摘要：在本篇文章介紹了國內智慧水務(wù)建設發(fā)展的技術(shù)背景和政策背景，也分析了當前國內城市實(shí)物發(fā)展的狀況，也論述了智慧水務(wù)發(fā)展的基本意義，同時(shí)研究了智慧水務(wù)系統發(fā)展時(shí)存在的若干問(wèn)題，提出了未來(lái)的發(fā)展建議，進(jìn)一步助推城鎮水務(wù)系統向智能化、信息化等方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智慧水務(wù)；信息技術(shù)；城鎮水務(wù)

0 引言

　　將大數據、物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)信息技術(shù)集成到所有系統內部構建起智慧生物管理信息系統，該系統可以感知到各設備運行狀態(tài)，分析目前水務(wù)信息數據及時(shí)處理，為管理人員決策提供更多的數據支撐，也形成了融合智能感知、仿真診斷、智能預警調度的水務(wù)系統，進(jìn)而實(shí)現水務(wù)系統安全、流程化、科學(xué)化、智能化的運作管理。智慧水務(wù)系統是城鎮水務(wù)信息化、數字化發(fā)展的基石，涉及到多個(gè)領(lǐng)域的水資源調度，水廠(chǎng)的智慧化管理和智慧管網(wǎng)的搭建，還包含了海綿城市開(kāi)發(fā)建設，城市水體環(huán)境監控，城市防洪排澇的監管，智慧水務(wù)系統的應用能夠提高整個(gè)城市或者城鎮的水務(wù)管網(wǎng)的運行水平。

1 智慧水務(wù)發(fā)展的技術(shù)背景分析

　 全球開(kāi)展了新一輪的信息產(chǎn)業(yè)革命，新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新方式正在蓬勃發(fā)展，大數據、云計算及新型互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。在當前有了突飛猛進(jìn)的提升，為水務(wù)系統的搭建提供了必要的技術(shù)支撐?；ヂ?lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)不斷的成熟，利用物聯(lián)網(wǎng)連接的人與人之間，物和物，人與物的連接系統。使用電信技術(shù)、GIS，實(shí)現了水務(wù)設施空間數據信息和屬性數據信息拓撲關(guān)系的一體化發(fā)展，為智慧水務(wù)系統掌控運營(yíng)，而提供了堅實(shí)信息保障支持?；ヂ?lián)網(wǎng)融合了移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現了水務(wù)系統與智能手機的無(wú)縫銜接，為智慧水務(wù)系統與用戶(hù)的互動(dòng)提供了更多的技術(shù)便捷，水務(wù)技術(shù)發(fā)展可以構建起社會(huì )物聯(lián)、智能網(wǎng)絡(luò )，帶領(lǐng)社會(huì )走入了新時(shí)代互聯(lián)時(shí)代，為智慧水務(wù)系統搭建都帶來(lái)了通信技術(shù)平臺的支撐。大數據信息技術(shù)的發(fā)展和云計算技術(shù)的革新，為智慧水務(wù)提供了海量數據存儲和數據分析技術(shù)手段，為水務(wù)系統增加了智慧大腦，提高了決策的可靠性。

2 智慧水務(wù)建設對城鎮水務(wù)發(fā)展帶來(lái)的支撐作用

　　從水務(wù)系統運營(yíng)管理的角度來(lái)講，智慧水務(wù)系統建設需要技術(shù)支持，在智慧經(jīng)營(yíng)管理發(fā)展思想理念的指引之下，稅務(wù)公司的運營(yíng)方式也發(fā)生創(chuàng )新變革，管理成效也得到提高。水務(wù)設施系統建設，也為城市的管理水平的提升和社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展提供了巨大的助推力。

