水務(wù)企業(yè)智慧水務(wù)云平臺(tái)的研究及工程實(shí)踐
天津泰澤農(nóng)村環(huán)境有限公司 天津 301600
摘要：近些年，隨著我國(guó)社會(huì)的快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平得到提升，帶動(dòng)了我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步，目前，被廣泛應(yīng)用。本文針對(duì)水務(wù)企業(yè)下屬各水處理廠/站運(yùn)營(yíng)管理水平參差不齊，跨地域管理難，數(shù)據(jù)、信息的積累和使用不太理想等諸多問題，構(gòu)建了智慧水務(wù)集中運(yùn)營(yíng)管控云平臺(tái)，通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)庫(kù)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，解決了跨地域管理難的問題，提高了運(yùn)營(yíng)效能，降低了人力、時(shí)間、費(fèi)用的消耗；通過數(shù)據(jù)積累和分析，為公司的投資、運(yùn)營(yíng)提供支持和決策輔助。本文重點(diǎn)介紹了平臺(tái)的建設(shè)背景、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)和所取得的成果。
關(guān)鍵詞：水處理；智慧水務(wù)；云平臺(tái)；運(yùn)營(yíng)管控
引言
隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)信息技術(shù)的大力發(fā)展，包括水務(wù)在內(nèi)的多項(xiàng)傳統(tǒng)行業(yè)面臨現(xiàn)代化改造的諸多挑戰(zhàn)和機(jī)遇。改革開放以來，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)迅速，用水種類和水量需求在不斷加大，這就對(duì)水務(wù)企業(yè)提出了新的要求。目前水務(wù)行業(yè)仍然面臨著經(jīng)營(yíng)效率低、水資源利用率不高、各區(qū)域發(fā)展水平不一等諸多問題，這就要求水務(wù)企業(yè)轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)低端供給思維，提高服務(wù)意識(shí)，加快企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。為實(shí)現(xiàn)水務(wù)行業(yè)更加高效、規(guī)范、可持續(xù)發(fā)展，行業(yè)內(nèi)迫切需要通過智慧水務(wù)建設(shè)提供解決方案，“智慧水務(wù)”在這種大背景下應(yīng)運(yùn)而生。
1智慧水務(wù)云平臺(tái)技術(shù)的價(jià)值和意義
以水行業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為目標(biāo)，構(gòu)建以海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析和服務(wù)體系為基礎(chǔ)，支撐水行業(yè)業(yè)務(wù)能力提升、資源配置的開放式平臺(tái)，構(gòu)建水務(wù)行業(yè)生態(tài)體系的核心。其實(shí)質(zhì)是通過構(gòu)建精確、實(shí)時(shí)、高效的數(shù)據(jù)收集和連接系統(tǒng)，構(gòu)建⼯業(yè)大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、集成、訪問、分析、管理等開發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)⼯業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)的模型化、標(biāo)準(zhǔn)化、軟件化、復(fù)用化，不斷優(yōu)化研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、運(yùn)營(yíng)管理等資源配置效率，形成資源富集、多方參與、合作共贏、協(xié)同演進(jìn)的水務(wù)行業(yè)新生態(tài)（見圖1）。
圖1 智慧水務(wù)云平臺(tái)技術(shù)的價(jià)值體現(xiàn)
通過云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人⼯智能等新⼀代的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，加上水務(wù)集團(tuán)多年積累的行業(yè)知識(shí)和⼯藝技術(shù)，結(jié)合智慧化的運(yùn)營(yíng)管理理念，推出面向水務(wù)行業(yè)的智慧水務(wù)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，面向地區(qū)水務(wù)集團(tuán)下屬的水處理設(shè)施，建立“數(shù)字化”應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營(yíng)體系，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)管理能力的深度提升�；谛畔⒘鞯募�，構(gòu)建具有“全面感知、設(shè)備互聯(lián)、數(shù)字集成、智能預(yù)測(cè)”等特征的智能云平臺(tái)的運(yùn)行體系。
2智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀
