鐘 亮

(廣州市南沙區(qū)磨碟頭工程管理所，廣東 廣州 510000)

城市排水行業(yè)與人們生活緊密相關(guān)，是公用事業(yè)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)之一，是保障城市可持續(xù)發(fā)展的前提，是提高城市化水平和人們居住環(huán)境質(zhì)量的重要標志。排水系統(tǒng)不僅可將一個鄉(xiāng)村嚴重污染區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)廢水和居民生產(chǎn)生活產(chǎn)生的污水及時收集和輸送，同時還能提高污水治理高效性，有效避免廢水直排河流對水資源環(huán)境污染[1]。

目前國內(nèi)外已將排水工程稱之為水工業(yè)中必不可缺的系統(tǒng)工程之一，并且已高效利用排水管道系統(tǒng)合理回收生產(chǎn)廢水及生活污水。例如，當前各國通過合理水資源管控，以相關(guān)法律政策措施和手段利用、處理水資源，合理使用、合理改善水源污染等；美國等構(gòu)建地表回灌排數(shù)系統(tǒng)，強化水資源利用效率[2- 3]。然而，相比較國外，我國的排水行業(yè)在改革開放后才逐漸發(fā)展普及起來，其工程設(shè)備、工程制度、規(guī)劃設(shè)計[4]、管控以及安全、經(jīng)濟、科學的排水工程信息管理平臺成熟度不足，因此建立完備的排水工程建設(shè)信息管理平臺顯得尤為重要。

本文針對嚴峻的水資源管理調(diào)控等問題，提出以構(gòu)建科學化、經(jīng)濟化、安全化、重復利用化、低污染化的智能排水信息管理平臺，通過分析平臺組成單元、功能、監(jiān)測預警管控、社會經(jīng)濟化效益、生態(tài)環(huán)境化效益等方面，優(yōu)化鄉(xiāng)村區(qū)域、城市區(qū)域、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟帶區(qū)域等排水管道系統(tǒng)，并通過信息管理平臺采集、分析、處理不同區(qū)域內(nèi)生活用水、生產(chǎn)污水、自然用水等方面數(shù)據(jù)資料信息[5]，一方面有效實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)不同類型水資源合理調(diào)度分配，改善區(qū)域內(nèi)水環(huán)境質(zhì)量安全，另一方面通過智能信息化平臺輔助日常業(yè)務(wù)工作，達到水資源實際監(jiān)管到位、責任劃分明確、過程資料追溯留痕、優(yōu)化管理模式等目標，進而為水資源合理管控、科學統(tǒng)籌、生態(tài)環(huán)境保護和持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造有利條件。

1 排水工程重要性和現(xiàn)狀分析

1.1 排水工程動態(tài)監(jiān)理重要性分析

當前，隨著城市、鄉(xiāng)村的快速經(jīng)濟發(fā)展和工程基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，不同類別的排水管網(wǎng)在鄉(xiāng)村、城市、工業(yè)區(qū)等重點管控區(qū)域中逐步建設(shè)完善，并依據(jù)排水功能形成動態(tài)循環(huán)排水分布，結(jié)果如圖1所示。通過圖1可知，排水工程動態(tài)循環(huán)主要分為積水前-準備、積水中-監(jiān)測預警、積水后-管網(wǎng)排水等方面，相比較數(shù)字化管理平臺的智能管理，傳統(tǒng)排水工程在3個階段中，水利資源資料收集存在滯后性、缺失性、缺乏科學管理、高效管控等手段[6]。在進行排水工程管理時，由于基礎(chǔ)排水設(shè)施無法統(tǒng)一規(guī)劃，且運營情況復雜，易造成監(jiān)控、養(yǎng)護、規(guī)劃管理等過程中排水信息不充分，排水難，經(jīng)濟消耗大等現(xiàn)象。因此，在探索分析排水工程循環(huán)動態(tài)重要性后，為提升不同區(qū)域內(nèi)(尤其以農(nóng)村水資源高污染等地為重)排水、排污能力反應效率，本文通過構(gòu)建新型智能化管理平臺，開展鄉(xiāng)村、城市及重點區(qū)域內(nèi)排水工程的實時動態(tài)監(jiān)測，及時掌握不同區(qū)域中排水管網(wǎng)動態(tài)運行情況，合理規(guī)劃排水方案，備案排水緊急處理能力等，通過區(qū)域數(shù)字化信息與地理信息技術(shù)(GIS)相結(jié)合構(gòu)建排水工程信息管理平臺進行區(qū)域水源調(diào)查、分析、研判等數(shù)據(jù)設(shè)計分析后，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)水資源規(guī)劃、合理排污的科學管理和系統(tǒng)決策。

