1概述

1.1項目背景

環(huán)境保護是我國的一項基本國策，隨著這些年我國各級政府在污水處理廠建設中的大量投入，為我國的污染物減排做出了重大貢獻。但是我國是一個人均水資源和能源都很匱乏的國家，在保護水資源的同時也必須盡量減少能源的消耗，這也正是污水處理行業(yè)提高運營管理水平、降低能源消耗的根本需要。

 

我國污水處理廠的信息化管理是近幾年隨著運營體制的改革出現(xiàn)的，是自動化技術的發(fā)展和延伸，其發(fā)展過程大體經歷四個階段：

 

粗放控制：最早的污水處理廠操作控制比較簡單，大多采用就地人工控制與人工記錄相結合的管理方式。

 

半自動控制：隨著自動化技術的發(fā)展和成本的降低，污水處理廠開始投入自動化控制系統(tǒng)，但是往往由于維護及管理意識等原因不能充分發(fā)揮其作用，從而僅實現(xiàn)數(shù)據監(jiān)視和簡單地操作控制。

 

自動控制：隨著環(huán)保部門對污水處理廠監(jiān)管的加強，客觀上要求污水處理廠具備比較完善的自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)中控室操作和數(shù)據存儲等功能，至此，自動控制系統(tǒng)的應用才算重視和推廣起來。

 

信息化：運營體制改革將市場競爭機制引入污水處理行業(yè)，成為行業(yè)信息化發(fā)展的內在驅動力，為污水處理行業(yè)信息化帶來機遇，成為當前國內各大水務運營公司及水廠本身提高自身競爭力的有效手段。

 

1.2污水處理廠需要解決的問題

我國污水處理自動化控制起步較晚，在20世紀70年代，我國的水行業(yè)開始逐漸將自動化技術應用到污水處理廠的生產運行中去，但發(fā)展較為緩慢，直到20世紀90年代，自動化、信息化在水行業(yè)受到了普遍重視。

 

進入90年代中期以后，污水處理廠才開始廣泛引入自動控制系統(tǒng)。雖然近20年來，我國水行業(yè)在自動化技術和信息化技術應用方面得到了長足的發(fā)展，創(chuàng)造了良好的經濟效益和社會效益，但是與國際水平相比，我國的自動化和信息化技術還相對滯后，整體上還處在國外八九十年代的水平。自動化技術和信息化技術缺乏融合，而沒有發(fā)揮其應有的作用。

 

污水處理廠現(xiàn)階段存在的問題主要表現(xiàn)在：

1、大部分污水廠仍未實現(xiàn)簡單回路的自動控制及基本的遠程控制，現(xiàn)場控制以人工手動為主，導致人力成本及能耗物耗浪費。數(shù)據以人工抄表及手動化驗為依據，設備檔案是靜態(tài)的、儀表維護和監(jiān)控不到位，統(tǒng)計與分析難度大。

 

2、基于文檔記錄及紙質表單的數(shù)據管理，無法實現(xiàn)信息共享，智能查詢與統(tǒng)計分析，造成成本浪費。且報表種類繁多，各級人員關注角度不同，文檔記錄和紙質表單的制作任務繁重，信息共享難、信息查詢時效低等問題。

 

3、巡檢化驗等數(shù)據成果以文檔記錄或紙質報表的方式上報，容易造成數(shù)據丟失，匯總統(tǒng)計困難。對現(xiàn)場人員缺乏有效的管理工具。

 

4、操作員及設備維護人員水平參差不齊，流動性大，無法形成統(tǒng)一的知識庫。另外操作員根據人工指令對現(xiàn)場儀表進行手動操作，無法實現(xiàn)遠程控制，也容易造成設備維修誤判與損失，造成人力成本浪費。

 

1.3智慧水務管理系統(tǒng)建設的必要性

隨著網絡、計算機、傳感器技術的普及及應用，水務行業(yè)的管理必然由傳統(tǒng)的粗放管理模式向自動化、信息化、智能化的方式轉變。

 