2.1 推動(dòng)傳統水務(wù)工作管理方式向智能化、精細化的方式發(fā)展轉變

　　智慧型水務(wù)系統發(fā)展是當前城鎮水務(wù)來(lái)發(fā)展轉型的巨大契機，重視水務(wù)工作，能夠精細化動(dòng)態(tài)反映出水務(wù)行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)服務(wù)的多個(gè)環(huán)節質(zhì)量，進(jìn)一步加強有關(guān)部門(mén)的監控，從宏觀(guān)管理方向轉變，在結果性的觀(guān)念下，過(guò)程性管理方向不變，進(jìn)而感知通過(guò)利用智能仿真和調度和控制等相關(guān)的運營(yíng)功能，為水務(wù)部門(mén)提供更科學(xué)的數據信息的支持，結合平臺聯(lián)動(dòng)數據共享，加強管理部門(mén)之間協(xié)同配合運作，這時(shí)候企業(yè)之間協(xié)同的發(fā)展，提高水務(wù)部門(mén)的管理成效和辦事效率和工作的質(zhì)量水平。

2.2 城鎮水務(wù)系統社會(huì )監督透明化和公共服務(wù)平臺便捷化

　　具有智慧水務(wù)系統搭建，可以建立起交互式的客戶(hù)服務(wù)平臺，在手機就能夠直接看到水務(wù)運行的具體信息，方便公眾實(shí)時(shí)查看水務(wù)物系統運作狀態(tài)，實(shí)現了社會(huì )監督透明化，提高公眾參與城鎮管理的熱情，而且能夠提供線(xiàn)上的應用。辦理信息查詢(xún)等相關(guān)的便捷性服務(wù)，提高公共水務(wù)服務(wù)質(zhì)量和社會(huì )公眾的滿(mǎn)意度水平。

2.3 為城市智能管理提供了有效的數據支持

　　城鎮水務(wù)系統是當前城市基礎設施的關(guān)鍵組成，系統建設成智慧化管理平臺，提供水務(wù)信息，也為城市精細化管理提供必要的保障支持。城市供水及污水排放，在數據內部就會(huì )形成數據信息集成，管理員就可以利用這些信息，去了解居民居住狀況，影響到整個(gè)城市的水務(wù)系統狀況。利用城市供水排水的基本信息，來(lái)判斷整個(gè)城市發(fā)展狀況，來(lái)對城市功能作以合理調整，也支撐城市系統開(kāi)發(fā)建設和城市城市規劃的建設，及實(shí)現社會(huì )科學(xué)治理管理。

3 國內智慧水務(wù)實(shí)踐中存在的問(wèn)題分析

　　智慧水務(wù)系統建設經(jīng)歷了水務(wù)信息系統的建設，數字化信息采集及網(wǎng)絡(luò )信息監管的系統開(kāi)發(fā)，逐步實(shí)現了水務(wù)系統自動(dòng)化、信息化，構建智慧水務(wù)平臺做到水物行業(yè)數據信息的共享互聯(lián)互通，深化數據信息的分析，實(shí)現了智慧化決策。國外智慧水務(wù)建設起步較早，目前已經(jīng)完成了三階段到四階段的探索，而且當下我國智慧水務(wù)系統的建設尚存低級階段發(fā)展，還在探索過(guò)程中。

3.1 缺少頂層的設計及統籌的規劃

　　地方省市的水務(wù)工作涉及到多個(gè)部門(mén)，出現了水務(wù)工作部門(mén)分割，城鄉建設分割，會(huì )出現多頭部門(mén)領(lǐng)導水務(wù)系統的建設，但是整個(gè)系統建設缺少統一的規劃，統一規范化管理標準，水務(wù)的建設建設地比較分散，不同地區、不同領(lǐng)域的政府職務(wù)建設流程相差各異，數據挖掘能力較為薄弱，數據共享能力不足。

3.2 數據孤島的問(wèn)題相當突出

　　近年，國內有許多省市政府部門(mén)發(fā)布了智慧水務(wù)建設的標準，但是在數據信息采集、數據傳輸系統的硬件設施、數據通訊協(xié)議等領(lǐng)域，還沒(méi)有實(shí)現數據信息共享和標準的統一，數據開(kāi)放程度偏低，兼容性不足。另外不同軟件供應商也存在著(zhù)技術(shù)壁壘的問(wèn)題，各軟件系統之間存在著(zhù)不兼容問(wèn)題，會(huì )導致各系統的數據兼容性不強。

