王璐璐 朱玉明 劉紅義

摘? 要： 以呼市智慧水務(wù)一期建設(shè)項(xiàng)目-綜合管理平臺(tái)建設(shè)方案為研究對(duì)象，以綜合分析“一張圖”構(gòu)建為核心，綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等先進(jìn)理念和高新技術(shù)，結(jié)合呼和浩特市建設(shè)國(guó)家新型智慧城市標(biāo)桿市的戰(zhàn)略目標(biāo)以及解決城市水資源及水環(huán)境等問題的實(shí)際需求，闡述了呼市基于“一張圖”的智慧水務(wù)綜合管理平臺(tái)建設(shè)的必要性?；凇耙粡垐D”技術(shù)對(duì)智慧水務(wù)綜合管理平臺(tái)建設(shè)進(jìn)行應(yīng)用研究及分析探討，科學(xué)的架構(gòu)體系設(shè)計(jì)對(duì)于促進(jìn)信息基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用系統(tǒng)效能提供客觀的決策依據(jù)。綜合管理平臺(tái)建設(shè)是呼市打造智慧水務(wù)的一次突破與嘗試，對(duì)于提升呼市公司的管理能力、經(jīng)濟(jì)效益和服務(wù)水平具有指導(dǎo)性的意義。

關(guān)鍵詞： 物聯(lián)網(wǎng);大數(shù)據(jù);智慧水務(wù);一張圖;精細(xì)化

【Abstract】： Taking Hohhot Smart Water Phase I Construction Project-Integrated Management Platform Construction Project as the research object， with the comprehensive analysis of “one map” as the core， comprehensive application of advanced concepts such as Internet of Things， big data， cloud computing， artificial intelligence and high-tech Combined with the strategic goal of building a national new smart city benchmark city in Hohhot and the actual needs of solving urban water resources and water environment， the necessity of Hohhot's intelligent water management platform based on “one map” was expounded. Based on the “one map” technology， the application research and analysis of the intelligent water management platform construction， the scientific architecture system design provides an objective decision-making basis for promoting the performance of information infrastructure and application system. The construction of comprehensive management platform is a breakthrough and attempt to create a smart water service in Hohhot， which has guiding significance for improving the management ability， economic efficiency and service level of Hohhot Company.

【Key words】： The Internet of things; Big data; Wisdom water; One map; Refinement

0? 引言

智慧水務(wù)是智慧城市建設(shè)中的重要組成部分，也是呼和浩特市智慧城市試點(diǎn)建設(shè)的特色創(chuàng)新項(xiàng)目，是呼和浩特市政府落實(shí)“智慧城市”的重要載體，搭建融合式一體化企業(yè)管理和業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，構(gòu)建智慧水務(wù)綜合分析“一張圖”，打破原有“信息孤島”弊端，完善水務(wù)監(jiān)測(cè)體系，通過構(gòu)建基于“一張圖”水務(wù)全要素的綜合分析應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源整合與業(yè)務(wù)協(xié)同，有利于為呼和浩特市智慧城市建設(shè)夯實(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)為呼和浩特“活力首府、美麗首府、和諧首府”建設(shè)提供重要的技術(shù)支撐及決策依據(jù)。

1? 現(xiàn)狀分析

1.1? 概況

呼和浩特市市區(qū)水資源量為11.88億立方米/年，人均水資源占有量為537.8立方米/年。目前，全市常規(guī)水資源可利用總量約42萬噸/天，全市人均水資源量為465立方米/年，是全國(guó)平均水平的六分之一，屬于全國(guó)嚴(yán)重缺水城市之一。因此，研究智慧水務(wù)“一張圖”構(gòu)建技術(shù)，整合水資源、水環(huán)境、水安全、水管理等各領(lǐng)域的靜態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提高水質(zhì)水量安全保障水平，增加水資源的可利用率，通過大數(shù)據(jù)挖掘?yàn)槌鞘屑八畡?wù)行業(yè)管理者提供決策支撐[1]，創(chuàng)新水務(wù)運(yùn)營(yíng)、管理、服務(wù)模式，助推呼市智慧城市健康有序發(fā)展尤為重要。