智慧水務管理系統(tǒng)就是通過在線儀表設備、網絡、計算機等實時感知供排水系統(tǒng)的生產運行狀態(tài)，并采用可視化的方式對生產過程進行管理，形成“水務物聯(lián)網”，將海量數(shù)據信息進行分析與處理，并提供分析結論輔助決策建議，以更加精細和動態(tài)的方式對水務系統(tǒng)進行全流程的管理，從而達到“智慧”的狀態(tài)。

 

智慧水務管理系統(tǒng)彌補了傳統(tǒng)自控系統(tǒng)和組態(tài)軟件的只能在廠、站本地查看和管理生產運行數(shù)據的不足，水廠管理人員通過IE瀏覽器即可實現(xiàn)對廠區(qū)的遠程監(jiān)視及數(shù)據查詢，解決了以往前往現(xiàn)場才能查看生產運行情況的難題。

 

對于污水處理企業(yè)，生產運行數(shù)據是企業(yè)生產運行控制、安全生產保障、生產優(yōu)化調度、生產計劃制定、生產成本分析等運營管理業(yè)務決策的最基礎、可靠、有力的依據。

 

通過該系統(tǒng)的使用，企業(yè)生產控制層和決策管理層之間信息傳輸更加實時、準確、直觀，提高管理效率。使企業(yè)信息化前進了一大步，為企業(yè)的信息化發(fā)展奠定了堅實的基礎，具體體現(xiàn)在：

1、集中式優(yōu)化管理：

建立調度中心，對運行情況實時監(jiān)管，遠程監(jiān)視。實現(xiàn)調度中心及中控室通過IE瀏覽器即可實現(xiàn)對廠區(qū)的遠程監(jiān)視及數(shù)據查詢，解決了以往前往現(xiàn)場才能查看生產運行情況的難題。

 

2、建立標準化設備管理模式，設備檔案快捷查詢，記錄一目了然。

實現(xiàn)了對生產設備的科學化、規(guī)范化、流程化的管理，延長了設備使用壽命和提高設備的使用效率。

 

3、利用手機查詢系統(tǒng)，避免傳統(tǒng)辦公的束縛，在不增加現(xiàn)場工作量的同時收集各種形態(tài)的生產過程數(shù)據，并實現(xiàn)對現(xiàn)場工作人員有效管理。

 

2方案簡介

2.1方案綜述

本方案旨在為污水處理廠提供一個可行的智慧水務管理系統(tǒng)的技術方案,全方位的提高水廠的管理水平。對于單個污水處理廠而言，實現(xiàn)了電子化的生產運行數(shù)據記錄、信息化的數(shù)據查詢共享方式、規(guī)范化的生產運行管理體系、智能化的數(shù)據匯總和統(tǒng)計、高度靈活的報表配置和導出、圖形化的數(shù)據統(tǒng)計分析結果展現(xiàn)，從而提高生產運行數(shù)據的準確性，減少管理人員數(shù)據統(tǒng)計分析的工作量，提高生產運行管理效率。

 

2.2建設目標

以提高企業(yè)的生產經營管理水平，提高企業(yè)的核心競爭力和經濟效益為總體目標；以計算機信息化和網絡化為企業(yè)信息化的手段，以開發(fā)、利用信息資源為企業(yè)信息化的核心，實現(xiàn)污水處理廠運行管理的數(shù)字化、自動化、網絡化；

 

確立信息共享機制,建立信息化建設的領導、實施、管理體系；根據水廠業(yè)務需求，實現(xiàn)集中化管理、遠程監(jiān)控、數(shù)據歷史趨勢監(jiān)測和查詢、報表管理、設備管理、手機APP應用功能。

 

1、集中式優(yōu)化管理

本系統(tǒng)采用了集中式數(shù)據采集系統(tǒng)將廠站的生產運行數(shù)據進行實時采集，進行集中管理，并實時存儲，同時支持遠程網絡訪問，突破了傳統(tǒng)自控系統(tǒng)和組態(tài)軟件的狹窄視野，把生產控制層和企業(yè)決策管理層有力的結合起來，遠程監(jiān)視與信息管理相互滲透，彼此結合，形成一個多層次，網絡化的智慧水務管理系統(tǒng)。最大限度的提升了整體運營水平。

