海綿城市理念下的智慧水務(wù)建設(shè)研究

李夢(mèng)晴

摘要：我國(guó)既是一個(gè)人口大國(guó)，也是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，用水量需求較高，有限的水資源很難滿足需求。“海綿城市”理念的提出，為水資源充分利用開(kāi)辟了新的思路。該建設(shè)理念將城市看作一塊海綿，根據(jù)大自然環(huán)境變化吸水，將此部分水資源存儲(chǔ)下來(lái)，經(jīng)過(guò)滲水和凈水處理，轉(zhuǎn)化為可供人們使用的水資源，以此緩解城市水資源緊張的問(wèn)題。智慧水務(wù)是一套給排水管理體系，根據(jù)水資源利用和需求情況，下達(dá)水務(wù)服務(wù)命令，該體系的建設(shè)與海綿城市建設(shè)呼應(yīng)，是海綿城市建設(shè)的重要內(nèi)容。目前，將海綿城市建設(shè)理念融入智慧水務(wù)建設(shè)的研究較少，本文嘗試對(duì)智慧水務(wù)管理體系展開(kāi)深入探究。

關(guān)鍵詞：智慧水務(wù);海綿城市;水務(wù)管理

引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的迅速發(fā)展，水處理行業(yè)從最初純粹的上位機(jī)控制，發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)處理，繼而發(fā)展到今天的智慧處理。“智慧水務(wù)”概念的提出是水務(wù)行業(yè)智能化發(fā)展的必然趨勢(shì)。通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)和云計(jì)算將其整合，實(shí)現(xiàn)社會(huì)與物理世界融合。在此基礎(chǔ)上，人類可以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，達(dá)到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，改善人與自然間的關(guān)系。“智慧水務(wù)”來(lái)自“智慧城市”，而“智慧城市”來(lái)自“智慧地球”。本文將從連云港市自來(lái)水公司已有的項(xiàng)目建設(shè)出發(fā)，提出一種實(shí)用的智慧水務(wù)架構(gòu)體系，為本水司智慧水務(wù)建設(shè)提供一套有效的技術(shù)方案。

1智慧水務(wù)特點(diǎn)

（1）感知比較全面智慧水務(wù)運(yùn)用了感知技術(shù)，對(duì)園區(qū)各個(gè)覆蓋水源的區(qū)域進(jìn)行信息采集。其中，使用到的設(shè)備包括液位傳感器、溫度傳感器等，將這些傳感器布設(shè)在下立交、泵站、污水處理場(chǎng)等多個(gè)區(qū)域，同時(shí)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)體系，將采集到的數(shù)據(jù)信息傳輸出去。（2）互聯(lián)互通更加廣泛為了提高水務(wù)管理及服務(wù)效率，智慧水務(wù)借助網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)，建立各個(gè)管理機(jī)構(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)信息采集模塊的通信連接，同時(shí)也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為廣大人民群眾解決水務(wù)問(wèn)題。（3）水務(wù)管理決策智能化智慧水務(wù)融合了大數(shù)據(jù)技術(shù)，同時(shí)運(yùn)用專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘等手段，對(duì)當(dāng)前水務(wù)狀況展開(kāi)分析與決策，有效提高了水務(wù)管理的可行性。與普通水務(wù)管理方法相比，這種方式所做出的決策更加可靠。

