摘要：本文結合水處理項目中的實際需求和當前物聯(lián)網和人工智能的發(fā)展趨勢，闡述了智能水務系統(tǒng)在水處理項目中的應用前景和解決方案。

關鍵字：水處理，遠程監(jiān)控，工業(yè)互聯(lián)網，大數(shù)據(jù)，人工智能，水質監(jiān)測，設備管理。

1.智能水務的應用背景

國家政策

國務院《關于深化“互聯(lián)網+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網的指導意見》提出：“加快建設和發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網，推動互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經濟深度融合，發(fā)展先進制造業(yè)，支持傳統(tǒng)產業(yè)優(yōu)化升級，具有重要意義。”

信息化部印發(fā)了《工業(yè)互聯(lián)網平臺建設及推廣指南》和《工業(yè)互聯(lián)網平臺評價方法》。

工信部已印發(fā)《工業(yè)互聯(lián)網網絡建設及推廣指南》。

“工業(yè)互聯(lián)網”成為“熱詞”并寫入《2019年國務院政府工作報告》。

現(xiàn)狀分析

近年來居民用水需求不斷增大，水資源則日趨匱乏，所以，提高水廠凈水能力，加強用水質量管理，提升居民用水體驗，實現(xiàn)凈水廠的科學運營就成為了迫在眉睫的任務。

隨著城市內投放的凈水設備數(shù)量增加，對這些設備的統(tǒng)一運維管理就變得尤為關鍵，一旦出現(xiàn)的問題無法及時反饋和解決，對周邊用戶的直接影響將會十分巨大，用戶滿意度也會急劇下降。對于管理運營而言，無法對所投放設備進行科學的管理，就會導致設備利用率降低，所造成的資源浪費、效率低下的影響也是巨大的。

2.智能水務的范圍

水處理項目中的智能水務系統(tǒng)需要充分結合現(xiàn)有的高新技術，實現(xiàn)對凈水設備的遠程監(jiān)控以及科學的管理，此外還需要對相應的客戶信息進行系統(tǒng)的管理，APP以及消息推送等功能。

遠程監(jiān)控：實現(xiàn)對污水生產設備以及飲水質量的監(jiān)控，對異常情況進行報警提醒;

設備管理：實現(xiàn)全生命周期的設備管理功能，提高設備運行效率;

客戶管理：建立完善的客戶信息系統(tǒng)以及人性化、高質量的售后服務體系;

互聯(lián)應用：專業(yè)的面向用戶的APP開發(fā)，及時處理解決用戶問題，提高用戶體驗。

3.智能水務的價值

水處理項目的智能水務系統(tǒng)平臺，具備以下優(yōu)勢：

支持跨平臺應用及移動應用場景;

提供高效、穩(wěn)定、準確的數(shù)據(jù)采集存儲服務支持;

擁有高性能的報警管理中心;

支持不同廠家的實時歷史數(shù)據(jù)庫;

具備全面且高效的設備運維管理功能;

具備全面且高效的客戶服務管理系統(tǒng);

提供系統(tǒng)擴展接口，保障系統(tǒng)的開放性;

擁有專業(yè)性的APP功能開發(fā)設計，增強客戶體驗。

4.智能水務的解決方案

4.1.框架邏輯設計

根據(jù)水處理項目需求，智能水務的解決方案分層分級進行了系統(tǒng)的設計。從物聯(lián)網及工業(yè)互聯(lián)網的角度來看，系統(tǒng)功能主要集中在SaaS層，在這一層級，實現(xiàn)了對現(xiàn)場設備的實時監(jiān)控、信息展示，包含：基本分析功能，視頻系統(tǒng)功能，設備管理功能，客戶售后服務，可視化功能，付費功能，水質監(jiān)測與能源監(jiān)視等功能。

4.2.系統(tǒng)框架

架構設計圖分為四個層次。第一層為現(xiàn)地級，包含了：凈水設備、儀器等設備，通過采集網關進行數(shù)據(jù)采集，之后與視頻數(shù)據(jù)匯總，利用4G路由器，經由工業(yè)防火墻將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)中心。第二層為數(shù)據(jù)中心，通過部署實時庫服務器、關系庫服務器、設備管理服務器、視頻流服務器，進行數(shù)據(jù)的存儲以及平臺的部署。第三層為辦公、管理網絡層，實現(xiàn)的是數(shù)據(jù)的大屏展示、客戶端展示以及移動端的展示。第四層為互聯(lián)網層，實現(xiàn)的是手機APP功能的展示及其他移動化功能，還包括視頻數(shù)據(jù)在螢石云的存儲。

4.3.系統(tǒng)功能

4.3.1.實時顯示功能

實時顯示功能是根據(jù)客戶信息以及設備所在地理位置信息結合GIS功能后的展示，并能夠通過點擊標簽來展開顯示該位置設備的重要信息，設備的異常信息、報警提示也會直接呈現(xiàn)在畫面上。