3.3 數據挖掘深度不足

　　智慧水務(wù)的系統建設，在數據信息挖掘方面，出現了數據分析挖掘的深度不足，智慧水務(wù)系統中大多都停留在數據信息實(shí)時(shí)監測等，沒(méi)有實(shí)現水務(wù)信息的挖掘和數據智能化的分析決策方面仍然是依靠人工的經(jīng)驗。

4 國內智慧水務(wù)發(fā)展的建議

　　智慧水務(wù)系統的搭建要著(zhù)重處理系統建設的形式化問(wèn)題，將人工智能物聯(lián)網(wǎng)與稅務(wù)工作相融合，建立起智慧化的水務(wù)系統調動(dòng)平臺，提高水務(wù)工作的管理智能化水平。

4.1 水務(wù)企業(yè)加強頂層設計，制定總體的統籌部署工作

　　水務(wù)公司在智慧水務(wù)系統的建設期間，不能夠過(guò)于盲目的，推動(dòng)系統的建設，要深度思考目前企業(yè)運行的狀態(tài)。結合職工工作業(yè)務(wù)需求，統籌考慮一些設施的搭建，安裝智能傳感器等裝置，并且將軟件與信息化需求相結合。注重硬件設備的優(yōu)化布局，注重數據信息采集分析，同時(shí)關(guān)注智慧系統的建立和水務(wù)工作問(wèn)題的處理。在此背景之下，全力推動(dòng)頂層規劃方案的設計和水務(wù)業(yè)務(wù)的科學(xué)部署，并參與到系統建設工作中來(lái)，信息化平臺能夠持續的開(kāi)發(fā)建設成為企業(yè)運行的核心。

4.2 在行業(yè)和城市范疇內，統一智慧水務(wù)的建設標準

　　企業(yè)消除水務(wù)系統建設中數據庫問(wèn)題，在整個(gè)水務(wù)行業(yè)內，都面向水廠(chǎng)服務(wù)管理部門(mén)來(lái)建立起統一數據標準及建設標準和管理標準相統一信息化平臺。推動(dòng)各地方職務(wù)部門(mén)按照統一標準采集數據信息來(lái)獲取信息，形成大數據管理信息平臺，也通過(guò)利用規范數據結構服務(wù)接口，進(jìn)而達成不同系統之間數據的聯(lián)通數據信息共享，不能互通實(shí)現多種系統聯(lián)動(dòng)。另外在服務(wù)城市管理和行業(yè)管理等方面建立起跨部門(mén)統一數據標準，統籌考慮基于城市模型的智慧稅務(wù)系統，進(jìn)而綜合集成不同的地區、不同的領(lǐng)域的水務(wù)數據信息系統，實(shí)現數據信息共享，跨部門(mén)的協(xié)同運作。

4.3 深化智慧決策系統，深入應用云計算物聯(lián)網(wǎng)、大數據等技術(shù)

　　應用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數據等技術(shù)，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )及其學(xué)習的技術(shù)，打造起基于區塊鏈的多元數據交換系統，要將數據存儲起來(lái)，綜合運用融入到數據管理信息平臺中。結合大數據來(lái)對水務(wù)工作全部場(chǎng)景進(jìn)行系統內部模擬化仿真，并進(jìn)一步探索優(yōu)化進(jìn)一步加深對水物數據信息的深度挖掘。通過(guò)利用有效數據治理數據處理進(jìn)而實(shí)現智能化的應用管理和業(yè)務(wù)智能信息平臺的搭建。

4.4 增強智慧水務(wù)領(lǐng)域跨界人才培養

向智慧水務(wù)發(fā)展，行業(yè)管理地方管理部門(mén)，服務(wù)企業(yè)，高?？蒲性核匾暤乃畡?wù)人才的培養，培養跨界人才，包含智慧水務(wù)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)人才，管理人才，搭建智慧水務(wù)的人才發(fā)展梯隊，同時(shí)加強從業(yè)人員業(yè)務(wù)培訓，為智慧水務(wù)物的建設，而提供有力的保障支持。