2、在線工藝監(jiān)控

本系統(tǒng)根據生產工藝流程將各種設備實時運行狀況等信息進行圖形化實時監(jiān)視，生產過程中出現(xiàn)異常過程實時告警，從而極大的增強了生產運營的穩(wěn)定性。

 

3、設備（備件）管理

對設備和備件等資產臺賬管理，提供完善的各類報表。實現(xiàn)了對生產設備的科學化、規(guī)范化、信息化的管理，延長了設備使用壽命和提高設備的使用效率。

 

4、歷史趨勢監(jiān)測和查詢

本系統(tǒng)提供多種報表統(tǒng)計功能。對各階段、各時期、各類生產運行數(shù)據可進行統(tǒng)計，報表分析，并以直觀的圖表形式形式，如歷史生產數(shù)據報表，對輔助管理者的決策提供強大的支持。

 

5、靈活高效的報表系統(tǒng)

系統(tǒng)可自動采集，分析報表自動生成，同時可根據用戶權限隨時進行任意格式數(shù)據的報表導出，為管理決策隨時提供第一手資料，同時極大緩解人力勞動，減少企業(yè)人力成本。

 

6、移動應用

系統(tǒng)提供移動APP應用，使污水處理廠可以通過移動互聯(lián)網絡實現(xiàn)包括工藝監(jiān)控、報表統(tǒng)計、報警等功能。涵蓋了污水處理廠和自來水廠等實時信息和基礎信息的綜合查詢與統(tǒng)計分析等核心業(yè)務功能，極大地滿足與方便用戶的使用。

 

2.3建設原則

1、先進性：

本系統(tǒng)采用B/S架構，運用目前國際主流的企業(yè)級軟件開發(fā)技術，在開發(fā)效率、運行穩(wěn)定性、數(shù)據安全、應用功能擴展等方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。

 

2、實用性：

本系統(tǒng)基本涵蓋了污水處理廠生產管理中的最基本的層面，系統(tǒng)的提升了企業(yè)的信息化水平。系統(tǒng)采用友好直觀的顯示界面，實現(xiàn)生產工藝圖形化實時監(jiān)視，各種數(shù)據實時顯示。

 

3、擴展性：

本系統(tǒng)分為廠站數(shù)據采集和智慧水務管理系統(tǒng)平臺兩部分，可最大程度滿足不同水廠具有差異化的應用環(huán)境。采用模塊化的設計，不但滿足了污水處理廠基礎信息平臺的需求，系統(tǒng)功能更可根據用戶的個性需求而定制功能。同時隨著企業(yè)信息化程度和管理水平的不斷提升而進行應用方面的擴展從而滿足更高層面的需求。

 

4、專業(yè)性：

本系統(tǒng)結合我公司全國自動化及信息化案例，總結污水處理運營管理方式，采用先進的計算機技術開發(fā)而成，取得用戶一致高度評價。

 

3智慧水務管理系統(tǒng)設計方案

3.1系統(tǒng)特點

本方案的智慧水務管理系統(tǒng)是基于“XX”云平臺來建設的。“XX”是采用互聯(lián)網技術和商業(yè)模式，由XXXX自動化技術有限公司（以下簡稱“XXXX”）投資、開發(fā)并運營的智慧水務服務云平臺，旨在向中小型水務企業(yè)、行業(yè)合作伙伴，提供以數(shù)據為核心的應用服務。

 

為滿足廠區(qū)的數(shù)據管理需要，為其建設智慧水務管理系統(tǒng)，具有以下優(yōu)勢：

優(yōu)質化服務

系統(tǒng)功能設計將結合金控多個智慧水務系統(tǒng)成功經驗，提供穩(wěn)定的數(shù)據采集傳輸服務、豐富的數(shù)據展示模式和分析模式。XXXX推出軟件免費，每年定期為用戶提供數(shù)據報告等分析服務，旨在為用戶提供最優(yōu)質的服務。

