智慧排水管理系統(tǒng)方案可行性研究報告

智慧排水管理系統(tǒng)方案可行性研究報告一、智慧排水管理系統(tǒng)方案介紹二、智慧排水管理系統(tǒng)方案優(yōu)點三、智慧排水管理系統(tǒng)方案功能四、智慧排水管理系統(tǒng)方案特點五、智慧排水管理系統(tǒng)組成架構六、智慧排水管理系統(tǒng)模塊組成七、智慧排水管理系統(tǒng)子系統(tǒng)八、智慧排水管理系統(tǒng)建設目標九、智慧排水管理系統(tǒng)建設方案十、智慧排水管理系統(tǒng)關鍵技術十一、智慧排水管理系統(tǒng)總體框架隨著城市規(guī)模的不斷擴大和現(xiàn)代化程度的日益提高，城市排水管網越來越復雜，一些城市相繼發(fā)生大雨內澇、管線泄漏爆炸、路面塌陷等事件，嚴重影響了人民群眾生命財產安全和城市運行秩序。所以，摸清排水管網設施資產家底、建立排水管網地理信息系統(tǒng)，用現(xiàn)代化的技術手段對排水系統(tǒng)進行科學管理顯得迫在眉睫。以時空信息為基礎，充分利用感知監(jiān)測網、物聯(lián)網、云計算、移動互聯(lián)網、工業(yè)控制和水力模型等新一代化管理模式，最終形成支撐排水管理部門各業(yè)務單元運行、管一、智慧排水管理系統(tǒng)方案介紹智慧排水解決方案綜合應用了包括GIS地圖、物聯(lián)網、云計算、在線監(jiān)測、工業(yè)自動化控制、網絡通信及排水管網模擬在內的技術手段，建立起了一個能夠長期、有效、動態(tài)管理排水管網大量空間數(shù)據和屬性數(shù)據的基礎平臺，并融合排水管網數(shù)字化管理過程中所需的各種業(yè)務處理和專業(yè)分析模塊，最終形成一個具有連接排水管理部門各業(yè)務單元信息、數(shù)據存儲管理和決策分析等多種功能于一體的“智慧排水綜合管理信息平臺”。智慧排水管理系統(tǒng)減輕、減少管線災害事故發(fā)生的經濟損失。提高城市排水管網信息現(xiàn)代化管理水平，保障城市智慧排水管理系統(tǒng)高效率，高質量的運轉。降低城市規(guī)劃設計、管理決策的成本。為城市管線規(guī)劃、建設和管理提供依據，實現(xiàn)管線信息多元化應用。為城市的優(yōu)化設計和科學決策服務。二、智慧排水管理系統(tǒng)方案優(yōu)點智慧排水解決方案是城市防汛排澇和日常污水排放、處理的綜合監(jiān)管平臺。借助該系統(tǒng)，排水公司可全面掌握城市排水現(xiàn)狀、及時采取防汛排澇措施，可實現(xiàn)城市排水系統(tǒng)的全方位監(jiān)控和全局化調度管理。1、高效管理多源可視化數(shù)據2、提升巡檢、養(yǎng)護工作的效率和管理水平智慧排水管理系統(tǒng)采用手持設備與Web相結合的方式，現(xiàn)場巡查、養(yǎng)護人員通過手持設備將巡檢信息和養(yǎng)護進展及時上傳到監(jiān)控中心，而監(jiān)控中心的市政管理人員通過登錄Web系統(tǒng)及時了解巡查和養(yǎng)護現(xiàn)場的詳細信息，便于對巡查和養(yǎng)護工作進行動態(tài)監(jiān)管，對發(fā)現(xiàn)的排水管網問題進行人員的科學調度。通過自動化監(jiān)管實現(xiàn)了巡檢養(yǎng)護工作的高效執(zhí)行，降低了管網養(yǎng)護的成本，提高了人員對緊急事件的響應速度，保障了管網的安全高效運行。