5 AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺

5.1平臺概述

安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計算到能效管理平臺的產(chǎn)品生態(tài)體系，AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺通過(guò)在污水廠(chǎng)源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個(gè)關(guān)鍵節點(diǎn)安裝保護、監測、分析、治理裝置，用于監測污水廠(chǎng)能耗總量和能耗強度，監測主要用能設備能效，保護污水廠(chǎng)運行可靠，提高污水廠(chǎng)能效，為污水處理的能效管理提供科學(xué)、精細的解決方案。

5.2平臺組成

AcrelEMS智慧水務(wù)綜合能效管理系統由變電站綜合自動(dòng)化系統、電力監控及能效管理系統組成，涵蓋了水務(wù)中壓變配電系統、電氣安全、應急電源、能源管理、照明控制、設備運維等，貫穿水務(wù)能源流的始終，幫助運維管理人員通過(guò)一套平臺、一個(gè)APP實(shí)時(shí)了解水務(wù)配電系統運行狀況，并且根據權限可以適用于水務(wù)后勤部門(mén)管理需要。

5.3平臺拓撲圖

5.4平臺子系統

5.4.1變電站綜合自動(dòng)化系統及電力監控

對水務(wù)配電系統中35kV、10kV電壓等級配置繼電保護和弧光保護，實(shí)現遙測、遙信、遙控、遙調等功能，對異常情況及時(shí)預警。

監測變壓器、水泵、鼓風(fēng)機的電流、電壓、有功/無(wú)功功率、功率因數、負荷率、溫度、三相平衡、異常報警等數據。

5.4.2電能質(zhì)量監測與治理

水務(wù)中大量的大功率電機、水泵變頻啟動(dòng)導致配電系統中存在大量諧波，通過(guò)監測其配電系統的諧波畸變、電壓波動(dòng)、閃變和容忍度指標分析其電能質(zhì)量，并配置對應的電能質(zhì)量治理措施提高供電電能質(zhì)量。

5.4.3電動(dòng)機管理

馬達監控實(shí)現水務(wù)中電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，電動(dòng)機保護器能對過(guò)載、短路、缺相、漏電等異常情況進(jìn)行保護、監測和報警。準確地反映出故障狀態(tài)、故障時(shí)間、故障地點(diǎn)、及相關(guān)信息，對電機進(jìn)行健康診斷和預防性維護。同時(shí)支持與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現電動(dòng)機自動(dòng)或遠程控制，監視、控制各個(gè)工藝設備,保障正常生產(chǎn)。

5.4.4能耗管理

為水務(wù)搭建計量體系，顯示水務(wù)的能源流向和能源損耗，通過(guò)能源流向圖幫助水務(wù)分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區域。

將所有有關(guān)能源的參數集中在一個(gè)看板中，從多個(gè)維度對比分析，實(shí)現各個(gè)工藝環(huán)節的能耗對比，幫助領(lǐng)導掌控整個(gè)工廠(chǎng)的能源消耗，能源成本，標煤排放等的情況。

能耗數據統計采集水務(wù)中污水廠(chǎng)、自來(lái)水廠(chǎng)、水泵站等的用電、用水、燃氣、冷熱量消耗量，同環(huán)比對比分析，能耗總量和能耗強度計算，標煤計算和CO2排放統計趨勢。

能效分析按三級計量架構，分別進(jìn)行能效分析，契合能源管理體系要求，可對各車(chē)間/職能部門(mén)的能效水平進(jìn)行分析，同比、環(huán)比、對標等。通過(guò)污水處理產(chǎn)量以及系統采集的能耗數據，在污水單耗中生成污水單耗趨勢圖，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析，同時(shí)將污水的單耗與行業(yè)/先進(jìn)指標對標，以便企業(yè)能夠根據產(chǎn)品單耗情況來(lái)調整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

5.4.5智能照明控制

系統為污水廠(chǎng)、自來(lái)水廠(chǎng)、水泵站等提供了照明控制管理方案，支持單控、區域控制、自動(dòng)控制、感應控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、調光控制等多種控制方式，模塊可根據經(jīng)緯度自動(dòng)識別日出日落時(shí)間實(shí)現自動(dòng)控制功能，盡量利用自然光照，實(shí)現室內、廠(chǎng)區照明的智能控制達到安全、節能的目的。