 

高性價比，易維護

A.借助云平臺，用戶無需自建服務器、無需專人維護，免去了企業(yè)在服務器、數(shù)據庫、IP地址等方面的投資，綜合成本更低。

 

B.數(shù)據永久存儲、永久在線。

C.云安全策略、分用戶存儲、數(shù)據保密等安全機制，保證數(shù)據安全。

D.即配即用，無需專人維護。所有維護工作均由XXXX負責，污水處理廠只需要保證現(xiàn)場端數(shù)據正常采集及傳輸即可。

 

跨平臺性

系統(tǒng)即不依賴于電腦操作系統(tǒng)，也不依賴硬件環(huán)境�？梢栽诙鄠�操作系統(tǒng)如linux操作系統(tǒng)、windows操作系統(tǒng)上運行、開發(fā)和維護。

 

各廠區(qū)數(shù)據采集軟件可在不改變現(xiàn)有自控系統(tǒng)和組態(tài)軟件的情況下實現(xiàn)生產數(shù)據采集與管理。保證了企業(yè)生產運行的穩(wěn)定與連續(xù)性。

 

配置靈活性

云平臺是基于功能模塊的，污水處理廠可結合自身需求和發(fā)展戰(zhàn)略，隨時定制適合自己業(yè)務功能，具有較高的靈活性和可擴展性。

 

支持移動應用

將現(xiàn)有系統(tǒng)實現(xiàn)移動化，包括移動實時監(jiān)測、查詢、外出辦公。解決了用戶固定場所辦公，無法遠程，實時監(jiān)視的問題。提高數(shù)據時效性及準確性。

 

免費升級

可以在線免費升級，免去現(xiàn)場部署、安裝、調試的復雜過程。

 

3.2系統(tǒng)結構

系統(tǒng)主要分為兩層，水廠數(shù)據采集傳輸層，“XX”智慧水務管理系統(tǒng)應用層。針對自控系統(tǒng)符合數(shù)據采集要求的廠區(qū)，配置數(shù)據采集終端軟件，通過internet網絡將數(shù)據傳輸?shù)?/span>XX云平臺服務器中。

 

經過XX云平臺的數(shù)據進行處理后，在該平臺上形成具有工藝監(jiān)控、報表管理、設備管理等功能的智慧水務管理系統(tǒng)，提供給本廠控制中心進行使用。同時智慧水務服務云平臺還將提供移動APP應用，便于水廠管理人員更加快捷、方便的實現(xiàn)對污水處理廠工藝運行情況的查看。

3.3軟件功能設計

工藝監(jiān)控

本模塊實現(xiàn)基于web網絡的工藝監(jiān)視畫面，這種工藝監(jiān)控方式的最大優(yōu)點是便捷性和開放性，使用戶可以在有網絡的地方即可實現(xiàn)工藝監(jiān)視。

 

系統(tǒng)的監(jiān)控畫面采用最新的html5等技術，根據工藝流程，由專業(yè)設計師進行專業(yè)化設計，畫面流暢、美觀、大方、動態(tài)、直觀，具有非常好的展示效果，既能便于外來訪問人員理解現(xiàn)場工藝，又能便于企業(yè)自己的管理人員熟悉工藝流程，便于企業(yè)內部和外部的培訓等等。

工藝監(jiān)控畫面可采用2D或3D的設計方式，其中3D畫面的設計要根據設計數(shù)量收費。

 

報表統(tǒng)計及輸出

本模塊實現(xiàn)報表統(tǒng)計及輸出功能，針對用戶實際需要定制個性化報表。對廠區(qū)上報的數(shù)據、采集數(shù)據進行全面的分析，旨在輔助水廠進行生產調度和決策分析。

 

A.對生產狀況，每一分類（具體分類以水廠實際工藝為準）以日、月、年進行統(tǒng)計，分別生產三種表格，根據時間，實現(xiàn)快捷查詢。

 