GIS強大的空間分析功能完全依賴于地理空間數(shù)據庫充分利用管網水力計算模型及其他有關模型，結合GIS的數(shù)據管理和空間分析能力，對管網的運行狀況進行分析評估，為應、快速診斷、快速行動，提高對管網突發(fā)緊急事件的處理能城市下墊面的非滲透面積隨著城市建設的飛速發(fā)展急劇增考驗。排水管網系統(tǒng)在排水模型的支持下，結合現(xiàn)狀地形數(shù)據，通過度析智慧排水管理系統(tǒng)重要數(shù)據(水深、流速、流量、降雨量、徑流量等)和管線數(shù)據中的每個要素(節(jié)點、管線和匯水區(qū)),科學計算并模擬城市地下智慧排水管理系統(tǒng)的實際運行情況。排水模型的強大功能還在于通過模擬一定降雨條件下城市排水的演進情況，發(fā)現(xiàn)排水的薄弱點和可能溢水的檢查井，預測將會出現(xiàn)積水或發(fā)生洪災的地點，甚至積水開始時間和積水退去時間等，為各級領導制定減災決策、快速開展搶險工作提供依據和參考，為市民合理防御暴雨災害爭取寶貴的時間。三、智慧排水管理系統(tǒng)方案功能智慧排水信息平臺系統(tǒng)基于互聯(lián)網、物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據技術，建設設施完整、拓撲清晰、位置準確的排水設施“一張圖”,實現(xiàn)市、區(qū)、街鎮(zhèn)三級排水設施精細管理、動態(tài)更新、實時監(jiān)測和智能控制，實現(xiàn)污水流向和雨水流向全過程可視化查詢、追溯與分析，為處置污水溢流、暴雨內澇等應急事件提供有效支撐，為排水空間規(guī)劃、設計、排水設施改造與接駁提供決策支持。1、排水綜合管理平臺排水綜合管理平臺是一套排水設施信息展示與管理平臺，采用成熟的BS系統(tǒng)架構，以監(jiān)測點的信息展示為重心，集成步實現(xiàn)全市排水管網、泵站、污水處理廠等排水設施資源統(tǒng)一管理、統(tǒng)一監(jiān)測，系統(tǒng)支持Oracle、SQL等主流數(shù)據庫應用。平臺首頁以門戶形式展示平臺logo、用戶登錄信息、報警信息、發(fā)布信息、常用鏈接等相關內容，平臺支持溫州排水公司原有GIS系統(tǒng)接入，實現(xiàn)單點登錄功能。該子系統(tǒng)能夠實現(xiàn)排水管網、泵站、污水處理廠等監(jiān)測信息的實時狀態(tài)、歷史狀態(tài)和報警狀態(tài)的形象化展示和簡單分析。所有監(jiān)測信息需基于GIS地圖服務上展示，并滿足虛擬全國地圖的方式和三維地圖服務的擴展開發(fā)應用。系統(tǒng)支持的測點數(shù)量沒有限制，允許根據工程的規(guī)模任意擴展，數(shù)據監(jiān)測點與設備檔案信息庫之間應建立鏈接關系。該系統(tǒng)包含了管網管理(GIS)、水位監(jiān)測(數(shù)字排水的數(shù)據整合)、井蓋監(jiān)測、氣體監(jiān)測、管網及河道流量監(jiān)測、閘門監(jiān)測、水質監(jiān)測、管道沉降監(jiān)測、淤積監(jiān)測等子系統(tǒng)的數(shù)據整合。同時，涵蓋了業(yè)務管理子系統(tǒng)的所有內容，包括：污水廠及泵站的設施/設備的臺賬管理、維修養(yǎng)護管理、巡查管理、工程及安全臺賬管理、防汛監(jiān)測和管理、案卷管理(社會應急聯(lián)動等)、報表管理、模型模擬及管網決策等十多個業(yè)務子系統(tǒng)，真正實現(xiàn)了一個集成平臺上的綜合無縫管理。