智慧水务是基于物联网、大数据、云计算和人工智能等技术构建的现代水务管理体系,旨在实现水资源的智能化监测、管理和优化。通过传感器、智能水表等设备实时采集水质、水量、管网压力等数据,结合数据分析平台进行动态预测与决策,智慧水务能够提升供水效率、降低漏损率、保障水质安全,并助力节能减排。其应用涵盖城市供水、污水处理、防汛抗旱等领域,是推动水资源可持续利用和城市数字化转型的重要解决方案。
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一、政策背景
《国家水网建设规划纲要》:该纲要于2023年5月25日由中共中央、国务院正式印发,明确了到2035年基本形成国家水网总体格局的目标。纲要强调要加快构建“系统完备、安全可靠,集约高效、绿色智能,循环通畅、调控有序”的国家水网,通过深化国家水网工程与新型基础设施建设融合,推动水网工程数字化智能化建设,实现物理水网与数字水网间动态实时信息交互和深度融合。
二、智慧水务管理系统
1、城乡供水管理系统
城乡供水管理系统运用信息化手段,整合水源、水厂、管网及用户数据,实现供水全流程实时监测、智能调度与精准管理,保障城乡供水安全、稳定与高效。
通过监测水质(浊度、余氯等)、水位、水量、管网压力等数据,实现了保障供水安全、提升管理效率与服务质量、促进资源节约,达成城乡供水的智能化、信息化管理及科学决策调度。
平台功能
仪表盘:直观展现了基本概况、设备的在线状态、具体用水和供水情况,汇总并呈现系统的全面数据概览。
GIS一张图:融合监测感知,监测站分布及应用、管网布局及告警事件。主要运用了水位、流量、水质、监控、闸门等测站,一旦出现异常,系统会迅速发出告警事件,为工作人员及时发现问题、解决问题赢得宝贵时间,全力保障城乡供水系统的稳定、高效运行。
统计分析:实时监测水质和流量数据变化,通过对数据的分析,用户可以制定出合理的水资源分配方案,提高水资源利用效率。
水质监测:主要监测浊度、水温、PH值、和余氯等数据,数据经RTU处理后上传平台,用户可实时监测水质变化,评估水体健康,判断是否适合工业和生活用水。
视频监控:泵房内安装360度全方位球机,连接市电,24小时监控运行及设备安全;泵房外设视频监测站;依托太阳能供电系统与物联遥测终端,配备球机摄像头,实时监控进出泵房人员以及泵房安全,一旦发现异常立即预警并上传至平台,通知用户及时处理。
综合功能:集成了平台上的所有数据汇总,使得用户能够轻松实时查看各项数据。
2、污水监管平台
集成物联网、大数据等技术,建立了数据采集、集成控制、综合调度、科学决策四位一体的调度管理平台,对各站点进行信息化升级改造,实现全面自动化运行,提高了应急联动能力,建成供水智能调度新模式。
通过监测进出水水质、处理过程、设备运行状态、能耗与排放等内容,实现了对污水厂智能化、自动化监控及高效运营管理。
平台功能
智慧调度监管:泵站是水务系统关键部分,其运行影响系统稳定性与效率。智慧调度监管系统接入泵站运行监测,可保障其安全高效运行。该系统能实时监测水位、流量、压力等关键参数及设备运行状态;支持管理人员远程控制泵站,提高响应与调度效率,紧急时可迅速应对;能自动分析数据预警潜在故障,故障发生时自动报警;还可依据监测数据进行能效分析并提优化建议,降低能耗与运营成本,提升水务系统效益。
生产调度管理系统:以服务标准化、管理精细化为目标,实现供水设施全面、动态化管理。系统可采集泵站、供水官网流量、压力、水质监测点数据,动态监控实时生产状况,具备生产指挥调度、实时状况跟踪、智能化决策支持和安全应急指挥能力。
数据采集与实时监控:实时监测泵站关键参数与设备状态,保障安全高效;在管网流量、压力监测点装传感器,预防爆管;水质监测点装分析仪,保障用水安全。
生产指挥调度:结合历史与实时数据制定生产计划,预测用水需求;依监测数据和计划下发调度指令,确保系统稳定。
实时生产状况跟踪监控:以图表展示实时数据,便于直观了解;数据超范围自动报警,短信邮件通知处理。
智能化决策支持:用大数据分析挖掘监测数据,发现规律趋势;依结果提优化建议方案,提升系统效益。
安全应急指挥能力:据系统特点和紧急情况制定应急预案;紧急时自动响应,实时了解现场并指挥处置。
污水处理APP
3、GIS管网
具备丰富的查询、分析、设计与制图功能,达成供水管网设施的信息化与数字化管理。为管网设备管理、资产统计、规划设计、事故抢修、生产调度、运营收费以及用户服务等业务,提供强有力的支撑。
