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摘要
本文探討了智慧水務(wù)背景下城市二次供水運(yùn)營(yíng)管理中的應(yīng)用,分析了當(dāng)前二次供水管理存在的問(wèn)題,并提出了相應(yīng)的解決方案。文章指出,水質(zhì)問(wèn)題、管理難度大和技術(shù)問(wèn)題是二次供水管理的主要問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題,文章提出了建立控制感知系統(tǒng)、共享系統(tǒng)、泵站運(yùn)行監(jiān)控、巡檢維護(hù)監(jiān)控、搶修應(yīng)急指揮、公眾服務(wù)平臺(tái)以及加強(qiáng)二次供水設(shè)施的行業(yè)監(jiān)管等措施。并強(qiáng)調(diào)智慧水務(wù)的應(yīng)用能夠有效提升城市二次供水的管理效率,實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。
智慧水務(wù)是指運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù),對(duì)水資源進(jìn)行監(jiān)測(cè)、傳輸、處理和分析,實(shí)現(xiàn)水資源管理的智能化、精準(zhǔn)化和高效化管理目標(biāo)。在智慧水務(wù)的背景下,城市二次供水運(yùn)營(yíng)管理正迎來(lái)一場(chǎng)深刻的變革。利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù),二次供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從源頭到龍頭的全流程監(jiān)控與管理。
(圖片來(lái)源:上海水務(wù)海洋)
水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù),確保供水質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);智能控制系統(tǒng)根據(jù)用水需求自動(dòng)調(diào)節(jié)泵房運(yùn)行,提高能源利用效率。運(yùn)營(yíng)管理方面,智慧水務(wù)平臺(tái)集成了設(shè)備管理、能耗分析、故障預(yù)警等功能,使得管理人員能夠通過(guò)手機(jī)或電腦實(shí)時(shí)掌握供水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),及時(shí)響應(yīng)各類(lèi)事件。數(shù)據(jù)分析幫助預(yù)測(cè)用水趨勢(shì),為調(diào)度決策提供科學(xué)依據(jù),減少了人力成本,提高了管理效率。此外,智慧水務(wù)還推動(dòng)了二次供水設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化改造,提升了設(shè)施的可靠性和耐用性。政府與企業(yè)的合作模式,為二次供水運(yùn)營(yíng)管理提供了多元化的資金來(lái)源,保障了系統(tǒng)的持續(xù)優(yōu)化和升級(jí)。同時(shí),通過(guò)公眾信息平臺(tái),增強(qiáng)了用戶(hù)對(duì)供水服務(wù)的滿(mǎn)意度和服務(wù)透明度。
總之,智慧水務(wù)的應(yīng)用使城市二次供水運(yùn)營(yíng)管理更加智能化、精細(xì)化,不僅提升了供水服務(wù)質(zhì)量,也為城市的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)了力量。
01
水質(zhì)問(wèn)題
從目前智慧水務(wù)背景下的二次供水實(shí)際情況來(lái)看,水質(zhì)問(wèn)題是其中最為主要的問(wèn)題之一,水質(zhì)問(wèn)題主要表現(xiàn)在:二次供水設(shè)施由居民所在小區(qū)的物業(yè)公司進(jìn)行維護(hù)和管理,但其中存在著管理限制問(wèn)題、制度設(shè)計(jì)問(wèn)題等。一旦水質(zhì)出現(xiàn)問(wèn)題,就會(huì)對(duì)居民身心健康和安全用水造成影響。
(圖片來(lái)源:網(wǎng)絡(luò))
02
管理難度較大
由于城市二次供水系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)體系覆蓋范圍十分廣泛,因此當(dāng)前所掌握的管理資源與能力無(wú)法滿(mǎn)足城市二次供水的具體要求。比如:小區(qū)物業(yè)公司在二次供水管理方面的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)不足,聘請(qǐng)的二次供水系統(tǒng)維護(hù)人員能力欠缺,部分老舊小區(qū)的二次供水系統(tǒng)依然存在產(chǎn)權(quán)不明和消毒落實(shí)不到位的問(wèn)題,很容易出現(xiàn)細(xì)菌滋生問(wèn)題,影響二次供水的質(zhì)量。
(圖片來(lái)源:包圖網(wǎng))
03
技術(shù)難題
