智慧水务信息化管理平台解决方案有哪些「城乡水务营销管理系统」

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系统设计目标与建设任务

系统设计目标

智慧水务系统建成后将改变传统水源、水厂、二级加压泵站、管网设备分散、操作复杂、联动性差等状况；全面实现供水系统的信息化，数字化；并大幅度提高设备利用效率，降低现场工作人员劳动强度，提高供水保障率，保障用水安全。

智慧水务系统通过实时在线水质监测设备对水源水质情况进行监测，记录水源水质变化趋势， 并对水质变化进行预报预警，保障水厂原水安全，有效阻止供水事故的发生；唐山平升智慧水务 系统同时通过安装在水厂中的监控摄像头实时监控厂区内设备安全状况，确保厂区生产安全。

在集中控制管理中心将实现对整个供水系统的设备状态、水质信息、人员工作情况，经行全方位、信息化、数字化的监控。对厂区设备、二次加压泵站设备进行远程控制，平升智慧水务系统实时掌握各个环节制水设备运行状态，减轻工作人员的劳动强度，平升智慧水务系统将对历史数据进行实时记录，为水厂领导决策提供丰富的数据支持。

建设任务

XX 市自来水公司供水生产调度系统具体细化主要由自来水公司信息化管理平台、供水管网压力监测、水厂自动化控制、水质在线监测、二次加压泵站无人值守、视频安全监控系统六大控制系统构成，系统将围绕这六大控制系统进行建设。

1、自来水公司信息化管理平台主要包括：工业控制计算机、显示器、操作台、UPS、打印机、办公桌椅、大屏显示、水司生产调度系统软件等。

2、供水管网压力监测主要包括:压力变送器、GPRS 无线采集终端 DATA86、太阳能供电系统。

3、水厂自动化控制：取水泵站控制系统、取水流量监测、自动加氯控制系统、清水池水位监测，送水泵站控制系统，送水流量监测、高位水池控制。

4、在线水质监测系统主要包括：COD 在线水质监测，清水池二氧化氯、浊度、PH、温度水质监测。

5、二次加压泵站无人值守主要包括：泵站测控终端 DATA-9201、硬盘录像设备、红外探测设备、流量计、压力变送器。

6、视频安全监控系统主要包括：水源地视频监控、取水泵站视频监控、厂区视频监控、加氯站视频监控、送水泵站视频监控、大门视频监控、高位水池视频监控、厂区安全视频监控、控制中心视频服务器等。

智慧水务信息化管理平台

信息化管理平台是整个系统核心，主要由计算机网络、数据库、水司生产调度系统软件组成。信息化管理平台实现了自来水公司整体工艺流程监控、各主要工艺设备运行状态监控、过程控制及各生产环节生产数据的实时采集与显示。对于实时采集的数据提供临界值报警、生产数据历史变化记录，对取水、制水、供水各个环节管理的自动化、科学化、信息化发挥了巨大的作用。

生产调度系统软件

水司生产调度系统软件系统通过工业以太网、GPRS 网络实现了对整个取水、制水、供水过程中控制设备集中管理,统一调度控制，提高了现有设备的利用效率，减轻了操作人员的劳动强度。同时系统还通过视频监控模块实时监控厂区、泵站的安全状况保障了制水、供水安全。

系统的设计是基于 GPRS 数据传输技术和网络技术之上的，软件开发采用 B/S 和 C/S 两种结构相结合的方式设计：

1）数据汇集处理和前端控制程序等应用系统采用 C/S 体系结构。

2）监控调度人员使用客户端软件访问系统完成所有操作，采用 C/S 体系结构。其他非监控类人员使用浏览器访问系统完成所有操作，采用 B/S 体系结构。

C/S 与 B/S 系统结构模式介绍：

软件开发采用目前比较流行和成熟的应用集成体系结构模式主要有客户 / 服务器

（Client/Server，简称 C/S）两层体系结构模式以及浏览器/服务器（Browser/Server，简称 B/S）三层体系结构模式。

B/S 结构具有良好的扩充性，对客户端没有任何特殊要求，对用户数也没有限制，只需支持网络并具有浏览器功能即可。B/S 模式只在服务器安装应用程序，客户端不须安装程序，直接使用 IE 或其他浏览器即可使用，修改应用程序只与服务器有关，客户端不作任何改动，操作简单， 维护方便。

