物聯網技術在智慧水務中的應用

張瑋

摘? 要：智慧水務提出到現在發展已數十年，即是智慧城市的重要組成部分，也是智慧環保不可或缺的核心領域，已成為國家戰略層面的重點產業之一。傳統的智能水務系統實現功能簡單，使用時間較長，目前已無法滿足智慧城市水資源的調度使用需求，如何構建一套新型適用現階段城市建設的智慧水務系統是本文研究的主要目的。

關鍵詞：物聯網技術;物聯網技術;應用

在智慧水務的支持下，水務管理有效提升了自身的自動化、信息化的程度，不僅促進工作效率以及工作質量的全面提升，而且能夠緩解人力資源的壓力。近幾年，物聯網技術全面發展，進一步為智慧水務的建設與完善提供更加有力的技術支持?；诖耍芯课锫摼W技術在智慧水務中的應用具有一定的現實意義，可在智慧水務的基礎上實現進一步的提升。

1智慧水務相關概念

智慧水務是指利用傳感器、電子標簽等物聯網技術，建成覆蓋信息類型和時空尺度完善的水務信息感知網;建成水生態水環境監測體系，實現全區水源地、河流、湖泊、干渠、排污設施水質全面自動監測;建成水資源監控能力，實現源水供水水量、水廠供水量、原水供水信息、二次供水、城市生態供水、農田水利灌溉用水全面自動監測;建成汛情監測體系，實現全區河流、湖泊、泵站、閘渠、堤防、城市易澇點水情全面自動監測;建成水務設施監測體系，實現全區泵站（供水、排污、農田灌溉）、閘壩、管網（供水、排污、農田灌溉）、井蓋、消防栓運行（完好）狀態的全面自動監測;建成支持各類監測數據傳輸的物聯網絡，實現物聯網與政務專網、移動無線網絡、社會運營商網絡的“多網融合”。利用“云計算”“虛擬化”等新技術建成實現水務信息匯集、存儲、處理、服務于一體的大數據中心，實現水務工程基礎信息、水雨情信息、視頻監控信息在數據中心的整合，與公安部門、氣象部門、國土部門、應急管理等部門的信息實現實時交換。實現對源、供、排、污、災等水務管理環節的歷史回溯、現狀監測、未來預測與綜合調控分析，基于深度模型支撐的水資源調度、水生態治理、水環境整治、水系聯控聯調系統建成。

2 物聯網技術在智慧水務中的應用

2.1 系統功能設計

（1）水質信息采集體系，水質信息采集體系應用浮標水質分析儀進行實時采集水質數據。浮標水質分析儀是一套以在線自動分析儀器為核心，運用現代傳感器技術，結合浮標體、太陽能供電系統、全球定位系統、錨泊系統組成的放置于水域內的小型水質監測設備。該設備采用全光譜掃描和電化學方法，實現了對溫度、PH值、溶解氧、電導率、濁度、總氮和總磷等多參數數據的實時快速采集。設備包括實時數據采集模塊、防護模塊、監控模塊及實時多參數水質監測傳感器等部分組成。浮標體、太陽能供電系統、錨泊定位系統和GPS全球定位系統組成了設備的基礎保障模塊。太陽能供電系統提供電能，GPS全球定位系統確定數據采集的位置信息，由浮標平臺搭載的實時多參數水質監測傳感器完成對數據的采集，通過定位監控模塊實現數據采集環境及采集狀態的監控，并對工作浮標下達相關指令完成整個系統的工作流程。（2）信息傳輸體系，信息傳輸體系采用5G網絡傳輸。5G移動通信網絡在數據傳輸上具有高效率和高容量的優勢。對于水質監測站大量的多參數實時采集數據，5G網絡完全可滿足智慧感知所要求的時效性。5G通信網絡同樣具有高度的安全性和可靠性，保證采集的水質數據不會發生泄露、丟失、損壞。