精細(xì)化智慧管理依賴(lài)于高精度的傳感器、穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)和高效的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中,傳感器可能存在精度不足、故障率高的問(wèn)題,通信網(wǎng)絡(luò)可能面臨信號(hào)不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸延遲的困擾,數(shù)據(jù)處理技術(shù)可能難以應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析。這些技術(shù)問(wèn)題直接影響到智慧管理系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。
04
資金制約因素
智慧水務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)需要大量的資金支持。對(duì)于一些經(jīng)濟(jì)實(shí)力較弱的城市或區(qū)域,高昂的前期投入和運(yùn)營(yíng)成本可能會(huì)成為推進(jìn)精細(xì)化智慧管理的重大障礙。此外,資金不足還可能導(dǎo)致設(shè)備更新?lián)Q代不及時(shí),影響系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行。
在智慧水務(wù)的背景下,城市二次供水系統(tǒng)通過(guò)集成現(xiàn)代信息技術(shù),實(shí)現(xiàn)了供水服務(wù)的自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。以下是城市二次供水主要智能化解決方案:
(圖片來(lái)源:上海市水務(wù)局)
01
智能監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
城市二次供水的智能化首先體現(xiàn)在對(duì)水質(zhì)、水量、壓力等關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)采集。
1.傳感器部署:
在二次供水系統(tǒng)中安裝水質(zhì)傳感器、流量傳感器、壓力傳感器等,實(shí)時(shí)采集關(guān)鍵數(shù)據(jù)。這些傳感器具有高精度、低功耗、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
2.數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò):
利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將傳感器采集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心。數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)具有穩(wěn)定、快速、安全的特點(diǎn),確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。
02
遠(yuǎn)程控制與自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)
智能化調(diào)度系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)二次供水設(shè)施的遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)化運(yùn)行。
1.SCADA系統(tǒng):
監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA)實(shí)現(xiàn)對(duì)供水設(shè)施的遠(yuǎn)程監(jiān)控,包括水泵、閥門(mén)、水箱等。通過(guò)SCADA系統(tǒng),管理人員可以實(shí)時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),并進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。
2.泵房自動(dòng)化:
采用變頻調(diào)速技術(shù),根據(jù)用水需求自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的啟停和轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。同時(shí),泵房?jī)?nèi)設(shè)備實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制,提高供水效率。
03
智能分析與決策支持系統(tǒng)
通過(guò)大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù),為供水管理提供決策支持。
1.數(shù)據(jù)分析平臺(tái):
建立大數(shù)據(jù)分析平臺(tái),對(duì)海量供水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行挖掘,發(fā)現(xiàn)用水規(guī)律,為供水調(diào)度、設(shè)備維護(hù)等提供依據(jù)。