1.2? 存在問題

（1）大數(shù)據(jù)分析不全面，多源異構(gòu)數(shù)據(jù)須融合

數(shù)據(jù)是構(gòu)建“一張圖”的核心，在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)據(jù)來源是多方面的，數(shù)據(jù)的格式和屬性存在差異，在進(jìn)行一張圖構(gòu)建時(shí)，必須將這些數(shù)據(jù)融合，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)。由于大數(shù)據(jù)思想從根本上未建立，水務(wù)業(yè)務(wù)未能與信息化深度融合，涉水管理部門重要業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)建設(shè)欠缺，且各業(yè)務(wù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一[2] ，另外，由于第三方系統(tǒng)開放性，數(shù)據(jù)互通困難，這是本研究的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

（2）業(yè)務(wù)協(xié)同不徹底，分散資源待整合

除了數(shù)據(jù)之外，一張圖指標(biāo)體系構(gòu)建是另一個(gè)核心要素，構(gòu)建指標(biāo)體系的基礎(chǔ)是要充分了解水務(wù)業(yè)務(wù)，了解不同層次管理者關(guān)注的重點(diǎn)，才能形成與實(shí)際管理要求匹配的業(yè)務(wù)指標(biāo)體系。在形成業(yè)務(wù)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，才能進(jìn)行數(shù)據(jù)的組織關(guān)聯(lián)，現(xiàn)有的水務(wù)信息系統(tǒng)建設(shè)年代不同、分散臨時(shí)性需求較多，并且不同承擔(dān)單位技術(shù)不同，系統(tǒng)打通困難，數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象較為嚴(yán)重。

（3）信息管理不及時(shí)，運(yùn)維方式待改進(jìn)

目前呼市信息系統(tǒng)運(yùn)維各自為政，運(yùn)維由不同單位負(fù)責(zé)，難以達(dá)到信息管理的及時(shí)、準(zhǔn)確的要求。研究了智慧水務(wù)數(shù)據(jù)集成及綜合管理系統(tǒng)技術(shù)，面對(duì)不同對(duì)象，提供相應(yīng)展示界面，可進(jìn)行分區(qū)管理，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)聯(lián)合辦公，為水務(wù)公司不同單位運(yùn)維管理部門提供應(yīng)急處置支撐，為水務(wù)公司管理層、水廠管理層等提供業(yè)務(wù)決策支持。

1.3? 解決方案

本技術(shù)研究以已落地項(xiàng)目為牽引，以數(shù)據(jù)整合為核心，以數(shù)據(jù)應(yīng)用為手段，在深入掌握業(yè)務(wù)需求的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究綜合“一張圖”分析技術(shù)，通過數(shù)據(jù)分析手段，可視化地呈現(xiàn)水務(wù)公司生產(chǎn)、運(yùn)行、經(jīng)營(yíng)、維護(hù)和管理狀況，為水務(wù)公司不同層次的管理者提供決策支持。

（1）數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化

圍繞水務(wù)類核心業(yè)務(wù)，完善水務(wù)監(jiān)測(cè)體系，全面透徹感知水務(wù)全要素涉水信息。利用雷達(dá)、衛(wèi)星、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)構(gòu)建智能感知體系，確保信息互通和資源共享，形成“天空地水網(wǎng)”一體化的水務(wù)立體感知監(jiān)測(cè)體系[3]。通過制定各類信息編碼、標(biāo)識(shí)、展現(xiàn)的統(tǒng)一，全方位采集呼市中心城區(qū)水務(wù)信息，包括雨量、水位、積水、流量、水質(zhì)等，實(shí)現(xiàn)水務(wù)信息的匯聚、處理、整合、存儲(chǔ)與交換，形成呼市智慧水務(wù)綜合管理數(shù)據(jù)庫(kù)，為呼市智慧水務(wù)“一張圖”建設(shè)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)支撐。

（2）信息系統(tǒng)集成化

針對(duì)呼市現(xiàn)有水務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)分散、信息孤島等問題，以數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式，將不同系統(tǒng)、不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合到數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中式管理，打造智慧水務(wù)一體化應(yīng)用平臺(tái)，涵蓋排水防澇的預(yù)警應(yīng)急功能、水資源的智能監(jiān)控功能、供水管網(wǎng)的監(jiān)測(cè)調(diào)控功能等信息化管理功能等，提供貫穿綜合整治業(yè)務(wù)全過程的整體智慧水務(wù)解決方案，為呼市智慧水務(wù)“一張圖”分析奠定基礎(chǔ)。