2.2 完善水務企業生產設備健康狀態評估

利用物聯網技術中先進的無線傳感器、高清視頻監控、無線傳輸網絡和智能分析技術，構建設備狀態監測與健康評價系統。全面感知水泵、電氣設備、變壓器以及輔機等設備的運行情況、狀態參數，經過智能、高效地分析后，可以讓設備運行人員預先掌握設備運行趨勢預測，讓設備管理人員及時了解設備健康評估結果，快速進行故障診斷，讓領導層客觀制定設備維修決策，根據設備類型的不同，設備狀態監測與健康評價大致可分為四塊：一是泵房機泵狀態監測，通過加裝不同類型的傳感器來在線監測機泵的各種數據，并結合水泵實際運轉情況，如運轉時間、運行效率以及設備點檢等，形成設備的運行趨勢，智能判斷水泵的健康狀態。二是為泵房生產設備供電的配電系統，包括變壓器狀態監測，電氣控制柜狀態監測，通過對電氣設備的溫度、濕度、電流電壓、氣體泄露、電氣設備局放、電纜層漏水以及門開關等重要參數的監控監測，達到全面可靠的配電系統穩定運行，以保障生產設備的電力系統的安全。

2.3全面實現設備設施的信息化管理

（1）設備巡檢

水廠設備巡檢主要由工作人員負責完成，基于物聯網技術的設備巡檢，要求巡檢人員裝配智能手表、PDA，并利用設備對信息進行讀取;同時，附近建設的RFID基站，可直接與PDA完成對接，這樣系統就能夠對巡檢人員在巡檢過程中的具體位置進行判斷，從而掌握巡檢人員是否按照相關規定開展工作等。同時，PDA會將讀取到的巡檢信息及時傳輸到指定服務器，再由對應系統完成分析，并對設備運行的實際情況進行掌控。

（2）設備操作警示

基于設備功能可對工作人員的設備以及位置進行定位，這樣能夠對工作人員是否可以進行操作進行指示，倘若可以進行操作，系統會以語音方式提醒工作人員，并按照具體的規定完成操作，有利于提升操作效率與質量。

（3）倉庫物資管理

基于物聯網技術的倉庫物質管理具體指的是將電子標簽標識完善到倉庫物資、備品備件，并結合附近基站所接受到的相關信息，對物資庫存的實際情況進行自動統計，并完成資產核算。

2.4 水務管理智慧平臺的建立

水務管理智慧平臺需要融入信息、物聯網等技術手段，進而使系統具有共享功能、監控功能、檢測功能、傳輸功能等，將智慧水務系統的優勢充分發揮，并在此基礎上做好調研工作及規劃設計，實現在線水務業務的辦理。同時，水務管理智慧平臺可以通過互聯網系統進行應急指揮，如出現問題可以第一時間著手解決，將被動處理問題化為主動解決問題，從而使水務工作的整體效率大幅度提升。水務管理智慧平臺能夠讓城市供水工作逐漸走向智能化、規范化，并在此基礎上推動水務管理的人性化、簡潔化發展，在最大程度上滿足人們的日常需求，真正的方便了民眾的生活。

2.5 數據定位采集系統

智慧水務的重要環節是通過無線傳感設備、3S定位設備和三維建模等技術，實現水資源數據精準、可靠、高效的采集與分析，篩選出有用數據為決策提供可靠保障。無線傳感設備和閥門等硬件的大量應用是保證海量數據收集的必備前提，正確合理的部署是決定數據有用性的基礎，同時利用GIS、GPS等空間管理技術，將每個數據收集點信息準確地顯示在可視化屏控上，出現任何水資源突發事件時及時響應預警信號，為管理決策實施響應速率提供科學依據。

3 結束語

將物聯網與互聯網、大數據等先進技術相結合，并運用到水廠的運行管理當中去，擺脫了傳統效率低下的管理模式，實現了模式創新，并體現了“智控慧管”的特點，可實現水廠全面自動化生產、全面科學化管理，推動了水處理行業的模式升級，實現了水廠運行的精密化、技術化、科學化，在科技水平不斷進步的大背景下有著良好的前景。

參考文獻：

[1]南楠.基于物聯網技術的智慧水務體系研究[J].輕工科技，2021，37（07）：59-60+73.

[2]劉剛.基于物聯網技術的智慧水務及供水管網漏損檢測應用方案[J].電子技術與軟件工程，2020（19）：21-23.

[3]孟慶彬，蔡文俊，石磊，張蘭芳，韓驊，陸亞良.物聯網技術在智慧水務中的應用研究[J].電子世界，2020（17）：207-209.DOI：10.19353/j.cnki.dzsj.2020.17.094.