A3：科技智慧
本文介绍了二次供水智慧化泵房管理平台的方案设计。该平台利用先进的科技手段，实现对二次供水泵房的实时监控和管理，解决长期以来无法实时掌握二次供水现状的难题。平台通过计算机、控制和网络技术，提升了供水管理水平，强化了监控力度，实现了远程控制管理，并保护了供水单位的利益，为供水调度提供了科学依据，保证了居民安全稳定的用水。
01 建设目的
1.1 构建面向网络化运营的精细化管理模式
建立强大的泵房监控网络，实现泵房信息化建设;借助监控网络，实现场站、泵房无人值守或少人值守高效化管理;实现自动化的异常诊断能力，实时掌握所有场站、泵房异常情况;建立企业内部工单机制，结合异常自动诊断，实现自动发现问题，自动派送工单，自动绩效计算;结合设备生产厂商生产经验，对设备资产、设备零部件进行精细化管理，实现资产信息电子化、零部件全生命周期管理;满足公安部反恐202号文件要求，实现泵房安全联动防护，使门禁、视频、录像、红外等安全部件与平台管理完成有机融合;针对城市大规模水箱使用现状，完成水箱清洗周期性管理，实现水箱液位管理，实现水箱错峰调蓄。
1.2 支持企业多业务协同发展
符合企业管理信息化、自动化、智能化趋势，平台应具备其先进性;供水公司要发挥其行业优势和规模效应，合理有效地统筹和配置资源，通过信息化加强企业的资源共享和业务协同;企业需要通过信息化手段管理各部门、科室，加强在资金、人才、及产业链上整体的协同，同时建立完备的考核体系;符合智慧水务大框架信息化、标准化要求，保证本平台与智慧水务大框架的数据互通，管理流程匹配。
1.3 加强管控，防范经营/质量/安全风险
确保泵房物理安全可控;确保信息化系统、网络系统、数据库系统、应用系统等安全可控;设计合理的IT架构和技术规范体系，确保IT建设符合总体规划和统一的技术标准;确保系统对未来新系统建设的兼容性，对第三方系统支持关键信息的互通。构建从进水管网、水质、水量、水压的全过程监控及合理调度。
02 智慧泵房解决方案总体架构设计
2.1 方案设计理念
1)平台按“无人值班，少人值守”标准进行总体设计，本着安全可靠、技术先进、经济、实用的原则进行设备配置。
2)泵房设备与管理平台通讯中断时，可提供补发功能，确保网络中断期间的数据不丢失。
3)平台实现远程实时采集和控制，同时考虑到控制带来的安全性问题，若开通下发控制功能，双方需签订安全保障协议以确定责任划分。
4)系统配置和设备选型适应社会发展迅速的特点，充分利用计算机领域的先进技术，系统达到当前行业内先进水平。
5)采用低代码全分布开放式系统，便于功能和硬件的扩充。软件模块化、结构化设计，使系统更能适应功能的增加和规模的扩充。
6)平台实现管控结合，能够更好地对二次供水泵房进行监控管理，保障二次供水泵房更加安全、稳定的运行。
7)平台可实现将数据监控、视频监控、门禁及声光报警，PDA巡检、运行及维保管理等系统深度融合，可以弹出界面调用或进行数据共享。
8)针对性的技术方案设计及各模块数据互通的可行性分析。
9)对平台采集终端的可靠性、人机交互设计合理性、系统性能优化、移动端支持程度等多维度进行详细说明。
2.2 应用架构设计
本平台系统分为物联网系统和平台管理两部分。物联网系统除负责现场数据采集传输外，还支持现场自动化控制、现场水箱调蓄、供水冗余控制、末端管网爆管预测、安防联动控制、水质预警联动、工业系统加密等工作。平台管理负责数据的分析处理、故障诊断维护、工单管理、生命周期管理、安防管理、能耗管理、水箱管理等工作。其中，物联网系统是现场互联自控的基础，平台管理是企业发挥智慧化供水管理的核心工具和手段。
图1 基础平台-物联网平台架构
