智慧水務信息化系統建設與實踐

時芝曼

摘?要：就當前世界發展的形勢來講，信息化是目前的一大潮流，信息化目前已經融入各行各業，水務系統也逐漸地引入了信息化建設。信息化系統建設在推動社會發展方面有著一定的影響作用，它不僅僅有利于小康社會的建設，更是國家目前所迫切需要的選擇。

關鍵詞：智慧水務信息化系統建設與實踐

前言：在城市的建設過程中，智慧水務信息化是十分重要的，它不僅僅在一定程度上體現了城市的發展程度，更是城市信息化水平的象征。智慧水務信息化在城市的大數據管理上提供了一定的支持，同時它也提升了居民的生活水平，提高了城市的宜居程度。總而言之，智慧水務信息化是發展的必然選擇。

一、智慧水務建設現狀

智慧水務在從前是聞所未聞的，隨著信息技術的飛速發展，我國科技不斷進步，智慧水務出現在了人們的視野當中，我們不得不感嘆科技的進步之快。在科技人員的不斷努力之下，智慧水務信息化經歷了從無到有的演變，而在科技人員不斷完善和改革的過程中，智慧水務的覆蓋面越來越廣泛。智慧水務的建設促進了社會多元化的發展，它使水務管理更加方便和直觀，這不僅僅為居民提供了更方便的生活，也為系統管理人員節省了不少的精力和時間。智慧水務從初級階段不斷完善和升級，現在已經基本穩定。在發展初期，智慧水務的運作方式是將傳統的管理模式改變為計算機管理，這一改變的跨度無疑是巨大的。隨著智慧水務的發展，技術人員將管理系統通過網絡技術形成一個數據庫，不僅僅開設了網頁服務平臺，更是研發了手機移動端。這一舉措打破了信息之間的孤立性，使各個區域的信息都能夠相互交流，成功地實現了資源數據共享。智慧水務的成長是肉眼可見的，技術人員緊跟時代的腳步，利用大數據平臺來改善服務，不僅使信息安全可靠，還有利于信息的查看和提取。

二、智慧水務信息化系統建設與實踐

2.1 “智慧水務”專題應用場景。（1）監控點優化布置。目標函數為監控點建設費用與“能觀性”指標的平衡，可進行多目標優化計算，尋找最優。（2）（水文、水力、水質）模型參數估計、優化與在線模擬。目標函數為模型計算值與監測值“距離”最小，或者可以認為是一個背景場（模型計算量）與觀測場的數據同化問題。（3）給水管網漏損監控與分析。漏爆管預警預報，定位與特征分析，可能性分析等，估算和預測高可能性發生爆漏的管線空間位置和水量，供現場調查人員參考。（4）防汛排澇應急系統。最優化應急預案，預降城市（天然）水體水位，應急泄水通道建設，應急響應與流程管理等。（5）排水管網優化系統。最優化截流方案，確保污水廠進水水質穩定，優化防洪、排澇、截污預案等。（6）管網新建、改擴建、壓力區塊建設等優化設計。目標函數為管網建設與運行綜合費用最低，約束條件為滿足用戶規劃用水需求，決策變量為管線管徑組合等。（7）供水管網運行優化調度。目標函數為管網運行費用最低，約束條件為管網運行安全性和保障供水，決策變量為各泵站開車臺時（或各泵站出流流量和提升壓力），變量則為管網運行狀態或管網主控點壓力。（8）管網加氯時程優化。目標函數為控制消毒劑副產物，消毒費用總量最低。決策變量為各消毒站點消毒劑量時程變化。