（3）決策調(diào)度智慧化

利用一張圖的先進(jìn)技術(shù)理念，通過智慧水務(wù)各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)等海量信息提取和挖掘，實(shí)現(xiàn)防洪排澇預(yù)警、應(yīng)急指揮調(diào)度工作的智慧化決策、水廠管網(wǎng)數(shù)字化管養(yǎng)維護(hù)的智慧化管理，從而全面提升呼市中心城區(qū)在應(yīng)對(duì)城市水資源、水環(huán)境問題的管理水平和應(yīng)急能力，為呼市智慧水務(wù)建設(shè)提供決策服務(wù)。

（4）公眾服務(wù)便捷化

發(fā)揮一張圖的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)，利用移動(dòng)社交網(wǎng)絡(luò)，為呼市中心城區(qū)提供城市水務(wù)建設(shè)與公眾的良性互動(dòng)平臺(tái)，充分調(diào)動(dòng)公眾對(duì)城市智慧水務(wù)建設(shè)和維護(hù)的積極性，從而能以更加精細(xì)、動(dòng)態(tài)、靈活、高效的方式參與城市水務(wù)管理。

2? 智慧水務(wù)“一張圖”綜合管理平臺(tái)建設(shè)意義

針對(duì)呼市水務(wù)信息化，結(jié)合呼市水資源基本現(xiàn)狀及水環(huán)境綜合治理的實(shí)際需求，以計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)和各采集控制終端為基礎(chǔ)，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等高新技術(shù)為動(dòng)力，統(tǒng)籌謀劃、系統(tǒng)治理，構(gòu)建切實(shí)可行的智慧水務(wù)“一張圖”應(yīng)用體系，實(shí)現(xiàn)信息采集自動(dòng)化、信息系統(tǒng)集成化、決策調(diào)度智慧化、公眾服務(wù)便捷化，使得感知內(nèi)容全覆蓋、采集信息全掌握、傳輸時(shí)間全天候、應(yīng)用貫穿全過程，提升城市水務(wù)整體管理水平，打造國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的智慧水務(wù)工程。

（1）“一張圖”建設(shè)是貫徹落實(shí)呼市九大專項(xiàng)的有效實(shí)踐

綜合分析“一張圖”在呼和浩特智慧水務(wù)項(xiàng)目中進(jìn)行了成功應(yīng)用，覆蓋供排水全過程，涵蓋水量、水質(zhì)、水壓、水設(shè)施的信息采集、處理與控制體系，有助于提升水務(wù)管理的效率，是貫徹落實(shí)呼和浩特市建設(shè)國(guó)家新型智慧城市標(biāo)桿市的戰(zhàn)略目標(biāo)的有效實(shí)踐。

（2）“一張圖”建設(shè)是水務(wù)精細(xì)化管理的第一要義

水務(wù)精細(xì)化和智慧化管理是水務(wù)事業(yè)發(fā)展的要求和大趨勢(shì)，針對(duì)現(xiàn)代水務(wù)信息化普遍存在數(shù)據(jù)壁壘不暢、智能應(yīng)用程度偏低、業(yè)務(wù)協(xié)同形式簡(jiǎn)單等問題 ，“一張圖”智慧應(yīng)用建設(shè)理念能夠滿足水務(wù)信息化在新形勢(shì)下的發(fā)展要求，提高較傳統(tǒng)水務(wù)信息化建設(shè)的自動(dòng)化控制水平。

（3）“一張圖”建設(shè)是提升城市水安全保障能力的必然選擇

構(gòu)建基于“一張圖”綜合管理平臺(tái)，建立排水防澇工程體系，破解“城市看海”難題，提高城市面對(duì)突發(fā)事故的應(yīng)急處理能力，最大限度的減少安全事故的發(fā)生[4]，為呼市供排水公司制定內(nèi)澇防治對(duì)策和應(yīng)急搶險(xiǎn)預(yù)案提供輔助決策支持，有助于城市應(yīng)對(duì)水質(zhì)污染、水務(wù)調(diào)度及內(nèi)澇應(yīng)急等多方面的挑戰(zhàn)。

3? 智慧水務(wù)“一張圖”綜合管理平臺(tái)總體架構(gòu)