2、排水生產監(jiān)控平臺性要求較高，同時要配合無人值守泵站的改造，全面實現(xiàn)廠站的監(jiān)控，主要完成了28座泵站數(shù)據，實現(xiàn)泵站供電系統(tǒng)電量參數(shù)、液位(進水池、格柵池、泵池)、出水流量、氣體、工藝運行設備(開停狀態(tài)、軸溫、電量參數(shù)、保護裝置、故障信息、臺時)、溫濕度等數(shù)據進行實時監(jiān)控。同時，根據調度需求，監(jiān)控中心人員可實現(xiàn)對水泵、格柵機、進出水閘門、除臭設備、空壓機等工藝設備的遠程控制，實現(xiàn)對關鍵性設備的歷史數(shù)據查詢、統(tǒng)計、趨勢圖分析、打印、導出等常規(guī)功能。3、移動終端應用移動終端的應用提高了管理人員的日常巡檢及監(jiān)控管理能力，公司領導、管理人員在移動終端上能夠隨時、隨地查詢系統(tǒng)信息，對于公司日常業(yè)務開展及突發(fā)性、應急性事件的處理具有重要意義。其中包括：1)管網數(shù)據查詢。隨著手持移動端用戶的移動，系統(tǒng)自動定位并搜索附近的排水管網于地圖上顯示，方便管理人員查看。2)生產監(jiān)測。將排水管網、泵站、污水處理廠等排水設施的主要監(jiān)測數(shù)據傳輸至移動端進行查詢。3)設備二維碼掃描。系統(tǒng)支持現(xiàn)場設備條形碼掃描，自動彈出對應設備的檔案信息，針對權限許可用戶可提供轉存、編輯、上報等功能。4)巡檢軌跡。系統(tǒng)自動記錄巡檢人員的GPS軌跡信息，并發(fā)送到服務器端。管理人員能夠隨時查看巡檢人員的實時位置及歷史巡檢軌跡。5)巡檢報告。手持移動端用戶可瀏覽上報的各類報告，也可將現(xiàn)場照片、問題反饋、巡檢記錄、語音留言等信息上傳。6)數(shù)據報警。將各類報警信息推送到移動終端，方便手持移動端用戶及時掌握各種風險。四、智慧排水管理系統(tǒng)方案特點智慧排水管理系統(tǒng)基于物聯(lián)網理念，采用信息化手段，結合GIS展示，實現(xiàn)對管網運行指標的實時監(jiān)測，包括管網液位、流量、水質、氣體、泵站運行狀態(tài)等信息，保證管網安全高效地發(fā)揮作用，通過構建安全預警平臺，提高應急指揮及快速處置能力，保障城市排水管線的安全運行，使得整個城市排水管線的安全運行可把握、可控制、可預測，提供科學、先進的城市級水力分析能力，更全面評估城市排水管網能力。1、準確全面反映排水管網運行現(xiàn)狀參照或制定數(shù)據標準，以現(xiàn)有排水管網數(shù)據為基礎，進行數(shù)據現(xiàn)場核查與補充測繪，進行數(shù)據標準化與整理入庫工作，對數(shù)據進行標準化處理，進行拓撲檢查與修正，構建能基本反映現(xiàn)狀的排水GIS數(shù)據庫，同時建立有效的排水管網在線監(jiān)測網絡，準確反映排水管網運行動態(tài)，為規(guī)劃管理提供可靠依2、系統(tǒng)診斷與評估排水管網規(guī)劃改造方案以數(shù)學模型為基礎，建立專業(yè)化的分析評估模式，進行排水系統(tǒng)模擬綜合評估，對排水管網的運行情況進行系統(tǒng)診斷，分析排水系統(tǒng)功能缺陷，診斷排水管網現(xiàn)狀問題及風險，為規(guī)劃改造、運行調度、防汛應急、智能控制等提供決策支持?；谠诰€監(jiān)測和模型的聯(lián)合應用，能夠輔助管理人員對給排水系統(tǒng)的負荷和運行狀況進行及時的評估計算，充分發(fā)揮排水管網數(shù)字化管理系統(tǒng)的模擬預測能力，對排水管網規(guī)劃改造方案進行評估，提高方案的實施效益。