C/S 结构具有较强的互动性，特别有利于系统的维护和复杂功能的实现，可以对信息进行各种操作，在高速网络环境下可以满足不同用户的需要。

管网压力监测系统

系统介绍

管网压力监测系统是自来水公司供水生产调度系统的一个子系统该系统，工作人员可以在水司调度中心远程监测全市供水管网的压力情况。科学指挥各水厂启停供水设备，保障供水压力平衡、流量稳定；及时发现和预测爆管事故的发生。

系统组成

主要由水司调度中心、通信平台、GPRS 采集终端、压力变送器组成。

通信平台

GPRS 通信介绍

GPRS 是 GSM 系统的无线分组交换技术，不仅提供点对点、而且提供广域的无限 IP 连接，是一项高速数据处理的技术，方法是以“分组”的形式将数据传送到用户手中。GPRS 是作为现行

GSM 网络向第 3 代移动通信演变的过渡技术，突出的特点是传输速率高和费用低。GPRS 上行速率较 GSM 为高，下行速率则可达 100Kbps。鉴于利用 GPRS 的运行速度快、运行成本低，因此本系统采用 GPRS 传输。

GPRS 通信具有如下特点：

① Internet 识别：GPRS 是无线分组数据系统，只要用户一打开 GPRS 终端，就已经附着到

GPRS 网络上，用户通过 GPRS 系统的网关 GGSN 连接到互联网，GGSN 还提供相应的动态地址分配、路由、名称解析、安全和计费等互联网功能。

② 永远在线：不像传统拨号上网那样，断线后需重新拨号。用户随时都与网络保持联系，即使没有数据传送时，用户仍然在网上与网络之间还保持一种连接；

③ 快速登录：连接时间很快，GPRS 无线终端一开机，就已经与 GPRS 网络建立了连接，每次登录互联网，只需要一个激活过程，一般仅需 1 到 3 秒；

④ 高速传输：由于 GPRS 网络采取了先进的分组交换技术，数据传输最高理论值可达171.2kb/s；

⑤ 按量收费：GPRS 网络按照客户接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时，客户即使在线，也不收费。

短信通信（备用信道）

短信息平台组网，具有以下优势：

① 系统响应速度快，传输时效好，信道稳定可靠。大部分已建系统的运行表明，响应速度仅为几秒钟，传输速率达 9600bps 及以上，绝大部分报汛站的数据可在 1 分钟左右到达中心站， 畅通率可达 98%以上。

② 系统容量较大，可传输的数据量大。一条短信息所能容纳的数据量最多可达 100 字节以上。

③ 无需中继，即可用于无线远程传输，加上它属于双向通信，可方便地实施远程控制，所以组网十分灵活。

水厂远程测控系统

系统介绍

系统主要分为水厂工艺控制系统、中心集中控制管理系统。

传统水厂基本采用独立系统的思路进行设计建设，由于设备分布于不同的位置，控制和信息获取均分散实现，缺乏对整个水厂设备工作情况的整体掌握，极大的增加了工作人员的操作难度和工作量，容易造成水厂生产工艺流程的缺失从而导致供水质量事故，不利于现代化的管理。

采用水厂自动化控制系统，工作人员在控制中心便可以对整个水厂的各种设备进行实时监控与控制，调整系统的运行参数。同时系统还可以对设备状态变化进行智能判断，为工作人员的决策提供数据支持。