智慧水務(wù)綜合管理平臺(tái)以水務(wù)公司的供水、排水業(yè)務(wù)為核心，覆蓋了管網(wǎng)GIS、原水、供水、二次供水、管網(wǎng)測(cè)壓、移動(dòng)抄表、營(yíng)業(yè)收費(fèi)、排洪防澇等業(yè)務(wù)的綜合管理。以ArcGIS服務(wù)為基礎(chǔ)平臺(tái)，以水務(wù)業(yè)務(wù)指標(biāo)分析及流程為核心，重點(diǎn)研究基于“一張圖”的智慧水務(wù)綜合管理平臺(tái)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)?？傮w架構(gòu)設(shè)計(jì)以水務(wù)云平臺(tái)為技術(shù)支撐，通過建設(shè)統(tǒng)一的智慧水務(wù)綜合管理數(shù)據(jù)庫(kù)，面向水務(wù)業(yè)務(wù)應(yīng)用，構(gòu)建涵蓋供排水領(lǐng)域業(yè)務(wù)信息的“N系統(tǒng)”，打造智慧水務(wù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和安全保障體系，形成“一云”，即一個(gè)水務(wù)云、“N系統(tǒng)”即“N張圖”、“一體化支撐”包括水務(wù)數(shù)據(jù)中心、監(jiān)控管理中心、標(biāo)準(zhǔn)體系、安全體系和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等一體化的應(yīng)用支撐。如圖1所示。

（1）感知層：針對(duì)水源地、水廠、管網(wǎng)、排水防澇等涉水對(duì)象和環(huán)節(jié)安裝在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，如壓力傳感器、液位計(jì)、流量計(jì)、雨量計(jì)等等，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)、液位、壓力、流量等指標(biāo)，利用視頻、地下管線探地雷達(dá)、管線精確定位電子標(biāo)識(shí)等設(shè)備，結(jié)合氣象、衛(wèi)星等第三方數(shù)據(jù)，綜合感知采集涉水業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，反映從水廠生產(chǎn)到居民用水的全過程情況，為從源頭到龍頭的管理奠定基礎(chǔ)。

（2）通訊層：采用通訊層解析后數(shù)據(jù)、各系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)的傳輸方式，在互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、窄帶通信等基礎(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境的基礎(chǔ)上，利用交換設(shè)備、防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、模型服務(wù)器和備份服務(wù)器等服務(wù)器，全面支持2/3/4G網(wǎng)絡(luò)通信，構(gòu)建起適應(yīng)智慧水務(wù)的綜合通訊層。

（3）數(shù)據(jù)層：構(gòu)建呼和浩特市指揮監(jiān)控中心，為智慧水務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。通過數(shù)據(jù)集成或物聯(lián)網(wǎng)采集的手段將多源數(shù)據(jù)劃分為基礎(chǔ)信息庫(kù)、水廠SCADA數(shù)據(jù)庫(kù)、視頻數(shù)據(jù)庫(kù)、排洪防澇數(shù)據(jù)庫(kù)、管網(wǎng)測(cè)壓數(shù)據(jù)庫(kù)、預(yù)警數(shù)據(jù)庫(kù)、移動(dòng)抄收數(shù)據(jù)庫(kù)、設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)等。主要用于數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一組織和管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一表達(dá)，為數(shù)據(jù)交換、綜合應(yīng)用、大數(shù)據(jù)決策分析提供支撐。

（4）平臺(tái)層：對(duì)于所采集的大量數(shù)據(jù)，基于人工智能、邊緣計(jì)算、分布式計(jì)算、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等先進(jìn)技術(shù)和算法，綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)應(yīng)用技術(shù)，進(jìn)行預(yù)處理，快速匹配分析指標(biāo)所需要的數(shù)據(jù)，提供空間服務(wù)、GIS服務(wù)、移動(dòng)服務(wù)、虛擬化等基礎(chǔ)服務(wù)，為涉水業(yè)務(wù)智慧化應(yīng)用提供物理、計(jì)算、運(yùn)行等服務(wù)環(huán)境。

（5）應(yīng)用層：建設(shè)城市一級(jí)大數(shù)據(jù)綜合分析應(yīng)用平臺(tái)，構(gòu)建面向水務(wù)綜合監(jiān)控體系的智慧水務(wù)應(yīng)用體系，對(duì)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行、管理等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合、關(guān)聯(lián)、挖掘和分析應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)基于“一張圖”分析水務(wù)全要素的綜合分析應(yīng)用，為供排水管網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)行、保障等環(huán)節(jié)提供服務(wù)支撐。

（6）門戶層：搭建智慧水務(wù)的門戶系統(tǒng)，作為整合各系統(tǒng)的框架，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的組織機(jī)構(gòu)及用戶管理和權(quán)限管理，通過單點(diǎn)登錄、功能集成和消息集成等方式，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)在門戶框架內(nèi)的有效集成協(xié)同。