5.4.6電氣安全

①電氣火災監測：監測配電系統回路的漏電電流和線(xiàn)纜溫度，實(shí)現對污水廠(chǎng)、自來(lái)水廠(chǎng)、水泵站的電氣安全預警。

②消防應急照明和疏散指示：根據預先設置的應急預案快速啟動(dòng)疏散方案引導人員疏散。系統接入消防應急照明指示系統數據，通過(guò)平面圖顯示疏散指示燈具工作狀態(tài)和異常情況。

③消防設備電源監測：監測消防設備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災時(shí)消防設備可以正常投入使用。

④防火門(mén)監控系統：防火門(mén)監控系統集中控制其各終端設備即防火門(mén)監控模塊、電動(dòng)閉門(mén)器、電磁釋放器的工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測疏散通道防火門(mén)的開(kāi)啟、關(guān)閉及故障狀態(tài)，顯示終端設備開(kāi)路、短路等故障信號。系統采用消防二總線(xiàn)將具有通信功能的監控模塊相互連接起來(lái)，當終端設備發(fā)生短路、斷路等故障時(shí)，防火門(mén)監控器能發(fā)出報警信號，能指示報警部位并保存報警信息，保障了電氣安全的可靠性。

5.4.7 環(huán)境監測

污水廠(chǎng)、自來(lái)水廠(chǎng)、水泵站等場(chǎng)所溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃氣體濃度展示和預警，保障污水廠(chǎng)、自來(lái)水廠(chǎng)、水泵站等安全運行。當可燃氣體或有害氣體濃度超標可自動(dòng)啟動(dòng)排風(fēng)風(fēng)機或新風(fēng)系統，排除隱患，保持良好的水處理環(huán)境。

5.4.8分布式光伏監測

實(shí)時(shí)監測低壓并網(wǎng)柜每路的電流、電壓、功率等電氣參數及斷路器開(kāi)關(guān)狀態(tài)，逆變器運行監視，對逆變器直流側每一光伏組串的輸入直流電壓、直流電流、直流功率，逆變器交流電壓、交流電流、頻率、功率因數、當前發(fā)電功率、累計發(fā)電量進(jìn)行監測，以曲線(xiàn)方式繪制上述監測的各個(gè)參量的歷史數據。

平臺結合廠(chǎng)區實(shí)際分布情況，通過(guò)3D或2.5D平面圖顯示分布式光伏組件在屋頂、車(chē)棚的分布情況，顯示匯流箱、并網(wǎng)點(diǎn)位置，各個(gè)屋頂的裝機容量。

5.4.9工藝仿真監控

平臺通過(guò)2D、3D方式實(shí)時(shí)監視粗格柵、污水提升、細格柵、曝氣沉砂、改良生化處理、二沉、加氯接觸消毒、污泥濃縮壓濾、生物除臭等工藝設備運行狀態(tài)。在格柵清渣機、污水提升泵、回流泵、曝氣風(fēng)機、加藥泵、濃縮壓濾機、吸沙泵、吸泥泵等低壓電動(dòng)機控制柜或低壓饋電柜安裝電動(dòng)機保護，進(jìn)行短路、過(guò)流、過(guò)載、起動(dòng)超時(shí)、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、te保護、堵轉、逆序、溫度等保護以及外部故障連鎖停機，與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現電動(dòng)機自動(dòng)或遠程控制，監視、控制各個(gè)工藝設備,保障正常生產(chǎn)。

6 相關(guān)平臺部署硬件選型清單

7 結束語(yǔ)

　　在城市內搭建智慧水務(wù)平臺，需要引入大量的科技技術(shù)和技術(shù)人才，政府部門(mén)制定頂層智慧水務(wù)系統規劃方案，同時(shí)給水務(wù)系統的加建分派一定的資金，來(lái)助推出系統穩健的發(fā)展運營(yíng)，智慧實(shí)務(wù)是未來(lái)水務(wù)工作方向發(fā)展。智慧水務(wù)系統也是整個(gè)水務(wù)系統中的大腦，要通過(guò)集成輸入信息統一，單位的數據標準才能夠實(shí)現數據的匯集，數據流動(dòng)，避免出現了數據信息孤島問(wèn)題發(fā)生。

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