2海綿城市理念下的園區(qū)智慧水務(wù)建設(shè)方案

2.1無(wú)人值守的“智慧化”供水泵房

泵房不銹鋼水箱除了規(guī)范要求外，還配有玻璃管水位儀和輸入液位測(cè)量?jī)x。此種液位測(cè)量?jī)x表將擴(kuò)散硅油填充的芯封裝在不銹鋼外殼中，前保護(hù)罩起到保護(hù)傳感器膜的作用，使水也能輕輕觸摸膜以測(cè)量水的靜壓。同時(shí)，根據(jù)水的靜壓與水位高度成正比的原則，通過(guò)擴(kuò)散硅傳感器、電子元件和內(nèi)置微信號(hào)處理電路將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為4-20 mA輸出信號(hào)，并遠(yuǎn)程傳輸?shù)絇LC開(kāi)關(guān)柜。當(dāng)水箱較大時(shí)，液位計(jì)將固定在法蘭水箱底部和進(jìn)水孔之外，從而避免水流速度過(guò)快的位置。部分重建住宅小區(qū)的水箱體積小，當(dāng)水從水箱的進(jìn)水中流出時(shí)，下面的壓力會(huì)劇烈波動(dòng)，探針測(cè)量的數(shù)據(jù)可能不準(zhǔn)確。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)后，水箱的進(jìn)口水稍作修改，增加了向上的彎頭，使進(jìn)口容易向上。當(dāng)水出來(lái)時(shí)，先往上拋，再往下拋，從而減少直接沖擊，把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能。效果不錯(cuò)。安裝在主進(jìn)水管道上的遠(yuǎn)程壓力計(jì)，結(jié)合水箱中的液位計(jì)變換器，構(gòu)成了水箱入水壓力變化和水箱流量的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，并在PLC變頻柜AP1中設(shè)置報(bào)警時(shí)間。超過(guò)設(shè)定的報(bào)警持續(xù)時(shí)間后，泵停止運(yùn)行，“智能水”平臺(tái)實(shí)時(shí)彈出報(bào)警信息。泵室用地面水溢出接觸報(bào)警設(shè)置，同時(shí)結(jié)合在水溢出連接器上設(shè)置的AP1開(kāi)關(guān)柜水溢出接觸報(bào)警設(shè)置延遲時(shí)間。當(dāng)?shù)孛嫠绯鲞_(dá)到延遲時(shí)間時(shí)，所有電動(dòng)閥門關(guān)閉，泵關(guān)閉。當(dāng)水箱溢出并達(dá)到延遲時(shí)間時(shí)，水箱的電動(dòng)進(jìn)水閥就會(huì)關(guān)閉。無(wú)論出現(xiàn)何種溢出情況，信息都會(huì)實(shí)時(shí)傳輸?shù)狡脚_(tái)并觸發(fā)警報(bào)。

2.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)

目前常用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)為MySQL、MSSQLServer、Oracle。MySQL一般用于小型數(shù)據(jù)處理，是很多PHP網(wǎng)站首選的數(shù)據(jù)庫(kù);MSSQLServer是微軟公司開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)，一般用于基于C#開(kāi)發(fā)的網(wǎng)站，同時(shí)該數(shù)據(jù)庫(kù)被廣泛用于工業(yè)控制領(lǐng)域;Oracle是大型數(shù)據(jù)庫(kù)，是JSP網(wǎng)站的首選數(shù)據(jù)庫(kù)，功能強(qiáng)大，但是很少用于工業(yè)控制領(lǐng)域。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的建立基于業(yè)務(wù)需求，是業(yè)務(wù)需求的數(shù)學(xué)邏輯模型。在智慧水務(wù)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)上，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)一般有兩個(gè)方面的應(yīng)用：其一是從工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的映像作為邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)的最基本數(shù)據(jù)，其二是從業(yè)務(wù)中獲取手工錄入的數(shù)據(jù)作為業(yè)務(wù)處理數(shù)據(jù)。從工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)或者從SCADA系統(tǒng)獲取的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)稱為自動(dòng)數(shù)據(jù)，手工錄入的數(shù)據(jù)稱為手工數(shù)據(jù)，自動(dòng)數(shù)據(jù)往往要經(jīng)過(guò)專家系統(tǒng)的計(jì)算才能用于邏輯處理中，為了保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性自動(dòng)獲取的數(shù)據(jù)一般不允許改動(dòng)，邏輯處理過(guò)的數(shù)據(jù)可以修改并與手工輸入的數(shù)據(jù)形成復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯。

2.3智能分析與管理建議生成

該層次功能的設(shè)計(jì)，通過(guò)調(diào)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)比當(dāng)前水務(wù)狀況是否發(fā)生異常，根據(jù)對(duì)比結(jié)果，確定水務(wù)異常位置，同時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的治理經(jīng)營(yíng)信息，自動(dòng)生成水務(wù)管理建議，此部分內(nèi)容可以作為水務(wù)管理工作部署的依據(jù)。一般情況下，系統(tǒng)運(yùn)行期間遇到罕見(jiàn)的水務(wù)問(wèn)題，會(huì)生成一些情況比較相近的判斷結(jié)果和治理建議。為了不斷完善系統(tǒng)功能，為海綿城市建設(shè)提供更為可靠且全面的水務(wù)管理信息，本系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)更新，將新的水務(wù)狀況和治理策略錄入數(shù)據(jù)庫(kù)中，更新即可使用。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)構(gòu)建智慧水務(wù)可以有效解決水務(wù)管理者面臨的各種問(wèn)題，并把生產(chǎn)和水循環(huán)過(guò)程的各個(gè)領(lǐng)域都變得直觀透明，智慧水務(wù)的解決方案幫助企業(yè)更有效地從事水務(wù)管理。未來(lái)幾年將是智慧水務(wù)高速發(fā)展的時(shí)間，各水司應(yīng)抓住機(jī)遇深耕公司生產(chǎn)業(yè)務(wù)，建立適合自己的智慧水務(wù)系統(tǒng)。

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