城鎮化進程的不斷加快,使得(dé)城鎮(zhèn)供水覆蓋麵積進一步擴大,部(bù)分自來水公司原有(yǒu)的智慧供水係統已遠遠不能滿足實際(jì)的用水所求,特(tè)別是在當前物聯網(wǎng)技術快速發(fā)展的帶動下(xià),智慧供水係統的智能(néng)化和自動化發展趨勢越(yuè)來越明顯。從整體角(jiǎo)度來看,智慧供水係統的運行也趨向於向自動控製的模式轉變,自動控製(zhì)形式使得係統運行更為穩定可靠。本文以某縣級(jí)自來水公司智慧供水係統為分析(xī)對象,闡述了城鎮智慧供水係統(tǒng)建設路徑與技術方法。
一、城鎮智慧(huì)供水(shuǐ)係統的整體結構分析
城(chéng)鎮智(zhì)慧供水係(xì)統由不同層級(jí)、不同服務對象的(de)子係統(tǒng)相互融合而成,整體結構具有一定的(de)複雜性和綜合性,其構成主要包括:輸水管線監測點、中(zhōng)心調度(dù)管理網絡、高位蓄水池加(jiā)壓泵站管理等。管理層主要使用以太網來進行信息交互,管理層與監控層則是通過客戶/服務器HMI組態監控軟件來完成信息之間的互動,數據信息(xī)收集采用的是受到的(de)傳輸距離影響很小的MDLC主從通訊協議。
二、城鎮智慧供水(shuǐ)建設路徑與技術
受供水規(guī)模限製,城鎮智慧供水多采用層次化結構,基於麵向服務的體係架構((SOA)進行建設。
1.軟硬件基礎
軟硬件基礎層主要包括建設智(zhì)慧(huì)供水所需要的各種(zhǒng)軟(ruǎn)硬件設備,如操作係統、數據庫管理係統、GIS平台、供水(shuǐ)信息監(jiān)測設備、服務(wù)器、信息通信網絡等,是實現智慧(huì)供水的基礎。
2.智慧供(gòng)水數據中(zhōng)心
智慧供水數據中心提供了GIS數據與供水管網專題數據及業務(wù)數據分布式管(guǎn)理和功能整合的解決方案。智慧供水數據中心包含數據倉庫、功能倉庫及搭建平台。
智慧水務係統建立的異源異構(gòu)數據庫能夠(gòu)將數據格式整(zhěng)理成統一的數據格式,而且不(bú)會改變原本的數據基礎。智慧水務係統中的異源異構數據庫通過邏(luó)輯運算的方(fāng)式將各(gè)種(zhǒng)數據有(yǒu)機的整合到一起,這與傳(chuán)統的僅僅將數據進行物理的整合是有很大區別的。因此通過智(zhì)慧水務供水係(xì)統可以有效的(de)對其中的數據進行分享,使數據挖掘工作得(dé)以進一步有效開展。
功能倉庫提供多個供水業務應用係統的集成和功(gōng)能複用手段,實現對供水基礎功能及專題業務(wù)功能的(de)倉庫(kù)式管理(lǐ),用來直接支持係統的(de)快速搭建和(hé)配置。功能倉庫的構建可以更加便(biàn)捷地與原有係統進行整合,並為整個係統的擴(kuò)張提供更多的接口,盡最大努力避免資源和資金的浪(làng)費。
搭建平台提供先進的搭建式、配置(zhì)式、插件式二次開發(fā)技術,力圖從(cóng)界麵表現到數據管理各個層麵上實現搭建(jiàn)。搭建平台主要(yào)支持供水業務流程的搭建和供水(shuǐ)業(yè)務功能的搭建,提倡像積木一樣生產麵向具體供水業務的應用係統(tǒng);提倡通過改變開(kāi)發方式從根(gēn)本上降低軟件開發的難度;提倡零編碼或少量編碼快速構建供(gòng)水(shuǐ)業務應用係統,業務流程可靈活定製、靈活調整。
3.智慧供水服務平台
智慧供水服務平台(tái)將會用到MIS ,OA以及(jí)GIS的集成,即把OA融合到GIS以及MIS中,最終構成一個完整的供水服務平台。該平台能夠(gòu)為城鎮供水提供(gòng)數據服務、位置服務以及管理服務等。
4.智慧應用
智慧(huì)服務平台為城(chéng)鎮(zhèn)自來水公司(sī)提供了優質的數據以及功能服務。在實際工作中工作人員和客戶(hù)能夠通(tōng)過網站訪問、標準服務調用以及服務注冊三種方式來實現對平台的訪問以及管理。該平台的構建以及(jí)應用能夠更加便捷地實現城鎮(zhèn)供水管網管理、巡檢(jiǎn)、抄表以及智能調度等工作。
三、城鎮(zhèn)智慧供水建設實(shí)踐
1.智(zhì)慧供水係(xì)統(tǒng)在自來水公司中的應用(yòng)