通过监测管网压力、流量、水质、设备运行状态等数据,实现了对管网的实时监控、智能预警、故障分析、优化调度及精细化管理,保障了管网安全稳定运行和高效服务。
系统优势
数据管理与展示:能整合空间与属性数据,实现管网数据统一管理,将抽象数据转化为直观地图图像,还可定制显示样式,便于了解整体布局与查看详细信息。
实时监控与预警:与自动化系统集成,实时监控管网运行参数,根据预设阈值发出警报,快速定位问题,保障供应安全稳定。
应急响应与调度:管网出现问题时,可迅速调取周边资料,结合交通和人力情况优化派遣方案,确保快速抢修。
规划设计支持:为新管线规划提供现有设施信息,评估项目影响,设计最优施工方案,模拟建设情景并预测问题。
数据分析与决策:基于历史数据深入分析,揭示运行趋势和规律,提供科学决策依据,辅助领导决策,提高工作效率。
4、DMA分区
借助漏损控制管理系统,对分区域计量管理(DMA)区域内的夜间最小流量数据、水量平衡状况、产销差等关键监测信息进行深度剖析,以此评估各区域内供水管网的漏损程度,精准定位漏损问题突出的区域,并深入分析漏损的具体成因。基于这些科学分析结果,为管网漏损控制工作提供明确指导,实施精准化的漏损控制措施,从而显著提升漏损控制工作的效率与效果。
DMA分区通过监测各区域进、出水管的流量,以及结合压力、噪声等数据,实现了对漏损点的快速定位与修复、漏损水平的精准判断、产销差的有效降低、供水服务水平的提升和管网运行状态的优化。
运营总览:依托供水区域内各分区的地图分布(借助GIS展示分区信息及对应数据),深入分析各分区的运行漏损状况,为分区管理决策提供坚实可靠的数据支撑。以宏观视角呈现漏损总体概况、分区漏损排名情况、小流量监控结果、压力监控数据以及抄表分析结论等内容。
计量关系图:采用分级关系图的方式,清晰展示各级分区水量计量的传递关系,同时核算各分区的异常用水数据,助力快速锁定漏损严重的分区。
小流量监控:对各分区夜间小流量及用量数据进行实时监测,并分析分区夜间小流量的变化趋势,以此辅助判别是否存在新增漏失情况。
漏损水量报表:呈现各分区的流量趋势,通过结合日、周、月用水量来观察分区的漏失水平,并且借助不同时段的数据对比,能够快速识别出新增漏失情况。
5、SCADA系统
智慧水务SCADA系统是基于计算机的智能化数据采集与监视控制系统,能对供水全流程实时监控、远程操控,多渠道预警,助力提升供水质量、节能降耗与管理效率。
智慧水务SCADA系统通过监测水源地、水厂、管网、二次供水等环节的水位、流量、压力、水质、设备运行状态等数据,实现了对水务系统的实时监控、远程控制、智能预警、精细调度和高效管理,保障供水安全与稳定,降低漏损和成本。
系统优势
提升运营效率:实时监测水源地、水厂、管网及二次供水等环节的水位、流量等参数,异常时及时警报处理;支持远程控制泵站、阀门等设备;分析数据结合用水预测模型,优化生产调度,提高供水效率。
保障供水安全:实时监测水质,异常时迅速采取措施;提前预警设备潜在故障;遇突发情况可快速定位故障、提供方案并协调联动处理。
降低运营成本:优化设备运行参数节能降耗;监测管网流量压力,及时发现并修复漏损;全面管理设备,合理安排维护计划,延长设备寿命。
实现数据驱动决策:整合分析各环节数据,挖掘规律问题;以图表等形式可视化展示数据;利用技术提供智能决策建议,辅助水资源规划等决策。
6、管网巡检系统
智慧水务管网巡检系统运用物联网、GIS等技术,可实时监测管网运行参数、设备状态,实现巡检任务智能分派、隐患快速上报与处理,提升管网运维效率与管理水平,保障供水安全稳定。
通过监测管网的压力、流量、水质、设备运行状态、井盖移位等情况,实现了对管网的实时监控、隐患快速定位与预警、巡检任务智能管理,保障了管网安全稳定运行和高效维护。
系统运用块状布局,融入数据可视化技术,一改数据的枯燥感,极大提升了浏览体验。它能对事件、巡检的状态、类型、处理周期、巡检里程、巡检方式等进行可视化统计,同时实时统计任务各状态的数值。这让水司能够更直观、高效地掌握管网业务的各项指标。
提升巡检效率:依管网布局、设备分布和历史数据智能规划最优路线,避免盲目走动;按人员技能、位置和负荷自动分配任务,遇紧急情况快速调度;巡检人员用移动终端接收任务、记录数据,摆脱纸质记录繁琐。