2.3 系统组成
智慧泵房管理平台由监控中心、网络传输、泵房子站系统、现场传感器及视频、门禁系统组成。
数据采集层负责数据的采集和控制，传感器负责采集现场的信息，如进出水压力、流量、液位、泵状态、耗电量、余氯、浊度等，现场控制系统负责泵房设备的就地控制，如泵的启停、切换及传感器数据的收集、故障报警等。
现场传感器和控制器(PLC)通过DI/AI和现场总线(Modbus)的方式接人网关或工业控制控机。
传输网络负责数据的传输和控制指令的下发，可采用有线方式或无线方式及二者的结合，通过工业互联网网关接人公网数据采集层负责所有泵站系统的数据采集，包括信息的汇聚，控制指令的下发，同时提供标准接口，对第三方提供数据。
数据分析层负责数据的清洗处理和存储;业务层是针对供水业务的具体实现包括报表系统、综合报警、故障诊断、协调控制、运行分析(能耗分析、用水趋势分析等)的综合管理。
视频系统采用本地存储的方式，将现场的视频信号存储到硬盘录像机，通过平台的视频监控模块可以远程调用视频信息，进行监控。
配合门禁系统，实现照明设备、摄像装置的联动，对进出泵房的人员进行管理;可查看设备运行过程中的实时数据和历史数据。
各个子系统协同工作，保证智慧泵房管理系统安全可靠高效的运行。
图2 系统网络架构示意图
03 智慧泵房系统功能描述
目前，二次供水远程监控指挥调度中心在二次供水维护管理工作中发挥着重要的作用，但随着接人维护项目数量的增加，项目建设水平的逐步提高，居民对维护服务的质量要求的提高，现在监控中心平台的架构已经很难适应二次供水管理的发展要求，需要建立更加智慧、融合更多功能的二次供水管理平台。
3.1 设计思路
基于“集中监控，分散控制”的模式，建立一个先进、可靠、高效、安全且便于进一步扩充的集中监控系统，完成对水泵及变频器的远程数据采集和控制，实时判断水泵故障及故障原因，实现“24 h实时监控”的目标，利于实现实时监控，及时发现故障，减少人工巡查工作量，提高工作效率，为客户的设备运行保驾护航。
3.2 系统示意
智能网关是物联网系统中的核心部件。智能网关负责现场数据采集、现场自动化控制、现场水箱调蓄、供水冗余控制、末端管网爆管预测、安防联动控制、水质预警联动、工业系统加密等工作。
3.3 系统网络
系统支持各种类型的网络传输，包括但不限于ADSL普通拨号宽带，专网专线，虚拟VPN专线，NB/4G/SG网络。
3.4 系统功能
3.4.1 运行实时控制
远程监测供水设备液位、压力、频率、流量、能耗、温度、湿度、漏损等参数，为管理者的决策提供数据支撑。
3.4.2 站群控制集中化
远程控制泵站供水机组的开启、远程调参、远程控制门禁、视频、报警等系统。
3.4.3 多维度数据分析
实现对水泵房设备的监测统计、设备运行状态分析、供水质量以及能耗状况等数据进行分析，为设备维护、优化、管理提供数据支撑。
3.4.4 设备维护系统化
设备全生命周期管理、设备状态实时监控、基于手机端的设备巡检、设备维修流程化管理。
图3 智慧泵房核心功能
04 结语
智慧泵房二次供水管理平台以“智慧水务”为规划发展方向，建设一个集成的、统一的管理平台。将传统的数据采集与监视控制系统(SCADA系统)与视频门禁系统、管理系统等集中构建，建立一体化运作机制，消除系统之间的信息孤岛，实现统一的展现门户。对外具有统一的展示宣传窗口、对内具有统一的信息系统管理人口，并能做到内外信息的同步。通过该平台实现二次供水泵房相关数据的采集分析，实现对二次供水泵房的全面监控，建立二次供水设施运行维护管理档案，实现二次供水的科学调度，降低管理成本，提高供水突发事件的应变能力，提高供水企业的服务质量。
（来源：方格互联）