2.2 基于“智慧水務” 平臺的供水管網漏損控制實踐。供水管網漏損控制需解決以下問題：① 漏損地點，即漏損水量空間分布;② 漏損時間，及時發現新增漏損并采取干預措施消減漏損水平;③ 漏損性質與特征，即漏損水平估計，表觀漏損與物理漏損水量，占比，可消減漏損水平等;④ 經濟分析與干預輔助決策。計算經濟漏損水平，干預費用、收益費用及回報周期，最優干預方法選擇，如：管線修復、控壓減漏、管線檢漏與修復等。為解決以上問題，漏損控制實踐工作內容包括：（1）多級DMA 區塊規劃設計與建設，水量審計與水平衡分析，確定各（級）區塊漏損水平，對漏損嚴重區塊進行重點監控與干預，消減和控制漏損水平。（2）大數據綜合分析，包括：賬務數據、遠傳表與數據、管網資產數據、管網運維數據等大數據綜合分析，確認管網資產情況（管齡、管材、管長等）、運行情況（壓力與水量空間分布等）、維護情況（漏爆管水量、頻次等）、用水特征（大用戶水量，用戶類型、水量與分布特征等）。（3）管網水力模型建設與管網運行方案分析，包括：管網優化調度與降壓控漏，DMA 區塊建設方案優化等。（4）管網運行監控系統建設，包括遠傳大用戶表系統，流量儀與遠傳水表（校核表）系統等，實時監控大用戶與多級區塊的供水情況以及管網運行情況，對異常情況進行預警預報。（5）漏損控制管理平臺系統建設。該平臺整合多源數據，對漏損情況進行分析，對漏損干預實行全流程管理。主要功能模塊包括：實時監控、分析與預報警、統計報表、異常管理。（6）最優漏損干預實踐，包括現場干預方法，手段（檢漏、探漏、修復、管線改造）等。

2.3 基于“智慧水務”平臺的供水管網運行科學調度實踐。供水管網運行科學調度采用計算機及信息化技術，采集和管理供水管網調度數據，判斷管網當前運行狀態，預測調度周期內管網用水量及壓力等因素的變化情況，生成供水管網調度決策方案，并對整個調度過程進行監測和管理。科學調度主要作用包括以下3 點：① 供水運行過程監控，分析監控數據，發現輸配水過程中的異常情況，發出預警、預報信息，根據監控信息判斷供水管網運行狀態;② 調度管理，對調度進行流程化管理并處理應急工況，在需要的情況下，可回溯歷史調度過程和管網運行過程，發現問題和癥結，并做出分析和改進;③ 管網運行優化調度，水量預測，基于管網水力模型分析的計算機優化調度決策策略，生成優化調度方案等。基礎功能包括以下5 點：① 數據采集、處理和分析，將管網運行數據采集并保存到調度數據中心，并對數據進行處理、分析和展示;② 調度業務管理，包括調度相關工作和職責管理，調度指令操作與管理，調度預案管理，調度日志，調度計劃生成，調度報表匯總等;③ 調度方案編制，在預計供水量的基礎上對相關供水設施運行計劃進行安排與方案編制;④ 應急調度，其包括計劃性應急調度和突發性應急調度，內容有應急流程管理和應急時管網運行調度等;⑤ 展示和表現，各類數據和信息可用多種方式交互展示和表現，包括空間地理、分析圖表、匯總報表、多媒體動畫等，可用計算機屏幕、投影、大屏、手持終端等多種手段展現。高級功能包括以下3 點：① 管網調度水力模型，其可作為供水調度高級功能的基礎設施和調度方案分析工具;② 智能預警報警，基于供水調度實時監測運行數據，采用時間序列分析、概率密度分布分析、相關性分析、貝葉斯統計等方法，進行智能預警報警，智能預警報警內容包括供水管網服務壓力、管道爆裂可能性、廠站異常運行等;③ 優化調度輔助決策，優化調度輔助決策功能包括供水管網調度數學模型應用、水量預測、優化運行調度決策等。

結束語：

總而言之，智慧水務管理系統是利國利民的一個重要研究成果，它提升了我國的經濟效益，更貫徹了為民服務的原則，在未來的發展過程中，只要不斷改進和吸取經驗，就能夠建設出全面的智慧水務管理系統，不管是對國家經濟還是對人民的生活都有良好的促進作用。

參考文獻：

[1]華士乾.水資源系統分析指南[J].水利電力出版社，2018（5）：63.

[2]新疆水資源軟科學課題研究組.新疆水資源及其承載能力和開發戰略對策研究報告[J].水利水電技術，2019（6）：2-8，9.

[3]翁文斌，蔡喜明.京津唐水資源規劃決策支持系統研究[J].水科學進展，2019（3）：89.