大數據背景下的智慧水務系統建設研究

李冠豪

（廣東南方電信規劃咨詢設計院有限公司，廣東 深圳 518000）

1 智慧水務系統概述

智慧水務系統是智慧城市建設的重要組成部分，是以GIS技術為基礎，以大數據、物聯網、數據庫、新一代通信技術等為依托，以城市基礎地形圖和供水管網數據為核心，注重供水管網業務移動化、供水綜合信息集成化、供水管網數據服務化，實現供水管網空間和屬性數據統一動態管理，達到生產調度智慧化、管網管理智慧化、供水服務智慧化、企業運營智慧化，為城市供水管網的建設及運營提供可靠的依據和服務，提高供水管網業務管理的水平和流轉的效率，從而實現城市供水管網智慧運作和科學管理。

2 智慧水務系統建設需求分析

2.1 合力打造水務感知建設

充分考慮各部門應用需求及水務管理總體布局的需要，統籌規劃水務感知系統的建設、應用、管理和維護。根據管網、水庫、水廠的地理分布環境、治安形勢特點及感知要求，采取科學的布建原則，考慮布局選點的針對性、關聯性以及整體效果，對區內感知監測實現精細化全面布局，對關鍵部位閉環部署監測點，實現對重點區域和部位的全覆蓋。

2.2 統一的信息管理系統管理

智慧水務系統應統一平臺管理，建設應急指揮調度中心，整合各類已建的水務感知資源，實現信息資源的全網共用。以GIS系統為承載體，使整個城區管網內上述系統感知點連成一個整體系統，形成一張覆蓋整個水務管網區域的完整的監測網，實現所有圖像資源的集中管理。以水務業務需求為導向，深度挖掘水務應用功能，充分發揮智慧水務系統在城市基礎水務管理，提升運維效率、保障供水安全、預防和打擊水源污染的重要作用。

2.3 深化水務全方位應用

以水務需求為導向，將水務應用與指揮生產調度等業務應用進行深度結合，從原來單純地依靠手工“看、管、存、控”向大數據實戰型的智慧應用系統跨越，以城市地形圖為基礎，以供水管網數據為核心，緊密結合供水管網管理需要，為城市水務運營企業實現對供水管網數據的管理、更新、分析與應用提供了智慧化的、科學化的、有效的信息化管理工具，致力于構建全方位的多業務（生產調度、巡查、收費、統計、客戶、運維、OA）的可視化水務實戰應用系統。

2.4 建設水務傳輸專用網絡

建設的監測設備接入傳輸專網，高標準建設、高帶寬傳輸，實現監測與高清晰圖像傳輸，傳輸專網獨立組網運行，專門用于支撐水務監測數據與視頻圖像監控服務。

3 智慧水務系統建設方案

3.1 系統架構

智慧水務系統宜采用基于GIS數據中心核心技術，采用面向服務的體系架構（Service Oriented Architecture，簡稱SOA架構）進行建設（如下圖1智慧水務系統架構所示），保證項目的有效開展與實施。

圖1 智慧水務系統架構

3.2 應用系統建設

3.2.1 數據建設

數據標準化是企業對數據的定義、組織、監督和保護進行標準化過程，包括數據交換標準化和數據庫設計標準化，使數據在不同業務層次、不同區域以及不同應用系統之間實現信息共享，保證業務流程中溝通順暢、準確，提高業務靈活性。

3.2.2 管網GIS系統

管網GIS系統基于城市的電子地形圖，并結合城市供水管網數據，為水務運營企業實現對供水管網的規劃、建設、管理、維護、分析與應用提供了智慧的、科學的、有效的基礎管理系統。

3.2.3 管網巡線工單系統

管網巡檢工單系統由移動端和監控端構成。通過使用基于嵌入式技術開發的能安裝于智能移動終端的APP，管網巡檢人員能有效提高水務管網的日常管理工作，更加便利地執行巡檢任務查詢與接收、維護工單的接收與處理等業務。