（7）擴(kuò)展層：建設(shè)城市級(jí)應(yīng)用體系，其中包括了覆蓋水資源、水環(huán)境、水安全系統(tǒng)，同時(shí)智慧水務(wù)平臺(tái)和呼市智慧城市實(shí)現(xiàn)信息共享，實(shí)現(xiàn)涉水全過程的綜合監(jiān)管應(yīng)用，并通過監(jiān)控中心，利用專業(yè)模型、一張圖以及統(tǒng)計(jì)分析等大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，為城市級(jí)水務(wù)綜合監(jiān)控、管理、治理、預(yù)測(cè)等環(huán)節(jié)提供輔助決策手段。

（8）安全保障體系：結(jié)合呼市智慧水務(wù)綜合管理平臺(tái)管理要求和業(yè)務(wù)特點(diǎn)，按照等級(jí)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求，從物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、主機(jī)安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全和管理安全等方面建立并完善智慧水務(wù)信息安全管理體系，為呼市智慧水務(wù)建設(shè)和運(yùn)行監(jiān)管提供支撐和保障。

（9）制度與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系：為促進(jìn)智慧水務(wù)綜合管理平臺(tái)規(guī)范化、有序化開展，通過全面梳理智慧水務(wù)指標(biāo)體系，規(guī)定數(shù)據(jù)交換手段和接口形式，明確綜合管理平臺(tái)的功能、性能和技術(shù)等要求，建立數(shù)據(jù)、集成和平臺(tái)等方面的規(guī)范和技術(shù)導(dǎo)則，并逐步構(gòu)建完成的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。

4? 智慧水務(wù)“一張圖”分析系統(tǒng)構(gòu)建

通過對(duì)水務(wù)業(yè)務(wù)管理需求和水務(wù)業(yè)務(wù)分析指標(biāo)體系的研究，基于已有的供排水GIS地圖的基礎(chǔ)上，豐富、整合水源地、水廠、供水、排水、管網(wǎng)、設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息，例如管網(wǎng)能力評(píng)估、防洪預(yù)報(bào)調(diào)度、內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)分析等相關(guān)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水質(zhì)、液位、流量等在線監(jiān)控系統(tǒng)、設(shè)施、工程、地理的信息數(shù)據(jù)[5]，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和“一張圖”展示技術(shù)，將主要數(shù)據(jù)信息疊加在一張圖上，并實(shí)現(xiàn)大屏展現(xiàn)，快速實(shí)現(xiàn)呼市水網(wǎng)信息可視化。本研究主要進(jìn)行綜合“一張圖”分析、管線壓力“一張圖”分析、排洪防澇“一張圖”分析、水源井（水廠）“一張圖”分析、二次供水“一張圖”分析、視頻“一張圖”分析、設(shè)備管理“一張圖”分析、移動(dòng)抄表“一張圖”分析等八個(gè)一張圖構(gòu)建技術(shù)研究。如圖2所示。

4.1? 綜合“一張圖”分析

綜合“一張圖”分析是為公司經(jīng)營(yíng)領(lǐng)導(dǎo)提供公司運(yùn)營(yíng)情況的數(shù)據(jù)看板，公司經(jīng)營(yíng)領(lǐng)導(dǎo)通過該視圖能夠了解公司的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)基本情況，通過簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)上可改進(jìn)的問題。

提供綜合“一張圖”分析總覽視圖，宏觀分析生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的情況和供排水情況總覽，可視化展現(xiàn)形式呈現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)行、經(jīng)營(yíng)、維護(hù)和管理狀況[6]。主要包括供水量（日）、售水量（月）、產(chǎn)銷差率（月）、用戶數(shù)（月）、管網(wǎng)情況（月）、營(yíng)收分析（月）、制水單耗（月）、遠(yuǎn)傳表普及率（月）。地圖上顯示主干管網(wǎng)拓?fù)鋱D、顯示投訴區(qū)域及管理范圍，并可以顯示當(dāng)月投訴量、同比和環(huán)比。具體系統(tǒng)的主界面如下圖3所示。

4.2? 管線壓力“一張圖”分析

管線壓力“一張圖”分析是將管線數(shù)據(jù)跟現(xiàn)有的水廠出廠實(shí)時(shí)壓力、管網(wǎng)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)、加壓泵站出水壓力數(shù)據(jù)、二次供水泵房的末端壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，提供壓力分布分析與改進(jìn)建議，并結(jié)合壓力投訴量信息，為生產(chǎn)調(diào)度人員提供壓力問題的分析工具。