城鎮供(gòng)水(shuǐ)係統作為非常重要的組成部分,在指揮供水(shuǐ)係統建設中,要有效結合當前城(chéng)鎮發展現(xiàn)狀,科學的引入目前最先進(jìn)的各領域技術,不斷(duàn)提(tí)升智慧供水係統的科學化、信息化以及智(zhì)能化(huà)水平,同時還要根據不同城區的用水情況(kuàng)建立結果對(duì)係統進行相應的調控。係統運(yùn)行中的各種數(shù)據(jù)信息,可以通過GPRS第一(yī)時間實(shí)現和公司智慧供水係統的(de)共享,總的供(gòng)水調度站可以實現動態化的實時監(jiān)測和控(kòng)製,確定並執行(háng)能最(zuì)大限度滿足用戶的需(xū)求的方案,自來水公司在運行過程中才能(néng)更有效的降低供水成本,持續提供優質安全的供水服務。
2.供水管線的測(cè)壓(yā)點
對於SCADA係統結構構成(chéng)來(lái)說,不同部位所構成的功能具有(yǒu)很大的差異性,各(gè)個分係統之間的有(yǒu)效結合才能夠共同促進整個(gè)智慧供水係統的健康運轉。另外,係統中的信道不但要能夠進行有線通信,同時(shí)還(hái)要具備無線通訊的能(néng)力,使其更加及時地獲得運行的具體(tǐ)參數信息、管網信息(xī)等,以便為(wéi)調度優化提供服務,大大(dà)縮減故(gù)障檢修的時間,把停水次(cì)數控製在可控(kòng)範圍內,確保供水管網運行的可靠性和經濟性。
3.高位蓄水池加壓泵站
在智慧供水係統中,在調度SCADA係統作用(yòng)下,調度中心可以實現(xiàn)和(hé)加壓泵站的有機配合,促進實(shí)時數據信息的(de)傳達和接收。供水調度(dù)工(gōng)作(zuò)人員在工作中充(chōng)分(fèn)利用這些數據信息,就可以(yǐ)在最短(duǎn)的時間內解決問題,提高智慧供水係統的運行質量(liàng),確保(bǎo)供水服務的(de)全麵可靠。
4.中心監控站
城鎮智慧供水係統的核心就是中心站,中心(xīn)站對整個係(xì)統的正常運轉進行全天候的監測,如側壓點數、水質狀況(kuàng)等,使自來水(shuǐ)公司可以及時、全麵地了解係統運行狀況,並進行調整,降低(dī)係統故障的兒率,為用戶提供更高質量的(de)供水服務。除(chú)此之外,城鎮供水係統還能夠和公司內部網絡架構的統一,使之形成一個整體化(huà)的調度平台,在這個平台下,它可以直觀化的顯不出各個管(guǎn)網的運行狀況,對運行的參數信息有(yǒu)明確表達,並且在此(cǐ)基礎上可以對信息資源進行相應的整理和融合,使之形成(chéng)相應的歸類。在該公司的調(diào)度中心站(zhàn)中會有(yǒu)一個較大的模型顯不屏,這個顯不屏是動態變化的,有(yǒu)利於調度信息的直觀化和透明化程度提高。
四、城鎮智慧供水係統有關技術
1.通訊技(jì)術
由於城鎮智慧供水係統結構(gòu)的特殊性,它能夠與輸水管線測壓點(diǎn)結構的協(xié)調配合形成一個主從性網絡架構。該網絡的各方麵(miàn)的(de)優勢非常(cháng)顯著,擁有著非常強大的無線通訊功能,可以非常迅速的將各方麵信(xìn)息進行傳遞和交換。在專業性較強的光纖以及1000/ 100M以太網可以顯著提高(gāo)係統運行的可靠性(xìng)和穩定性。
2.係統(tǒng)的實(shí)時性和維護性分析技術
該係統采用的通信協議為MDLC,從近一段時間的實際使用狀況來判斷,該(gāi)協議具有非常強大的兼容性,不但能夠完美支(zhī)撐普通(tōng)的輪詢方式,還能夠良好地適應RTU向中心站的突發傳輸方式。在(zài)係統的(de)正常運行下,它的中心站會按照預先設定的周期,對各個RTU進行逐一(yī)輪詢,如果遇到了緊急突發狀況(kuàng),會把產生的信息及時發給中心(xīn)站。MOSCAD RTU的插槽構成形式(shì)是模塊式的,這(zhè)種形式的好處是便於後期的更換(huàn),尤其是在通信協議MDLC的支持下,能夠在中心站(zhàn)對其他(tā)的RTU進行下載、調試,達到遠程維護的要求,縮短(duǎn)了係統的MTTR
3.遠(yuǎn)程監控技術
MOSCAD係統自身(shēn)的結構是常見的計算機結構模式,城鎮智慧供水中采用該(gāi)結(jié)構可以使自(zì)來水公司從整體上把控好供水係統的運行狀態,有效解放公司人力資源,降低調度工作人員的工作(zuò)量。同時,遠程監控技術還能夠更加及時的將係統運行狀況等信息及時傳遞給公司(sī)的決策管理層,為他們製定公司的發展決策提供參考(kǎo)依據和指導。