畫面中還會實時展示設備的當前時間的相關參數(shù)，包括：電導率，電阻率，ph，溫度，壓力，流量等;設備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括：水泵，液位，電動閥門等;并支持對異常信息進行報警提示。

4.3.2.基本分析功能

基本分析功能包括報警功能與報表管理功能。系統(tǒng)提供報警相應的查詢、顯示入口和界面;報表功能模塊用于實現(xiàn)生產報表查詢功能，包括月報查詢、日報查詢以及班報查詢等，報表的種類和樣式由報表組態(tài)軟件靈活設置。此外，系統(tǒng)還支持基于現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析功能。

4.3.3.視頻系統(tǒng)

智能水務的解決方案中視頻接入支持三種不同的方式：

接入螢石云的視頻數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)中進行生產與視頻的聯(lián)動，實現(xiàn)生產的實時監(jiān)控，需要廣域網環(huán)境的支持;

視頻攝像頭IP鏈接，不限網絡，只要能訪問到攝像機即可。

集中的流媒體服務器SDK開發(fā)，同樣不限網絡環(huán)境，只要能夠實現(xiàn)穩(wěn)定的訪問即可。

4.3.4.設備管理功能

設備管理通常指的針對設備的全生命周期進行的管理，包含了設備的臺帳、運行狀態(tài)、統(tǒng)計分析、維護保養(yǎng)等功能，根據(jù)實際的需要還會延伸到與其他類型數(shù)據(jù)進行關聯(lián)分析，以保障設備能在其生命周期內發(fā)揮出其應有的接近理想的價值。

4.3.5.客戶售后服務

系統(tǒng)會根據(jù)客戶相關信息建立客戶的基礎信息庫，公司運維人員、客戶使用群體以及系統(tǒng)內置預案都可觸發(fā)相應的處理流程，流程支持推送至巡檢人員處進行處理，其過程和結果同步反饋至中心。

此外，投訴操作還支持客戶在APP端進行，投訴的內容會反饋給運營公司進行處理。投訴發(fā)起后，客戶可實時查看投訴處理的進度，以全方位提高用戶體驗，增強用戶粘性。

4.3.6.可視化功能

可視化功能包括流程可視化與大屏可視化，其中，流程可視化將過程以圖形化的界面進行呈現(xiàn)，便于直觀的監(jiān)控設備生產情況;監(jiān)控大屏則能夠根據(jù)客戶需求進行綜合的展示，確保畫面美觀、直觀，并能夠對設備總體情況、設備異常情況、報警信息等重要信息進行重點突出顯示，呈現(xiàn)視覺差異化效果。

4.3.7.直飲水付費

系統(tǒng)接入收費管理系統(tǒng)，對用戶使用、費用信息進行展示，并在接口支持的情況下實現(xiàn)充值繳費服務，收費支持微信、現(xiàn)金等收費方式，并且可對欠費用戶進行報警提醒等。

4.3.8.水質安全監(jiān)測

水質安全監(jiān)測包括水質安全監(jiān)測、水質安全預警和水質安全應急指揮。

水質安全監(jiān)測：對各區(qū)域的水質數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測。

水質安全預警：對各區(qū)域的水質數(shù)據(jù)進行預警。

水質安全應急指揮：水質安全出現(xiàn)問題是通過制定相應的應急指揮機制，快速協(xié)調解決問題。

4.3.9.能源監(jiān)測分析

通過能流圖（主要包括電力系統(tǒng)、水系統(tǒng)）的相關畫面，實時監(jiān)控關注的區(qū)域內的設備用能情況，并對能源基礎數(shù)據(jù)進行能源計劃分析、能源對標分析、能源橫向分析，充分發(fā)掘數(shù)據(jù)潛在價值，便于管理者對區(qū)域內用能設備進行有效的管理，從而達到提高能源的利用率，降低設備能耗的目的。

4.3.10.APP用戶管理

APP端提供友好的交互方式及科學的界面布局，其功能包括：APP啟動界面的優(yōu)化，后臺用戶的注冊，密碼的修改，以及用戶登錄與用戶登錄錯誤的提醒等，實現(xiàn)用戶在相應界面綁定相關設備，并對該設備進行遠程運維管理，從而提高管理水平。

參考文獻：

[1]廖正偉，智慧水務研究與實踐。科學出版社，2018.

[2]宋航，萬物互聯(lián)，清華大學出版社，2019

[3] 朱耀青。力控ForceControl V7.1_技術規(guī)格書，力控科技有限公司，2019

作者簡介：付俊彥，男，湖北武漢市，副高級職稱，主要從事電氣自動化，PLC及其應用，水處理相關項目研究。