、營業管理系統、數字報裝系統、數字客服系統等。

6 網絡傳輸及云計算資源建設

為便于應用及數據存儲的集中管理，每個縣(市)的縣級管理平臺及核心業務數據可以集中到省廳，同時為保證滿足國家對于網絡安全管理要求，數據進行異地數據備份。

每個縣(市)的調度中心、水廠/污水廠、營業所等對數據的有遠程傳輸或管理需要的網絡節點，建議采用租用電信運營商(電信、聯通、移動、廣電)的互聯網線路實現數據傳輸及遠程管理的需要。調度中心作為重要的管理節點，需要對水廠/污水廠的視頻、設備運行狀態實時數據等進行遠程瀏覽或監測需要，建議租賃傳輸帶寬不低于100 Mbps的互聯網通信線路(上下行傳輸速率對稱)。水廠/污水廠、營業所結合實際情況，可租賃資費性價比最優的互聯網通信專線(上下行傳輸帶寬不對稱，下行較大，上行較小)實現數據傳輸及遠程管理的需要。

7 結語

本文通過對武夷山供水信息管理系統重組建設，促進企業組織結構優化，提高經營管理水平，降低生產運行成本，擴大企業競爭優勢，全面提高武夷山市供水服務質量，為我省城鄉供水一體化項目建設管理系統提供了借鑒。