我國(guó)信息化程度顯著提升，多項(xiàng)智能技術(shù)及現(xiàn)代化技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)生產(chǎn)中，并成為了各行業(yè)、各領(lǐng)域不可替代的推動(dòng)力。城市建設(shè)也在向數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，水務(wù)系統(tǒng)同樣如此，越來越多的水務(wù)企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)智慧化建設(shè)的重要性，且已通過多項(xiàng)措施提升水務(wù)系統(tǒng)的智能化水平。但是在具體實(shí)施過程中，智慧水務(wù)建設(shè)仍存在較多問題：首先，頂層規(guī)劃完善度不高，這是因?yàn)椴糠炙畡?wù)企業(yè)在進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)時(shí)僅將重點(diǎn)落在本部門的相關(guān)工作上，并未建立起全局觀，使得各部門間的聯(lián)系度較低，在購(gòu)置資源系統(tǒng)開發(fā)過程中較易出現(xiàn)業(yè)務(wù)重疊問題，致使系統(tǒng)重復(fù)開發(fā)，最終造成資源浪費(fèi)。其次，智慧水務(wù)較為形式化，也就是說，在具體實(shí)施過程中相關(guān)管理者及實(shí)施者并未理解智慧化建設(shè)的深層含義，認(rèn)為所謂的智慧化就是將既往的人工記錄信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)記錄，在其他方面仍以人工為最主要的形式，智慧化建設(shè)不徹底，企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平自然無法得到有效提高。最后，保障體系待健全，這主要體現(xiàn)在兩大方面，一方面是水務(wù)企業(yè)內(nèi)部的管理機(jī)制與智慧水務(wù)的系統(tǒng)開發(fā)并不適應(yīng)，管理制度不健全，無法為智能化系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)及落實(shí)提供有效支撐；另一方面，企業(yè)并未將信息化背景下的數(shù)據(jù)安全防護(hù)作為重點(diǎn)，在具體使用過程中可能出現(xiàn)信息損壞或丟失，無法有效保障信息安全性，可能引起較為嚴(yán)重的后果。
3水務(wù)企業(yè)智慧水務(wù)云平臺(tái)的研究
3.1構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)下的智慧水務(wù)系統(tǒng)
互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展也離不開物聯(lián)網(wǎng)，“物聯(lián)網(wǎng)”概念不僅指網(wǎng)絡(luò)，而且包含了具體的業(yè)務(wù)工作過程和業(yè)務(wù)需求，將云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、通信、傳感器等技術(shù)相結(jié)合，以一種全新的方式來完成人與物之間的交互，實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)體和實(shí)體的遠(yuǎn)程管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)人和實(shí)體的遠(yuǎn)程管理。智慧水務(wù)的運(yùn)用，就是將這些傳感器所探測(cè)到的信息，通過對(duì)各種供水設(shè)施的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)水源地的各個(gè)水源進(jìn)行了實(shí)時(shí)的監(jiān)控，從而在水源地與給水排污設(shè)施之間構(gòu)建出有效的連接，構(gòu)成智慧水資源管理物聯(lián)網(wǎng)。在此基礎(chǔ)上，以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，建立具有供水監(jiān)控、防洪、污水處理、數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)化分析等多個(gè)主要功能的智能化管理系統(tǒng)。智慧水務(wù)的制造與運(yùn)作整合了地理信息系統(tǒng)定位，視頻監(jiān)控，數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)服務(wù)與管理等功能。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并將其與其他系統(tǒng)進(jìn)行連接，從而解決了傳統(tǒng)的水務(wù)不能實(shí)現(xiàn)資源共享的問題，也解決了各個(gè)領(lǐng)域存在的單邊決策問題。
3.2強(qiáng)調(diào)信息化標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)管理