精准故障定位与预警:在关键节点装传感器实时监测水质、水压等参数,异常即报警;用GIS技术精准定位故障点;分析历史与实时数据,提前预警隐患。
实现数字化管理:巡检数据电子化存储,便于查询分析,保障数据安全;规范巡检流程,明确操作要求与责任人;支持管理人员远程监控、调整和指挥。
提供决策支持:深入分析巡检数据,发现管网运行规律与问题;为管网改造、设备更新等决策提供科学建议。
降低运营成本:提高效率与自动化程度,减少人力;及时处理隐患,降低维修成本;监测控制管网,节约水资源。
7、二次供水系统
二次供水系统是借助现代传感、通信和智能控制技术,对二次供水进行实时监测与精准调控,保障水质安全、水压稳定,提升供水效率与管理水平的先进供水体系。
智慧水务二次供水系统通过监测水质(如浊度、余氯、pH值等)、水压、水量、水箱液位、设备运行状态(如电流、电压、频率)等,实现了对二次供水的实时监控、智能预警、科学调度和精细管理,保障供水安全稳定、高效节能。
保障水质安全:通过实时监测水质指标并及时发出警报,确保居民用水符合卫生标准;自动化控制和封闭环境减少水质污染风险。
提高供水稳定性:利用压力传感器和智能控制系统确保供水压力稳定,避免水压不足或过高;及时发现并修复设备故障,保障供水可靠性。
提升管理效率:管理人员可远程监控和操作,提高管理效率;系统自动记录和分析运行数据,为决策提供科学依据。
节能降耗:根据实际用水需求优化水泵运行参数,实现节能运行;实时监测管网流量和压力变化,及时发现并修复漏损点。
增强用户体验:通过手机APP等渠道公开水质、水压等信息,用户可随时了解用水情况并反馈问题和建议;系统及时发布应急解决方案,保障用户基本用水需求。
8、营收系统
智慧水务营收系统集客户管理、抄表管理、收费管理等功能于一体,可实现多方式缴费、数据安全存储与分析,助力水务企业提升管理效率、服务质量和营收水平,促进水资源合理利用的综合性管理系统。
1、人工抄表方式,抄表数据手动,录入系统,消耗时间人力
2、水费通知单、上门催缴、电话催缴等方式落后导致通知不到位
3、大厅营业窗口收费、银行代扣等手段,管理上存在收费周期长对账难,人力工作量大收费成本高等难题
4、收费方式单一不便于用户缴费:居民在营业网点银行网点排队时间长,有时间限制无法在营业时间外缴费
5、只提供极少数的报表模式
提升管理效率:自动完成抄表、计费、生成账单等,以远程抄表替代人工,高效准确;实时处理分析营收数据,生成报表图表辅助决策;规范流程,明确职责,减少管理漏洞。
增强服务质量:支持在线、移动支付等多样缴费方式,方便用户;用户可随时查询用水及缴费信息,系统及时推送通知;快速响应处理投诉,全程跟踪监督。
促进水资源合理利用:分析用水数据,发现异常及时预警;支持阶梯水价,引导用户节水。
保障数据安全与隐私:加密处理用户及营收数据,定期备份;设严格权限管理与审计机制。
降低运营成本:自动化流程减少人力需求;实时监测分析解决问题,规范管理降低成本。
暴雨内涝灾害作为严重影响区域可持续发展进程、对民众生命财产安全构成重大威胁的主要自然灾害类型,始终是城市治理的关键挑战。城区排涝预报调度系统针对城市管理者与行业技术人员需求,构建了覆盖"灾前预警研判-灾中动态响应-灾后评估优化"的全周期灾害管理技术体系。该系统集成了智能降雨内涝预测引擎、多情景积水模拟分析模块、经济损失与社会影响量化评估工具以及致涝成因溯源诊断功能,通过精准化数据建模与可视化分析,为政府决策部门提供灾害响应时效提升方案、防灾策略优化路径以及灾害全流程管理(含灾前分级预警、灾中应急调度、灾后重建规划)的智能化决策支撑,有效增强城市洪涝灾害的协同防御与韧性恢复能力。
通过监测高精度降雨信息、河道水位、管网运行状态等,实现了兼具高精度、实时性、全链条的分钟级城市内涝预报及多场景内涝情景模拟,为城市“灾前 - 灾中 - 灾后”管理提供数据计算与影响分析支持。
产品具备自动化降雨内涝预报功能,通过连接内涝数值模拟模型与区域降雨、水位等边界数据,解析、叠加分析内涝风险要素并实时发布,提供实时内涝预警与风险信息。
在灾损影响评估方面,产品连接内涝水文水动力学模型、内涝损失评估模型和社会经济数据库,同步模拟内涝情景与经济损失,为应急管理和灾后处置提供全面决策支持。
内涝归因诊断时,基于内涝模型计算结果,呈现当前方案下内涝形势的空间分布与演变过程,同时从降雨特征、河道水位、区域调蓄、管网运行状态等方面剖析典型积水区域的内涝成因。