3、提高排水系統(tǒng)大型工程運行效率與優(yōu)化投資基于復雜系統(tǒng)優(yōu)化方法，以提升排水系統(tǒng)總體運行效率為目標，建立新型規(guī)劃設計評估優(yōu)化流程，通過模型輔助排水系統(tǒng)的問題診斷、方案制定、工程決策等，系統(tǒng)級優(yōu)化巨額建設資金的投入，改善管網運營效果，節(jié)約排水管網建設運營資金投入。同時，構建在線控制系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)級整體在線優(yōu)化調度，大幅提高排水系統(tǒng)整體運行的可靠性及有效性，充分挖掘管網及污水廠潛能，最大限度發(fā)揮設施已有能力，減少不必要或低效的建設資金投入。4、提升傳統(tǒng)排水管網管理與維護水平能否實現(xiàn)高效的排水管理、提升決策水平，很大程度上取決于排水管網運營過程中是否真實完整記錄了管網日常運營過程中產生的相關業(yè)務信息、系統(tǒng)數(shù)據，從而真實反映排水管網運行狀態(tài)，為決策分析和管理提供數(shù)據支撐。智慧排水系統(tǒng)應完備的管理軟件、必要的硬件支撐、標準的管理模式，以幫助業(yè)主盡可能詳細而全面地記錄排水管網管理與維護的全過程信息，借助科學先進的管理手段，全面評估系統(tǒng)運行情況，進行相關環(huán)節(jié)、細節(jié)的優(yōu)化和改進，并為大數(shù)據分析提供依據，提高排水管網運營管理與維護水平。5、構建技術和管理結合的長期動態(tài)運營支撐模式排水管網系統(tǒng)的復雜性、不確定性決定了排水管網系統(tǒng)狀態(tài)是動態(tài)復雜變化的，本方案構建了技術和管理層面的長期動態(tài)運營支撐模式，一方面建立在線監(jiān)測預警系統(tǒng)，形成排水監(jiān)測一張網，對排水管網進行動態(tài)監(jiān)測和在線預警，及時掌握系統(tǒng)運行狀況；另一方面建立多種規(guī)劃管理的決策支持模式，不定期對業(yè)務數(shù)據、運行數(shù)據進行分析并給出管理建議；同時，利用在線監(jiān)測、模型模擬、大數(shù)據分析等手段，對未來排水管網狀況進行預測和分析，及時做出判斷和預警。從而能準確排水管網系統(tǒng)的歷史、當前和未來發(fā)展狀況。五、智慧排水管理系統(tǒng)組成架構智慧排水解決方案采用集散式設計理念，按照多級監(jiān)控中心設計。排水公司內建立總監(jiān)控中心，各排水管理處、污水處理廠、中水處理廠內建立二級分控中心。監(jiān)控總中心負責對整個城區(qū)排水系統(tǒng)進行全面的監(jiān)控和管理，各二級分控中心負責轄區(qū)內排水設施的監(jiān)控和管理。1、數(shù)據采集與監(jiān)控系統(tǒng)將中水站、泵站、河道等SCADA數(shù)據及多種硬件采集數(shù)據整合納入系統(tǒng)中統(tǒng)一管理，并根據用戶需求進行統(tǒng)計分析，為應急指揮決策提供科學依據。2、城市內澇預警預報系統(tǒng)通過中心站和遙測站(監(jiān)測站)的協(xié)同工作，提供城市道路、下沉式立交橋、地下停車場、排水管道、渠道、檢查井、排水口、城市河流水系等監(jiān)測點的實時信息，又能夠為市政排水調度管理機構提供數(shù)據支持。