通過管線壓力總覽視圖可展示城市管網(wǎng)整體壓力空間分布情況，地圖上顯示水廠出廠水實(shí)時(shí)壓力、管網(wǎng)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)壓力、加壓泵站實(shí)時(shí)出口壓力、二次供水泵站出口壓力，在圖上根據(jù)壓力高低用熱力圖展示，且GIS地圖上有數(shù)據(jù)分檔閾值和圖例顯示，直觀顯示熱力圖壓力大小范圍。對(duì)水廠出廠實(shí)時(shí)壓力、管網(wǎng)壓力點(diǎn)、二次供水泵站出口壓力異常情況進(jìn)行告警，對(duì)于告警信息發(fā)起工單?？蓪?duì)壓力點(diǎn)所在管網(wǎng)的管徑、管材、當(dāng)日壓力走勢(shì)、歷史壓力走勢(shì)進(jìn)行分析。

4.3? 排洪防澇“一張圖”分析

排洪防澇“一張圖”利用基礎(chǔ)地形圖和管線圖發(fā)布數(shù)據(jù)進(jìn)行一張圖整合，以地圖服務(wù)的形式把地圖和排洪防澇點(diǎn)進(jìn)行綜合展示;直觀地展示低洼橋區(qū)實(shí)時(shí)的降雨情況、橋區(qū)積水情況、積水預(yù)測(cè)、當(dāng)前泵站運(yùn)行情況;結(jié)合水力模型、排洪防澇預(yù)測(cè)以及通過歷史數(shù)據(jù)，以科學(xué)準(zhǔn)確的方式分析城市內(nèi)澇的影響范圍、積水深度、積水量和積水時(shí)間等致災(zāi)因素[7];當(dāng)汛期來臨，公司排洪防澇指揮人員通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行輔助決策，掌握排洪防澇系統(tǒng)整體運(yùn)行情況，為內(nèi)澇防治對(duì)策和應(yīng)急搶險(xiǎn)預(yù)案的制定提供決策支持。

4.4? 水源井（水廠）“一張圖”分析

水廠作為公司的核心業(yè)務(wù)，提供更加全面的數(shù)據(jù)支撐，將各水廠業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析、存檔，提高生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定性，為公司領(lǐng)導(dǎo)、水廠廠長(zhǎng)、監(jiān)控人員三種角色提供三種不同視圖。

公司領(lǐng)導(dǎo)視圖：查看的是所有水廠的總體情況統(tǒng)計(jì)，以及各個(gè)水廠的分布情況、運(yùn)行狀態(tài)的信息。

水廠廠長(zhǎng)視圖：查看本水廠的情況統(tǒng)計(jì)，地圖上展示該水廠周邊的水源井信息，實(shí)時(shí)掌握水廠、水源井信息。

監(jiān)控人員視圖：指揮大廳的水廠實(shí)時(shí)監(jiān)控人員，可掌握各個(gè)水廠的實(shí)時(shí)工藝運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4.5? 二次供水“一張圖”分析

二次供水“一張圖”為二次供水運(yùn)行監(jiān)控人員提供遠(yuǎn)程監(jiān)控工具，將所有的二次供水泵房的運(yùn)行信息進(jìn)行整合，提供二次供水泵房運(yùn)行分析，具備告警提醒、小區(qū)模糊搜索、單個(gè)供水泵房實(shí)時(shí)工藝情況監(jiān)測(cè)功能，利于指揮大廳的二次供水監(jiān)控人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)二次供水運(yùn)行問題。

二次供水“一張圖”分析在GIS地圖的基礎(chǔ)上，把二次供水泵房的信息根據(jù)其地理位置在GIS地圖上進(jìn)行展示，在地圖上能夠分析泵房運(yùn)行監(jiān)控信息、泵房詳情和視頻，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中、統(tǒng)一展示。

4.6? 視頻“一張圖”分析

視頻一張圖在GIS地圖的基礎(chǔ)上，提供視頻監(jiān)控在線狀態(tài)分析，展示監(jiān)控視頻在線與離線占比情況，以及查看詳細(xì)信息，支持按類別（水廠、水源井、二次供水和排洪防澇）查詢統(tǒng)計(jì)在線與離線數(shù)量，并按離線、在線狀態(tài)進(jìn)行排序，對(duì)于離線狀態(tài)攝像頭高亮展示，協(xié)助用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)視頻設(shè)備的異常情況。