3.2.4 營業收費系統

營業收費系統能為水務運營企業提供收費管理功能，具體包括：用戶查詢、費用查詢、報表統計、微信收費平臺、支付寶收費平臺、銀企聯網平臺等功能。

3.2.5 表務管理系統

表務管理系統是通過規范水表相關工作流程，有效管理水司的水表信息，杜絕水表拆換過程中的人為因素；通過檢測水表運轉過程中的水表質量，分析重點水表的實際應用情況。

3.2.6 用戶報裝系統

用戶報裝系統包含用戶申請、受理、審核、工程實施（勘察設計、造價、繳施工、竣工）、處理等所有環節。

3.2.7 客服熱線系統

客服熱線理系統

主要由客服熱線、工單管理、系統管理、通話記錄、統計報表五大功能模塊組成。為運營企業提供完善的客戶服務功能。

3.2.8 分區漏損控制系統

基于管網GIS數據，精細劃分計量分區，通過分析和掌握各區域需用水量、供銷差、漏失量、未收費水量等因素，實現獨立計量分區管理與調控，通過一張網監測科學控制漏損，降低漏損率。

3.2.9 辦公OA系統辦公OA系統

集ERP、HR、CRM等功能為一體，對水務運營企業的正常經營、運行起著重要的作用。除此，將水務運營企業的業務數據集成到日常工作系統中，使企業員工能更加有效地獲取工作信息，提高水務運營企業的整體工作效率。

3.2.10 智慧水務綜合運營平臺

通過綜合運營平臺，可實現供水調度指揮、查看供水宏觀運行匯總、查看管網管理運行匯總、查看營銷管理匯總。重點信息展示：用滾動播放配合頁面的方式顯示公司的實時動態，每個部門可在此版塊發布營業信息、會議信息、重大事件，也可提交至供水服務調度（指揮）中心統一管理發布。重點信息發布：系統提供一個區域，支持用文字滾動的形式發布公司重點信息及新動態，用戶可以查看較為全面的動態和歷史動態。

3.3 網絡系統建設

3.3.1 網絡架構

智慧水務系統平臺要求是一張覆蓋整個地市的傳輸專網網絡，實現“橫向到邊，縱向到底”的總體聯網整合目標，作為感知數據的傳輸通道，為感知數據采集傳輸和應用提供強有力的支撐，平臺應部署在專網上。

核心層：核心層鏈路須共支持不少于10G網絡帶寬，需使用2臺高性能路由器作為核心設備。核心層需使用雙熱備結構，支持10G以上傳輸能力，后續擴展需支持20G和50G的業務板卡。

匯聚層：按區域設置匯聚點，匯聚層節點只需將流量快速的轉發至核心路由器即可。需使用高性能交換機作為匯聚層設備。匯聚層需使用雙歸屬結構，需使用鏈路捆綁技術，支持1G以上傳輸能力。

接入層：作為具體感知點的接入鏈路，需支持100兆以上的接入帶寬，后續擴展需支持1G的接入帶寬。

3.3.2 網絡接入技術

智慧水務系統平臺支持使用裸光纖專線（P2P）、MSTP專線、VPN接入、無線通信接入、無線移動VPN接入、無線VPDN接入等多種通信傳輸技術接入。

3.3.3 網絡安全體系要求

平臺聯網接入有視頻圖像信息和水務感知信息，對安全體系建設要求實現重要感知信息不失控，敏感視頻圖像信息不泄露。

物理安全：傳輸專網，專網專用。

網絡安全：網段劃分，訪問控制，安全審計，入侵防御，漏洞安全。

數據安全：數據保密，數據備份和恢復。

邊界隔離：通過部署設備應用控制系統平臺實現邊界隔離和安全接入。

4 結束語

以大數據、物聯網、GIS等技術為中心構建智慧水務系統，實現生產調度智慧化、管網管理智慧化、供水服務智慧化、企業運營智慧化，能為城市供水管網的建設及運營提供可靠的依據和服務，提高供水運營企業的經濟和社會效益。