2.人工智能算法:
運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等算法,預(yù)測(cè)用水需求,優(yōu)化供水計(jì)劃。同時(shí),通過(guò)故障診斷和預(yù)測(cè)性維護(hù),降低設(shè)備故障率。
04
系統(tǒng)集成與信息共享平臺(tái)
構(gòu)建統(tǒng)一的系統(tǒng)集成與信息共享平臺(tái),實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間的協(xié)同工作。
1.集成管理平臺(tái):
將SCADA、GIS、數(shù)字孿生等子系統(tǒng)整合到一個(gè)管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、流程協(xié)同,提高管理效率。
2.云服務(wù)平臺(tái):
利用云計(jì)算技術(shù),為供水企業(yè)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理和分析服務(wù),降低企業(yè)IT運(yùn)維成本。
05
具體應(yīng)用場(chǎng)景
1.實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè):
通過(guò)在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備,實(shí)時(shí)掌握水質(zhì)狀況,確保供水安全。
2.管網(wǎng)壓力監(jiān)測(cè)與控制:
安裝壓力傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管網(wǎng)壓力,預(yù)防爆管等事故。同時(shí),通過(guò)遠(yuǎn)程控制閥門(mén),實(shí)現(xiàn)供水分區(qū)管理和緊急情況下的快速響應(yīng)。
3.用水?dāng)?shù)據(jù)分析:
分析用水量數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)用水趨勢(shì),為供水計(jì)劃提供依據(jù)。
4.故障預(yù)測(cè)與維護(hù):
通過(guò)分析設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)潛在故障,提前進(jìn)行維護(hù),降低停水風(fēng)險(xiǎn)。
5.應(yīng)急管理與預(yù)警:
建立預(yù)警系統(tǒng),當(dāng)監(jiān)測(cè)到異常數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警,通知管理人員。同時(shí),制定應(yīng)急預(yù)案,確保在緊急情況下迅速響應(yīng)。
6.能源管理與節(jié)能:
通過(guò)能源監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)控能源消耗,提出節(jié)能措施。結(jié)合智能節(jié)能控制,降低供水設(shè)施運(yùn)行成本。
以下是基于智慧水務(wù)背景下
二次供水智能泵房改造案例分析:
案例背景:
蘇州城區(qū)的二次供水74個(gè)、涉及5萬(wàn)用戶(hù),存在面臨著設(shè)備老化、技術(shù)、管理不善等問(wèn)題,導(dǎo)致水壓不穩(wěn)和水質(zhì)污染,嚴(yán)重影響了居民的日常生活。為解決這些問(wèn)題,蘇州市自來(lái)水有限公司啟動(dòng)了二次供水智能化改造項(xiàng)目,將2011年7月前建成通水的居民小區(qū)二供泵房全面改造。
(圖片來(lái)源:蘇州水務(wù)集團(tuán))
建設(shè)功能:
1.泵房提標(biāo)改造:
對(duì)老舊二次供水設(shè)施進(jìn)行改造,更新泵房硬件設(shè)備,確保其滿(mǎn)足信息化、智能化要求。
2.二供綜合管理平臺(tái)優(yōu)化升級(jí):
在原有監(jiān)管平臺(tái)基礎(chǔ)上,整合物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái),擴(kuò)展功能至移動(dòng)應(yīng)用、智能報(bào)警、遠(yuǎn)程監(jiān)控、駕駛艙概覽、在線監(jiān)測(cè)、自動(dòng)化運(yùn)行等。
智能化技術(shù):
1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù):
通過(guò)安裝傳感器和控制器,實(shí)時(shí)傳輸泵房?jī)?nèi)的各種信息,實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
2.邊緣計(jì)算:
用于物聯(lián)采集,提高數(shù)據(jù)處理效率。
3.GIS空間地理數(shù)據(jù)管理:
用于優(yōu)化供水管理。
4.移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái):
使管理人員可以通過(guò)移動(dòng)端實(shí)時(shí)監(jiān)控泵房運(yùn)行狀態(tài)。