B.對其當日、當月、當年生產的耗用量做統(tǒng)計，其中涵蓋電量、減排量、曝氣量、水量、水質等，同時也可根據需要，進行自動計算，可以計算出季度等數(shù)據統(tǒng)計，最終按照統(tǒng)一格式，分別以表格模式輸出或者被移植。

 

C.也可根據用戶實際工藝和需要定制個性化的報表。

歷史趨勢監(jiān)測和查詢

歷史趨勢監(jiān)測和查詢主要指對重要生產設備運行狀態(tài)、運行狀況、在線數(shù)據的趨勢分析和數(shù)值查詢。按照月、年或者選擇的時間段對所記錄的數(shù)據進行查詢。

 

可按照任意時段查詢，多數(shù)據同時查詢（單臺服務器配置下，支持同時查詢500個數(shù)據）；同時也可以對同類曲線進行同比與環(huán)比的對比查看（單臺服務器配置下，支持超過1000用戶同時查詢）。系統(tǒng)支持查詢存儲至少1年以上的數(shù)據。

設備管理

提供設備的信息化管理服務，對紙質的、零散的設備信息匯總，建立信息化設備檔案，設備的屬性信息、配件信息、技術參數(shù)集中展示，查詢便捷。

 

移動應用

移動互聯(lián)網是移動和互聯(lián)網融合的產物，繼承了移動隨時隨地和互聯(lián)網分享、開放、互動的優(yōu)勢，這一特點迎合了企業(yè)移動辦公、移動管理的工作需求。同時隨著智能手機的快速普及，手機APP應用呈現(xiàn)出爆炸式的增長。這樣的增長不僅給用戶帶來了豐富的體驗，也為企業(yè)開辟出全新的管理模式。

 

智慧水務系統(tǒng)提供移動APP應用，使污水處理廠可以在移動互聯(lián)網絡，實現(xiàn)工藝數(shù)據、報表數(shù)據的查看，具體畫面根據水廠實際工藝設計。示例圖如下：

 

4方案實施要求

由于本方案是基于在已有自動化控制系統(tǒng)之上，因此，需要自控系統(tǒng)的支持，要求自控系統(tǒng)基本完善，具備采集所需信號的能力，主要包括以下幾個方面：

 

采集所有工藝設備的運行、故障信號；

采集過程儀表的信號；

采集流量、COD、氨氮等重要在線儀表的信號；

具有以太網通訊接口。

 

同時，XXXX也是專業(yè)的自動控制系統(tǒng)解決方案提供商，對于自控系統(tǒng)不完善但對信息化建設有需求的客戶，我們會提供專業(yè)化的自控系統(tǒng)建設服務。

特別推薦：

太平洋水處理工程有限公司副總經理秦愛冬由“智慧地球”和“智慧城市”的概念引出了“智慧水務”的概念，并結合公司為水務企業(yè)提供自動化、信息化解決方案的實踐，同與會人員探討并分享了“‘智慧水務’的建設”成功經驗。

秦愛冬在環(huán)境技術論壇上發(fā)言

建設“智慧水務”“智慧調度”為重點

“‘智慧水務’涵蓋了水文、水質、水資源、供水、排水、防汛防澇等各個方面。其是通過各種信息傳感設備，測量水文水質等水利要素，傳遞到互聯(lián)網上，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)信息智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控、計算、管理、模擬、預測和管理。”秦愛冬表示，可以從三個維度來理解“智慧水務”。首先“智慧水務”是將物聯(lián)網和互聯(lián)網結合形成水務企業(yè)的水聯(lián)網，從而成功的應用到水務企業(yè)當中。其次，“智慧水務”還是基礎架構應用平臺，應用集成平臺構建了智慧水務各個業(yè)務系統(tǒng)的互聯(lián)互通渠道，使其能夠很好的融合。另外，智慧水務強調智慧應用，智慧應用實際上就是運用智能融合技術，通過數(shù)據來進行分析、計算和存儲，為水務企業(yè)提供決策和咨詢，使其流程得到優(yōu)化。