圖1 排水工程動態(tài)循環(huán)操作分析圖

1.2 排水工程劃分及現(xiàn)狀管理模式分析

本文為實現(xiàn)科學、經(jīng)濟地規(guī)劃、統(tǒng)籌和分配水資源，針對排水工程層級精準劃分進行探索，結(jié)果如圖2所示。通過圖2可知，目前排水工程劃分為排水節(jié)點、管線、收納區(qū)域等3大層級機構(gòu)。其中，排水管線主要以明渠、雨水管線、污水管線、雨、污合流線路為主，根據(jù)不同水源類型分布區(qū)域，布設(shè)相應管線進行水資源收、排、處理等過程，同時合理的布置有效地提升了區(qū)域水資源監(jiān)控和生態(tài)環(huán)境保護；而排水節(jié)點以閥門、檢查井和排水泵站為主體構(gòu)成，其檢查井多設(shè)置與排水、通訊、油氣等管道交互處，一定程度上實現(xiàn)了安全及時檢查管控等功能效益，而排水泵站多設(shè)置于排水階段中，有效地提升了排污、引流等作用[7]。

圖2 排水工程詳細劃分示意圖

相比近年來，排水工程管理模式逐步多樣，并逐漸形成了以數(shù)字化、智能化、安全化為主體的信息管理平臺[8]，以此通過采集的海量數(shù)據(jù)信息，為排水決策、方案設(shè)計、優(yōu)化調(diào)節(jié)、低污染排放提供了數(shù)據(jù)依據(jù)，不僅使排水工程更好地服務(wù)于居民生產(chǎn)生活，而且優(yōu)化了城市、鄉(xiāng)村的生態(tài)環(huán)境建設(shè)、水資源質(zhì)量管理，有效提升區(qū)域經(jīng)濟良性發(fā)展和生態(tài)環(huán)境安全，

2 排水工程信息化管理平臺構(gòu)建

2.1 信息管理平臺構(gòu)建設(shè)計原理

現(xiàn)在，計算機技術(shù)以其數(shù)字化、智能化等顯著優(yōu)勢被廣泛應用在排水工程信息管理中，而本文為滿足現(xiàn)代化城市、鄉(xiāng)村的智能化、高效化排水管理需求，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS)、人工智能識別技術(shù)、數(shù)字化統(tǒng)一控制技術(shù)構(gòu)建集設(shè)計、規(guī)劃、決策、信息采集、業(yè)務(wù)調(diào)研、聯(lián)動指揮、線上審批于一體的綜合智能化排水管理平臺體系，使該管理平臺體系不僅能滿足排水系統(tǒng)化、有機化和科學化管理，而且能實現(xiàn)區(qū)域水資源信息聯(lián)動(包括信息傳遞、分析、處理、測評等過程)。

其次，在整個排水工程信息管理系統(tǒng)設(shè)計構(gòu)建后使其基本滿足以下基礎(chǔ)條件：①在不同區(qū)域內(nèi)，實現(xiàn)對城市、鄉(xiāng)村排水工程系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行實時動態(tài)監(jiān)測和決策統(tǒng)一調(diào)度等，對排水節(jié)點中檢查井、閥門和排水泵站進行監(jiān)測預警和全自動遠程控制；②通過排水信息管理平臺，及時收集排水系統(tǒng)功能特征、水資源數(shù)據(jù)特征、動態(tài)監(jiān)測特征等，同時在平臺進行采集數(shù)據(jù)分析、處理等過程，進而構(gòu)建排水工程信息管理數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)水資源、排水系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度過程；③通過智能化排水信息管理平臺，構(gòu)建排水工程動態(tài)化監(jiān)測控制中心，及時通過信息數(shù)據(jù)資料、監(jiān)測預警信息分析水情，及時預案，提高決策精度，提高信息化服務(wù)水平。