視頻“一張圖”分析主要面向視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控人員，通過與地圖相結(jié)合，能夠通過位置或攝像頭名稱的模糊搜索查找相關(guān)攝像頭，并調(diào)取相關(guān)攝像頭畫面，為視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控人員提供視頻快速定位工具，綜合全面了解水務(wù)現(xiàn)場(chǎng)狀況。

4.7? 設(shè)備管理“一張圖”分析

設(shè)備管理“一張圖”為設(shè)備管理部門的設(shè)備運(yùn)行維護(hù)人員提供在線設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控工具，基于GIS地圖對(duì)供排水公司的水廠、管網(wǎng)測(cè)壓、排洪防澇、視頻多種設(shè)備的管理;通過設(shè)備列表圖層控制，進(jìn)行設(shè)備統(tǒng)計(jì)范圍的切換和定位。根據(jù)故障設(shè)備的位置，可以更有效的安排故障設(shè)備維修路線，保障設(shè)備日常運(yùn)行維護(hù)，應(yīng)對(duì)緊急情況、預(yù)防性維護(hù)。

設(shè)備管理一張圖在GIS地圖的基礎(chǔ)上，把所有設(shè)備的信息根據(jù)其地理位置在GIS地圖上進(jìn)行綜合展示，設(shè)備主要應(yīng)用于水廠、水源井、管網(wǎng)、易澇點(diǎn)、二次加壓泵站和營(yíng)業(yè)收費(fèi)廳六種類型，各類設(shè)備基于一張圖進(jìn)行統(tǒng)一的管理，提供設(shè)備一張圖綜合展示、設(shè)備總覽、設(shè)備統(tǒng)計(jì)、設(shè)備圖層控制、設(shè)備管理及設(shè)備實(shí)時(shí)報(bào)警功能。

4.8? 移動(dòng)抄表“一張圖”分析

移動(dòng)抄表“一張圖”為移動(dòng)抄表管理者提供總體抄表業(yè)務(wù)的匯總分析，并且提供基于抄表員抄表軌跡的抄表質(zhì)量匯總展示分析，提升抄表業(yè)務(wù)管理水平。

移動(dòng)抄表總覽視圖直觀展示當(dāng)前抄表工作進(jìn)度、抄表設(shè)備情況監(jiān)測(cè)、行業(yè)用水的區(qū)域分布情況、抄表工作質(zhì)量分析情況，讓領(lǐng)導(dǎo)對(duì)抄表部門的工作情況一目了然;并支持通過抄表員、抄表時(shí)間模糊查詢抄表員的當(dāng)前位置及歷史軌跡。

地圖上顯示各個(gè)營(yíng)業(yè)所管轄范圍，顯示當(dāng)月的抄見率、平均用水量、居民生活用水、總用水量、總欠費(fèi)金額。

綜上分析，可視化城市水務(wù)管理全生命周期“一張圖”包括國(guó)家基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、城市供排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)、水廠基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、河道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、氣象水文數(shù)據(jù)等，是開展城市水務(wù)信息資源整合共享的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是開展水務(wù)業(yè)務(wù)應(yīng)用協(xié)同的關(guān)鍵措施。“一張圖”讓管理人員能夠迅速定位和了解相關(guān)指標(biāo)情況，以前需要“跑斷腿”的信息收集工作，現(xiàn)在只需在一張圖的服務(wù)設(shè)備上輕點(diǎn)鼠標(biāo)即可實(shí)現(xiàn)。

5? 建設(shè)效果

該項(xiàng)目具備典型大項(xiàng)目的特點(diǎn)，建設(shè)內(nèi)容多，組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在深入研究供排水公司這種典型的供排水企業(yè)的運(yùn)作模式、調(diào)度流程和生產(chǎn)銷售等環(huán)節(jié)，著重學(xué)習(xí)企業(yè)經(jīng)營(yíng)和調(diào)度分析指標(biāo)體系、關(guān)鍵崗位職能、業(yè)務(wù)辦理流程以及面臨的痛點(diǎn)和難點(diǎn)問題的基礎(chǔ)上，在項(xiàng)目實(shí)施過程中，突破智慧水務(wù)關(guān)鍵技術(shù)，形成具備核心競(jìng)爭(zhēng)力的“智慧水務(wù)一張圖系統(tǒng)”典型產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)以信息化帶動(dòng)管理精細(xì)化，全面提升業(yè)務(wù)部門的監(jiān)管效率效能。