基于對于“智慧水務”內涵的理解，秦愛冬認為“智慧水務”的建設應該分為三步走”。第一步首先是信息的采集，運用SCADA、GIS、GPS等多種技術，幫助水務企業(yè)實現(xiàn)從取水、注水、輸水到污水排放全方位、大范圍的信息采集。第二步是信息的集成共享，采用平臺標準化、接口服務化、數(shù)據規(guī)范化、功能組件化的原則實現(xiàn)信息互聯(lián)互通。第三步是智慧應用，優(yōu)化水務企業(yè)流程，最終建立智能化的水務企業(yè)并推動其快速發(fā)展。

秦愛冬認為，水務企業(yè)應根據自身業(yè)務特點，將智慧水工廠、智慧管網、智慧調度、智慧服務和智慧辦公作為“智慧水務”建設的主要核心。他強調“‘智慧調度’是建設‘智慧水務’的重點”。“智慧調度系統(tǒng)”包括運行調度、搶修調度、作業(yè)調度、資源調度的全業(yè)務調度，是一個集成應用平臺。秦愛冬表示，智慧調度中業(yè)務數(shù)據庫的建立，可以幫助水務企業(yè)的運營中心對歷史數(shù)據進行分析和調度。通過數(shù)據分析，水務企業(yè)可以更好的掌握運營狀況。

加強實踐  推動“智能水務”建設

秦愛冬認為，“智慧水務”能夠優(yōu)化水務企業(yè)的運營模式，提高企業(yè)管理水平。為推動“智慧水務”建設，太平洋水處理在“智慧水務”領域開展了全面的實踐。首先是項目的建設，南京江寧水務調度系統(tǒng)和南通水司綜合調度系統(tǒng)，都實現(xiàn)了從原水、取水、水廠、泵站、管網、排水等的水處理業(yè)務過程的生產監(jiān)控調度。寧波水司綜合調度系統(tǒng)，實現(xiàn)了生產過程各業(yè)務系統(tǒng)的信息集成。其次是智慧應用，包括管網建模、仿真模擬以及水量預測。

秦愛冬呼吁，希望更多的企業(yè)加入到“智能水務”的建設當中，使水務運營管理智能化，推動水務行業(yè)的快速發(fā)展。

時間	演講題目	演講人	單位 / 職務
13:30-13:50	城鎮(zhèn)化建設中的智慧水務發(fā)展	楊崇俊	中國城市科學研究會數(shù)字城市工程研究中心總架構師
13:50-14:10	中國城市水務發(fā)展建議及歐美案例	Bottan Gustavo	麻省理工斯隆商學院院士
14:10-14:25	智慧城市供排水管網云計算管理	馬道揚	英國豪邁水管理公司全球市場和銷售總監(jiān)
14:25-14:40	丹麥城市污水處理廠改造綜述	Søren Hansen	丹麥安威單公司總經理
14:40-14:55	敏捷水務解決方案	程耀強	上海三高計算機中心股份有限公司總經理
14:55-15:15	排水信息化的技術要點及應用分析	趙冬泉	北京清控人居環(huán)境研究院所長
15:15-15:35	城市水務管網建設運營新型投融資模式	馬迎三	中國城市科學研究會數(shù)字城市專業(yè)委員會專家
15:35-15:50	分享構建智慧供水平臺的成功經驗	陶建科	上海敢創(chuàng)水業(yè)科技有限公司總經理
15:50-16:05	城鎮(zhèn)水環(huán)境水質監(jiān)測能力建設現(xiàn)狀及發(fā)展方向	程 立	美國哈希公司高級銷售總監(jiān)
16:05-16:25	基于信息技術的雨洪風險管理平臺介紹	章衛(wèi)軍	國家智慧城市產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專家
16:25-16:40	智慧水務在大型水務企業(yè)管理與運營中的作用	曾 武	江蘇江南水務股份有限公司副總經理
16:40-17:00	鎮(zhèn)江市數(shù)字化供排水系統(tǒng)的探索與實踐	胡 堅	鎮(zhèn)江市給排水管理處處長
17:00-17:20	濟南市城市防汛智慧工程建設	李新年	濟南市市政公用事業(yè)局副局巡視員