2.2 信息化管理平臺結(jié)構(gòu)及功能分析

為更精準地解譯排水工程信息化管理平臺設(shè)計，準確掌握信息化管理平臺結(jié)構(gòu)及功能特征，本文對排水工程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能進行具象分析，其信息管理平臺結(jié)構(gòu)如圖3所示。通過圖3可知，排水信息化平臺總體分為3大部分：①排水工程數(shù)據(jù)獲取、監(jiān)測預警分析、工程排水巡查、應急管理、排水工程效益評估等8個子系統(tǒng)。其中，不同子系統(tǒng)根據(jù)功能和內(nèi)容進行相應識別，如監(jiān)測預警子系統(tǒng)中，排水信息化平臺對水資源運行動態(tài)進行監(jiān)測和數(shù)據(jù)資源獲取，通過水位信息、水流量異常信息、設(shè)備異常等信息進行監(jiān)測預警報警、故障檢測報警等，實現(xiàn)了對區(qū)域設(shè)備工況，重點排查區(qū)域數(shù)據(jù)信息探查和動態(tài)的及時監(jiān)測；②具體分析了排水工程信息化管理平臺中數(shù)據(jù)訪問編輯、地理位置信息獲取、管理與圖顯、模擬動態(tài)結(jié)果分析等基礎(chǔ)管理平臺，其中，不同基礎(chǔ)平臺負責管理對應系統(tǒng)功能，如網(wǎng)管理關(guān)系分析及數(shù)據(jù)訪問編輯中，有效提升了排水平臺網(wǎng)絡(luò)安全性能，外部系統(tǒng)設(shè)置嚴格的入侵打擊措施，內(nèi)部系統(tǒng)通過用戶信息、賬號服務(wù)密碼、訪問局限性等將關(guān)鍵資源數(shù)據(jù)信息加密處理，不僅保障了數(shù)據(jù)被入侵盜竊的可能，提升了安全等級，而且確保了排水系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定的運行過程。③建成排水工程數(shù)據(jù)綜合服務(wù)中心，通過排水信息管理平臺的各級基礎(chǔ)平臺和子系統(tǒng)功能，獲取不同區(qū)域內(nèi)海量水資源信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了排水系統(tǒng)的遠程控制、提高了排水工程調(diào)度決策能力。

圖3 排水工程智能化管理平臺結(jié)構(gòu)及功能結(jié)果示意圖

2.3 信息化巡查監(jiān)測預警

全面掌握排水工程信息管理平臺污水管控、生產(chǎn)運營的信息化運行監(jiān)測預警情況，對合理制定排水規(guī)劃措施、環(huán)境保護措施、經(jīng)濟效益評估等方面有重要研究意義。在此基礎(chǔ)上，本文通過對排水工程信息化工作巡查預警進行科學且全面的分析，其巡查應急預警工作結(jié)果如圖4所示。通過圖4可知，應急報警服務(wù)主要以巡查監(jiān)測端口與預警服務(wù)端口共同協(xié)調(diào)實現(xiàn)，排水工程管理平臺依據(jù)網(wǎng)格信息劃分，匯總巡查人員監(jiān)測的工程基本信息，并通過管理平臺制定完整的巡查計劃報備、區(qū)域劃分、任務(wù)獲取、巡查、情況匯總、上傳等過程。隨后通過排水工程信息管理平臺對信息分析、處理，對比分析后決策區(qū)域信息是否應急報警。該系統(tǒng)過程充分通過智能化信息管理平臺在線監(jiān)測、網(wǎng)格劃分區(qū)域巡查等方式，實現(xiàn)排水工程水資源實時動態(tài)信息、基礎(chǔ)設(shè)備信息的可視化管理和應急決策服務(wù)，極大地提升了排水工程運行安全性，保障了社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性。

圖4 排水工程信息化工作巡查結(jié)果圖

3 排水工程信息管理平臺實現(xiàn)及應用效果分析

3.1 管理平臺系統(tǒng)實現(xiàn)

排水工程建成實現(xiàn)后，其平臺系統(tǒng)運行環(huán)境安全和配置參數(shù)分析見表1，通過表1可知，信息管理平臺存在管理開發(fā)工具中，具備數(shù)據(jù)庫資源、C++語言程序設(shè)置，在應用服務(wù)環(huán)境中，實現(xiàn)了完整數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)化和搜索引擎系統(tǒng)，極大地提升了排水工程信息數(shù)據(jù)分析、比對能力，實現(xiàn)了信息管理平臺優(yōu)質(zhì)化、科學化、精準化服務(wù)的基本宗旨。