建設(shè)成效:
1.提升供水安全:
改造后的系統(tǒng)更好地保障了供水安全。
2.提高管理效率:
通過(guò)智能化管理平臺(tái),管理人員可以更有效地監(jiān)控和運(yùn)維泵房。
3.降低運(yùn)維成本:
自動(dòng)監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)減少了人工巡檢和維護(hù)的需求。
4.改善用戶(hù)體驗(yàn):
穩(wěn)定的水壓和優(yōu)質(zhì)的供水服務(wù)提高了居民滿(mǎn)意度。
(注:以上案例信息均來(lái)源于“凈水技術(shù)”)
此項(xiàng)目被選為2021年國(guó)家住建部智慧水務(wù)典型案例,顯示了其在智慧水務(wù)領(lǐng)域的創(chuàng)新和實(shí)踐價(jià)值。蘇州市自來(lái)水有限公司通過(guò)此項(xiàng)目,不僅解決了長(zhǎng)期困擾居民的供水問(wèn)題,還推動(dòng)了二次供水系統(tǒng)從傳統(tǒng)向智能化的轉(zhuǎn)變,為其他城市提供了可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
智慧水務(wù)背景下的城市二次供水智能化解決方案,通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制、智能分析、系統(tǒng)集成等手段,實(shí)現(xiàn)了供水系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化運(yùn)行。這不僅提高了供水效率,降低了運(yùn)營(yíng)成本,還為廣大居民提供了更加安全、便捷的供水服務(wù)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,智慧水務(wù)將在城市二次供水領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用,助力我國(guó)城市供水事業(yè)邁向更高水平。
(圖片來(lái)源:智慧水務(wù))
01
泵站運(yùn)行監(jiān)控
其主體是監(jiān)控中心,其中所包含的水壓、水量、水質(zhì)以及電能消耗等相關(guān)數(shù)據(jù)都可以由監(jiān)控中心上傳到數(shù)據(jù)庫(kù),以此來(lái)對(duì)城市二次供水系統(tǒng)進(jìn)行24小時(shí)的集中監(jiān)管,從而確保數(shù)據(jù)可分析,提前預(yù)知可能發(fā)生的故障問(wèn)題。與此同時(shí),通過(guò)無(wú)線傳輸與光纖傳輸兩種形式,能夠?qū)⒎稚⒃诟鱾(gè)點(diǎn)位的二次供水設(shè)施實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)與相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)永久保存,形成龐大的二次供水?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)。在應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)上,可以對(duì)不同區(qū)域下的供水特點(diǎn)進(jìn)行分析,隨后將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到科研機(jī)構(gòu)以及相關(guān)部門(mén),以此來(lái)為城市規(guī)劃與科技研發(fā)提供有力數(shù)據(jù)保障,進(jìn)而推動(dòng)智慧城市建設(shè)良好發(fā)展。
02
巡檢維護(hù)監(jiān)控
為了有效保障供水的安全性和穩(wěn)定性,監(jiān)控中心要成立專(zhuān)業(yè)能力較強(qiáng)的巡檢維護(hù)團(tuán)隊(duì),負(fù)責(zé)對(duì)子站進(jìn)行巡查,以此來(lái)及時(shí)消除各種供水隱患。同時(shí),監(jiān)控中心要實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理,利用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)降低成本,在運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中,將GPS定位系統(tǒng)作為調(diào)度指揮的重要工具。
另外,城市二次供水的專(zhuān)業(yè)企業(yè)也要對(duì)城市高層建筑以及二次供水相關(guān)設(shè)施進(jìn)行網(wǎng)格化管理,根據(jù)不同的區(qū)域和街道來(lái)劃分供水責(zé)任,每個(gè)小組都要有相應(yīng)的負(fù)責(zé)區(qū)域,由每個(gè)小組組長(zhǎng)負(fù)責(zé)對(duì)區(qū)域網(wǎng)格內(nèi)的各項(xiàng)工作進(jìn)行檢查,一旦出現(xiàn)問(wèn)題就要立刻與監(jiān)控指揮中心展開(kāi)合作。
03
搶修應(yīng)急指揮