3、排水管網巡查系統(tǒng)排水管網巡查系統(tǒng)以手持移動設備與Web系統(tǒng)相結合的基于網絡化的視頻監(jiān)控技術，依托視頻監(jiān)控中心，視頻監(jiān)控系統(tǒng)為防汛預警系統(tǒng)及監(jiān)控決策系統(tǒng)提供各類視頻監(jiān)控1、組織機構維護模塊：按管理制度和機構之間的關系建2、人員信息維護模塊：人員信息包括直接使用本系統(tǒng)的操作人員和不使用本系統(tǒng)但又在本系統(tǒng)中需要涉3、角色及權限管理模塊：維護和建立系統(tǒng)的各種角色，4、系統(tǒng)基礎信息管理模塊：維護系統(tǒng)使用中的各種基礎工程項目的管理任務包括：進度控制、成本控制、質量在對養(yǎng)護所日常業(yè)務充分細致調研的基礎上，系統(tǒng)采用數(shù)據庫技術、網絡技術、GIS技術，建設管網養(yǎng)護管理子系統(tǒng)。系統(tǒng)能方便快捷地制訂養(yǎng)護計劃、審核養(yǎng)護工作、統(tǒng)計養(yǎng)護工作量，并能直觀的與管網地理信息相關聯(lián)，極大的提高了管網養(yǎng)護的工作效率。系統(tǒng)實現(xiàn)管網狀態(tài)評估，管網檢修、養(yǎng)護計劃制定，管網檢修、養(yǎng)護工作量統(tǒng)計和核定，管網檢修、養(yǎng)護工作量統(tǒng)計，管網檢修、養(yǎng)護報表輸出，管網檢修、養(yǎng)護歷史記錄的查詢、統(tǒng)計、管網井蓋安全工作量確定；報表輸出等功4、防汛抗臺指揮管理子系統(tǒng)防汛管理在界面上顯示防汛抗臺指揮總圖，顯示公司管轄的泵站信息及沿江閘門信息，并可根據設施應急搶險隊PDA回傳，在總圖上生成積水分布情況，能在總圖上顯示積水地點、面積、深度、現(xiàn)場照片等信息。5、統(tǒng)計分析子系統(tǒng)提供靈活、可設置的統(tǒng)計分析功能，可實現(xiàn)固定格式統(tǒng)計、自定義統(tǒng)計等統(tǒng)計方式，并能以數(shù)據報表和圖形的方式直觀的表達出來，其中包括餅圖、柱狀圖、走勢圖等。數(shù)據報表能夠是標準報表，也能夠自行修改標準報表、設計用戶自定義報表，設立綜合維護子系統(tǒng)，是對整個系統(tǒng)的管理維護，進行系管線巡檢：包括一般的管線設備巡查、巡查路線的查看和過數(shù)據轉化器和排水管網GIS服務器上的最新數(shù)據進行同步支撐模塊：包括數(shù)據加密壓縮、數(shù)據無線傳輸與同步、嵌入式GIS引擎和手機定位驅動模塊，支持GPS定位和基于CellID定位兩種模式。歷史記錄：記錄最近提交的上報問題和最近回復的核查或核實任務。八、智慧排水管理系統(tǒng)建設目標綜合使用GIS、在線監(jiān)測、物聯(lián)網、自動化控制、數(shù)學模型等先進技術手段，充分考慮行業(yè)技術發(fā)展與排水管網規(guī)劃管理智慧化需求，以提高排水系統(tǒng)整體規(guī)劃管理水平和設施運行績效為核心，建立可維護、可運行、可擴展的智慧排水系統(tǒng)。具體建設目標如下所示：1、摸清排水管網現(xiàn)狀，建立數(shù)據動態(tài)更新機制，形成排水一張圖，為規(guī)劃設計、工程改造、運行管理提供可靠依據，使得規(guī)劃設計和工程建設的效果有保障、可考核。2、建立排水管網動態(tài)監(jiān)測與預警機制，通過監(jiān)測網絡及分析系統(tǒng)，對雨污混流、水質異常、排水戶偷排、入流入滲、污水廠進水濃度低、管網帶壓運行等提供數(shù)據依據，大幅提高排水管網的安全運行水平。