標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)也是實(shí)現(xiàn)水務(wù)系統(tǒng)智能化的最關(guān)鍵要素之一，相關(guān)工作者需要按照實(shí)際情況對(duì)智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的信息管理標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)集成標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)等予以詳細(xì)了解和分析，在標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上根據(jù)自身所需對(duì)各子環(huán)節(jié)、子系統(tǒng)的建設(shè)制定相應(yīng)要求，確定標(biāo)準(zhǔn)和流程的準(zhǔn)確化。首先，人員需實(shí)現(xiàn)服務(wù)基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化，工作人員要按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)予以數(shù)據(jù)描述和分類，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化模型，為之后的各項(xiàng)工作提供前提。其次，需實(shí)現(xiàn)通用技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，相關(guān)工作者要以實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)為前提進(jìn)行系統(tǒng)的部署和開發(fā)，所需的應(yīng)用服務(wù)接口和數(shù)據(jù)接口也要符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。再次，實(shí)現(xiàn)安全技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，一方面，工作人員要確保信息化系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的安全，從物理層面提升安全性；另一方面，人員要做好信息數(shù)據(jù)的安全防護(hù)，通過各項(xiàng)技術(shù)維護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、外泄、損毀等問題。最后，要實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化，專業(yè)人才是實(shí)現(xiàn)智慧水務(wù)的最主要支撐，也是智慧水務(wù)構(gòu)建的直接參與者和踐行者。因此企業(yè)及相關(guān)部門必須要構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化績(jī)效評(píng)價(jià)體系，定期對(duì)人員予以培養(yǎng)和考核，通過標(biāo)準(zhǔn)的人員方可從事系統(tǒng)開發(fā)、智慧水務(wù)建設(shè)等各項(xiàng)工作，在人員準(zhǔn)入環(huán)節(jié)也要重視復(fù)合型人才的納入，從源頭提升人員綜合質(zhì)量。
3.3開發(fā)全套云化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大集團(tuán)高效數(shù)字化全業(yè)態(tài)管控模式
基于智慧水務(wù)云平臺(tái)，部署污水廠運(yùn)營(yíng)管理成套系統(tǒng)、供水業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)管理成套系統(tǒng)、水環(huán)境運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)、統(tǒng)⼀數(shù)據(jù)管控系統(tǒng)、自控專業(yè)化管控系統(tǒng)等運(yùn)營(yíng)管理全套云化系統(tǒng)，并基于系統(tǒng)的快速應(yīng)用，探索、實(shí)現(xiàn)數(shù)字化“組團(tuán)式”管理模式。
結(jié)語
該智慧水務(wù)云平臺(tái)集各下屬運(yùn)營(yíng)站點(diǎn)運(yùn)行信息的采集、報(bào)警、分析、存儲(chǔ)、工藝流程展示、設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控、運(yùn)維管理和資產(chǎn)管理功能于一體，極大的提升了企業(yè)的管理水平、生產(chǎn)能效，并提高了站點(diǎn)運(yùn)營(yíng)工的安全性，減輕了運(yùn)營(yíng)工的勞動(dòng)量，也為其它水務(wù)企業(yè)建設(shè)智慧水務(wù)云平臺(tái)提供借鑒和參考。
參考文獻(xiàn)
[1]陳健，蒲杰，程容濤.關(guān)于智慧水務(wù)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)施的幾點(diǎn)探討[J].給水排水，2018，54（S2）：261～263.
[2]李美玲，丁凱，徐佐君，等.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智慧水務(wù)建設(shè)思路[J].城鎮(zhèn)供水，2021，（01）：25～30.
[3]周璇.基于NB-IoT的智慧水務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].南京：東南大學(xué)，2020.
[4]王艷華，董舒，劉娟，楊勇，熊毅，陳邦.現(xiàn)代化污水處理項(xiàng)目智慧水務(wù)管理云平臺(tái)[J].項(xiàng)目管理技術(shù)，2021，19（5）：154-158.
[5]羅賢偉，龐子山，譚松柏，張曄明，蔣懷德.基于云計(jì)算的水務(wù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].給水排水，2022，58（1）：144-150.