在城市智慧水務(wù)監(jiān)控中心日常運(yùn)作中,可以結(jié)合各種事件的突發(fā)性與重要性,來(lái)制定不同等級(jí)的應(yīng)急搶險(xiǎn)方案,定期組織應(yīng)急演練,做到提前預(yù)知和防范,保證城市二次供水系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。例如:在夏季暴雨季節(jié)與冬季寒潮時(shí)期,都要與氣象部門(mén)保持合作,建 立起聯(lián)動(dòng)機(jī)制,在第一時(shí)間掌握城市降水和降溫情況,強(qiáng)化監(jiān)控職守,提前做好對(duì)抗寒潮與暴雨的準(zhǔn)備,各個(gè)部門(mén)要保持統(tǒng)一指揮和高度戒備,提供24小時(shí)的高效便捷服務(wù)。通過(guò)任務(wù)分解、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控以及技防措施,來(lái)保證供水用水的安全穩(wěn)定。
除此之外,還要將預(yù)警系統(tǒng)加入到救險(xiǎn)指揮系統(tǒng)當(dāng)中,在城市二次供水出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),能夠?qū)⑦@些信息快速上傳到城市智慧水務(wù)監(jiān)控中心,進(jìn)而在第一時(shí)間能夠派出搶修人員來(lái)修補(bǔ),以此來(lái)保持城市二次供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
04
公眾服務(wù)平臺(tái)
針對(duì)城市二次供水服務(wù)專(zhuān)線, 在受理方式上需要進(jìn)行不斷創(chuàng)新, 將傳統(tǒng)單一接聽(tīng)電話熱線的方式轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)頁(yè)、微博以及微信等多樣化的受理模式,實(shí)現(xiàn)24小時(shí)高效服務(wù)。熱線服務(wù)平臺(tái)主要負(fù)責(zé)的是二次供水設(shè)施報(bào)修、斷水以及水質(zhì)等供水問(wèn)題咨詢(xún)服務(wù)。在客服中心接收到處理事項(xiàng)時(shí),根據(jù)報(bào)修內(nèi)容來(lái)限定辦結(jié)時(shí)間,針對(duì)已經(jīng)結(jié)束的受理信息進(jìn)行回訪。
05
加強(qiáng)二次供水設(shè)施的行業(yè)監(jiān)管
建設(shè)單位必須要對(duì)二次供水設(shè)施的設(shè)計(jì)、施工與驗(yàn)收環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督,按照國(guó)家和省地方制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)建設(shè)二次供水設(shè)施,尤其是要重點(diǎn)關(guān)注二次供水設(shè)備的在線監(jiān)控等,以此來(lái)保證城市二次供水質(zhì)量。除此之外,還要建立并完善供水建設(shè)與維護(hù)備案,做好供水系統(tǒng)消毒登記,將水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告融入到城市二次供水信息系統(tǒng)當(dāng)中,最終對(duì)二次供水設(shè)備實(shí)現(xiàn)智慧化管理。
06
建立水質(zhì)檢測(cè)體系
在城市二次供水過(guò)程中,水源通過(guò)各種不同的動(dòng)力泵和管道輸送來(lái)完成二次供水的效果。其中,在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中,構(gòu)建水質(zhì)檢測(cè)體系是城市二次供水發(fā)展中的主要優(yōu)化措施。水質(zhì)檢測(cè)體系的成立需要始終遵循可行性、專(zhuān)業(yè)性以及有效性,二次供水水質(zhì)監(jiān)測(cè)體系的構(gòu)建 需要從人員體系和技術(shù)體系兩方面入手。其中,人員體系主要是由供水企業(yè)人員、物業(yè)管理人員以及業(yè)主三方構(gòu)成,以此來(lái)提高相關(guān)檢測(cè)工作的質(zhì)量。此外,技術(shù)體系構(gòu)建還要合理應(yīng)用智能傳感檢測(cè)裝置和水質(zhì)管理體系,對(duì)實(shí)際水質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行綜合評(píng)估和分析。
綜上所述,作為城市供水中的一種重要形式,二次供水運(yùn)營(yíng)管理效率直接影響著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著社會(huì)各界對(duì)城市二次供水運(yùn)營(yíng)關(guān)注程度不斷加深,高效且統(tǒng)一的二次供水運(yùn)營(yíng)管理變得十分重要。智慧水務(wù)的興起為二次供水高效、精細(xì)化運(yùn)營(yíng)提供了有力支持。因此, 相關(guān)建設(shè)人員必須要對(duì)智慧水務(wù)建設(shè)規(guī)劃進(jìn)行深度思考,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益雙贏的目標(biāo)。