3、建立基于監(jiān)測與模擬的綜合管理模式，實現(xiàn)按效分析的新型規(guī)劃設計流程，通過模型輔助排水系統(tǒng)的問題診斷、方案制定、工程決策等，系統(tǒng)級優(yōu)化巨額建設資金的投入，改善管網運營效果，節(jié)約排水管網建設運營資金投入。4、基于信息化技術建立現(xiàn)代化的運營管理體制，保障運營管理的質量，并全過程電子化記錄運營信息，為業(yè)務管理的大數(shù)據分析與診斷提供基礎。5、建立廠網一體化的智能控制模式，實現(xiàn)系統(tǒng)級整體在線優(yōu)化調度，大幅提高排水系統(tǒng)整體運行的可靠性及有效性，充分挖掘管網及污水廠潛能，最大限度發(fā)揮設施已有能力，減少不必要或低效的建設資金投入。九、智慧排水管理系統(tǒng)建設方案傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)往往不能和污水處理設施實現(xiàn)一體化聯(lián)動控制，即廠網一體化，并主要以基于流量的控制方法為主，缺少對水質的建模和優(yōu)化，導致城市內澇在很多發(fā)展中國家成為雨季的常態(tài)事件，同時也導致水體污染得不到有效控制?，F(xiàn)在的智慧排水系統(tǒng)在城市雨水、污水輸送，控制水體污染和內澇溢流方面發(fā)揮著重要作用。智慧排水圍繞信息采集自動化、傳輸網絡化、管理智慧化、決策科學化的目標，主要完成以下幾1、在建立數(shù)據中心的基礎上，所有生產數(shù)據、業(yè)務信息無縫整合并實現(xiàn)全面可視化。例如：在排水綜合管理平臺上可同時查閱地理信息數(shù)據、視頻安防數(shù)據和生產運行管理數(shù)據，同時，還能夠查閱設備運行情況、故障情況，與該設備關聯(lián)的所有業(yè)務數(shù)據，包括臺賬數(shù)據、維修養(yǎng)護數(shù)據，工單數(shù)據等。2、實時動態(tài)掌握全市排水管網、泵站、污水處理廠的運行情況，迅速有效地發(fā)揮調度中心的指揮作用，排水泵站正在程控制，為保障城市道路通暢，排水管網正常運行等方面提供了強有力的輔助決策作用。3、圍繞排水行業(yè)的不同業(yè)務領域，使用建模仿真技術，建立相關的數(shù)學模型，并通過模擬來獲得相對應的決策調度方案，從而具備決策支持能力，實現(xiàn)防汛調度、汛情或排放預警、工藝優(yōu)化等目的，完成從數(shù)字排水向智慧排水的關鍵轉型。慧排水管控“盡在掌握”,能夠將整個調度中心和日常業(yè)務管理的各種應用通過手機移動端實現(xiàn)。十、智慧排水管理系統(tǒng)關鍵技術智慧排水綜合管理信息平臺通過將精準的在線監(jiān)測、先進的模擬計算與地理信息系統(tǒng)無縫融合，打造了集“在線監(jiān)控-防汛預警-巡查養(yǎng)護-案件管理-生產經營-指揮決策-模擬分析”于一體的、可伸縮、易擴展的智慧排水綜合管理信息平臺。1、大型關系數(shù)據庫的海量數(shù)據存儲及工業(yè)實時數(shù)據庫的應用該系統(tǒng)采用空間數(shù)據引擎(ArcSDE),能夠輕松實現(xiàn)空間數(shù)據庫(GeoDatabase)和大型關系型數(shù)據庫的連接訪問，圖形、數(shù)據的顯示、查詢、編輯十分迅速。同時，工業(yè)級實時歷史數(shù)據庫Historian完成了數(shù)據中心的SCADA數(shù)據的快速存儲、歸檔、無損壓縮及其快速檢索和查詢，大大提高了實時數(shù)據的存儲和歷史數(shù)據的查詢效率。2、統(tǒng)一的用戶管理認證中心實行統(tǒng)一的用戶管理，在分散、異