5.1? 深度挖掘水務(wù)業(yè)務(wù)指標(biāo)體系，打造基于“一張圖”的綜合管控平臺(tái)

（1）與已有業(yè)務(wù)系統(tǒng)深度融合，搭建統(tǒng)一的水務(wù)企業(yè)數(shù)據(jù)中心

在市政管網(wǎng)信息化的基礎(chǔ)上，整合數(shù)據(jù)，按水務(wù)行業(yè)特性，建設(shè)統(tǒng)一的水務(wù)數(shù)據(jù)中心。設(shè)計(jì)不同主題域，對(duì)各環(huán)節(jié)水務(wù)企業(yè)的各類設(shè)備、業(yè)務(wù)系統(tǒng)所產(chǎn)生的大量紊亂的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行專業(yè)化的集中融合、分析處理，消除信息孤島，實(shí)現(xiàn)對(duì)水務(wù)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的有效積累和價(jià)值運(yùn)營(yíng)。

（2）可擴(kuò)展能力和快速擴(kuò)容能力，方便業(yè)務(wù)擴(kuò)展

采用云架構(gòu)，具備彈性計(jì)算、可擴(kuò)展和快速擴(kuò)容能力，能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需求快速動(dòng)態(tài)擴(kuò)展部署主機(jī)，可有效推動(dòng)呼市水務(wù)系統(tǒng)與城建、環(huán)保部門的數(shù)據(jù)共享。

（3）跨平臺(tái)跨廠商的大數(shù)據(jù)集成及處理能力，方便數(shù)據(jù)融合

平臺(tái)采用大數(shù)據(jù)集成及處理技術(shù)，提供多種大數(shù)據(jù)處理組件，支持 Oracle、Mysql 等多種商業(yè)和開源的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)源。

（4）數(shù)據(jù)分析挖掘與業(yè)務(wù)創(chuàng)新能力，引領(lǐng)水務(wù)智慧化

平臺(tái)借助與相關(guān)系統(tǒng)的接口以及對(duì)于相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集能力，支撐生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控各個(gè)應(yīng)用之間的按需聯(lián)動(dòng)，平臺(tái)可沉淀大量水務(wù)數(shù)據(jù)，結(jié)合平臺(tái)的大數(shù)據(jù)分析處理和挖掘技術(shù)，可支撐水務(wù)業(yè)務(wù)創(chuàng)新，引領(lǐng)水務(wù)智慧。

5.2? 基于排洪防澇模型，建設(shè)排洪防澇系統(tǒng)“一張圖”

基于排洪防澇模型，構(gòu)建汛情預(yù)測(cè)、知識(shí)管理、數(shù)據(jù)分析，提供集數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、分析、決策于一體的高度集成化信息系統(tǒng)，分析風(fēng)險(xiǎn)瓶頸、對(duì)異常信息和數(shù)據(jù)及時(shí)模擬推演，做好突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)，將城市防洪排澇工作由事后“被動(dòng)處置”向事前“主動(dòng)預(yù)警”、“智慧治理”模式的轉(zhuǎn)變。

6? 結(jié)論

綜上所述，本技術(shù)的研究與突破，能夠?yàn)橹腔鬯畡?wù)領(lǐng)域產(chǎn)品的發(fā)展，提升產(chǎn)品含金量，提供必要的技術(shù)支撐。同時(shí)“一張圖”綜合分析作為呼市智慧水務(wù)建設(shè)的核心組成部分，借助大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，以管網(wǎng)GIS為基礎(chǔ)，涵蓋綜合調(diào)度、在線監(jiān)測(cè)、安全預(yù)警、應(yīng)急處置等信息，整合水源地、水廠、管網(wǎng)、排水等各個(gè)環(huán)節(jié)的靜態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，展示不同專題的水務(wù)業(yè)務(wù)，通過機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)挖掘手段，提供服務(wù)于城市水務(wù)管理的智慧知識(shí)，通過構(gòu)建從數(shù)據(jù)采? ?集——數(shù)據(jù)分析——綜合調(diào)度——科學(xué)決策四個(gè)維度的一體化綜合管理平臺(tái)，全面提升水司在突發(fā)狀況下的事件應(yīng)急、事件聯(lián)動(dòng)、事件處理的決策、管理和執(zhí)行反應(yīng)能力。

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