表1 排水工程系統(tǒng)運行環(huán)境安全配置分析表

3.2 實際應用效果分析

3.2.1社會、經(jīng)濟效益分析

城市、鄉(xiāng)村的排水工程建設(shè)、維護和管理等過程不僅實現(xiàn)了排水工程在管理中的科學性、及時性和全面性，而且其信息化管理平臺建設(shè)及實現(xiàn)過程對社會、經(jīng)濟效益增長有極為關(guān)鍵的作用。在社會效益方面中，首先排水工程信息化平臺構(gòu)建滿足了居民、政府、主管部門等社會價值，其一方面立足居民生活，有效保障了生活安全，降低了安全風險隱患，另一方面立足于政府，通過海量數(shù)據(jù)分析、在線聯(lián)動審批、安全、質(zhì)量、人員等管理等操作，實現(xiàn)了精準決策服務(wù)，社會事業(yè)、人員等安全，同時能及時掌握現(xiàn)場動態(tài)，降低洪汛災害等；其次排水工程信息管理效益提升，排水一體化管理通過信息平臺采集分析數(shù)據(jù)、整合信息綜合治理和優(yōu)化調(diào)度，通過一體化排水工程信息管理平臺服務(wù)不僅提高了人員、部門、數(shù)據(jù)間的協(xié)調(diào)配合，增加了工作效益，而且智能化服務(wù)體系優(yōu)化調(diào)配，數(shù)據(jù)計算結(jié)果準確，優(yōu)化了傳統(tǒng)排水工程建設(shè)管理中操作不規(guī)范、不到位的現(xiàn)象；最后排水工程信息管理平臺以自身存儲的信息標準，規(guī)范了水資源信息采集中不協(xié)同的現(xiàn)象，同時信息化管理平臺提升了數(shù)據(jù)資料交互、共享等程度，提升了信息管理平臺運維效率，極大地降低了人工成本、經(jīng)濟成本的損耗。

3.2.2生態(tài)環(huán)境效益分析

目前在鄉(xiāng)村區(qū)域中，傳統(tǒng)排水工程數(shù)據(jù)量差、設(shè)備不完善、管理不到位、監(jiān)測預警機制尚未構(gòu)建，致使農(nóng)村區(qū)域中農(nóng)業(yè)面源污染排水資源大量流失，不僅造成社會經(jīng)濟的大量損失，而且嚴重侵害了當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境健康。相比較，基于統(tǒng)一、科學、規(guī)范的排水信息管理平臺，及時針對排污現(xiàn)象進行數(shù)據(jù)檢測、分析、控制和警示報警服務(wù)，同時合理的設(shè)施體系實現(xiàn)了污水排放統(tǒng)一化，明確了排管網(wǎng)職能，降低了泄露等風險，在區(qū)域內(nèi)部有效改善了水體質(zhì)量安全，保障區(qū)域生態(tài)環(huán)境綜合效益健康，通過排水工程信息管理平臺的科學、統(tǒng)一的建設(shè)實現(xiàn)了經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境效益、安全和信息化管理制度、質(zhì)量的穩(wěn)步提升。

4 結(jié)論

本文通過排水工程信息管理平臺在實際社會效益、經(jīng)濟效益應用實現(xiàn)中，針對現(xiàn)階段排水工程現(xiàn)狀、服務(wù)重要性以及智能化排水工程信息管理平臺設(shè)計構(gòu)造、基本服務(wù)功能和區(qū)域監(jiān)測預警系統(tǒng)功能等重點內(nèi)容開展相關(guān)分析，得到以下基本結(jié)論：

(1)智能化排水工程信息平臺的構(gòu)建有效實現(xiàn)了區(qū)域內(nèi)水環(huán)境保護、區(qū)域環(huán)境質(zhì)量研判等，同時所構(gòu)建的排水工程信息管理平臺在不同區(qū)域內(nèi)具備服務(wù)管理、數(shù)據(jù)分析、風險評估、監(jiān)測預警和決策分析等一體化智能信息服務(wù)功能；

(2)排水工程信息化管理平臺的實現(xiàn)提升了精準決策能力、人員調(diào)度/管理能力，有效保護了區(qū)域生態(tài)環(huán)境健康、社會健康和經(jīng)濟發(fā)展健康。