水厂自动化控制系统由中控室和多个控制站组成，各控制站采用监控终端对设备进行控制和数据采集，通过工业以太网通讯，实现集中监控管理、集中控制、数据共享。控制模式上采用中控室和现场手动操作的两级控制模式。

水厂控制系统

水厂工艺控制系统主要是对制水的各个环节的相关设备分别进行控制，主要包括取水泵站控制系统、取水流量监测、自动加氯控制系统、清水池水位监测，送水泵站控制系统，送水流量监测、高位水池控制。最终通过中心集中控制管理系统对所有设备进行集中管理，同时各分散设备也可脱离系统独立运行。

标准工艺流程

艺流程功能：

（1）取水井：通过多台潜水泵将原水抽入水厂。

（2）配水井：收集原水，减少流量变化对处理系统带来的冲击。

（3）滤池：水流经重力式无阀滤池进行过滤，除去细小的悬浮物。当无阀滤池过滤的杂质堵塞滤池时，滤池将自动进行反冲洗。在冲洗过程中滤池利用虹吸原理对沉淀池中的渣滓进行清理。

（4）软化车间：主要是对全自动钠离子交换器采用离子交换原理，去吸附除水中的钙、镁等结垢离子。

（5）加二氧化氯：对过滤后的水进行消毒杀菌。

（6）调节池：经过滤、消毒后的水进入厂区调节池存储，对水量和水质进行调节。

（7）送水泵房：通过多台大型离心泵将厂区调节池中的清水送到高位水池，系统将根据配水井、调节池、高位水池的水位启停送水泵。

(8) 高位水池：送水泵送来的清水存储到高位水池中，通过高位水池的重力自压送入供水管网中供给用户。

取水泵站控制

采取水井提水，通过两个并行工作的无阀滤池起到澄清水的作用。为防止抽水引起的地基沉降，取水井远离厂区。需要工作人员到现场进行抽水控制，抽水完成后，需到现场操作停泵，并且制水时间存在夜间进行操作极为不便，同时也增加了工作人员的劳动强度。

取水泵站控制柜：

安装取水泵控制柜，可通过中心集中控制系统对取水泵站所有设备进行远程控制和集中管理，工作人员通过中控室的计算机对潜水泵进行远程启停，实时监测取水泵站设备的运行情况和相关数据，大大减少了工作人员的劳动强度。

主要功能和要求：

1、 现地取水泵手动控制。

2、 中控室远程水泵启停控制。

3、 实时设备运行监测状态（故障、工作状态，运行时间、电流、电压等参数）。

4、 取水泵站监控终端实时采集相关数据。

取水流量监测

原水经取水泵提升到水厂，进水管道上需安装流量计监测进水流量，系统根据进水流量调节制水工艺流程。

功能和要求：

1、 进水口管道安装一套超声波流量计用于监测进水流量数据；

2、 流量计支持 MODBUS 协议，通过取水泵站监控终端对其流量数据进行采集，包括瞬时流量、累计流量、日取水量等。

自动加氯控制

原水经过絮凝、沉淀、过滤后，去除了大量无机物和杂质，但无法去除水中的微生物和细菌， 需对其进行消毒处理。国内外大量文献资料和用户使用结果表明：二氧化氯消毒是目前国际上公认的新一代广谱强力杀菌剂，具有快速、高效、广谱的杀菌效果，其杀菌能力是氯气、漂白粉的

5 倍，不像氯气那样与水中的有机物反应生成致癌物三氯甲烷，二氧化氯对水源水（地表水、塘水）消毒后，对金黄色葡萄糖球菌、大肠杆菌，白色念球菌，枯草杆菌黑色变种有显著杀菌作用， 杀菌率 100%，并且二氧化氯易溶于水、在水中不分解、杀菌效果不受 PH 值与氨的影响，安全无毒，对人体无副作用，处理后的生活饮用水无异味，能有效地破坏酚、硫化物、氰化物和其它有机物，能有效地杀灭和抑制藻类的效果。

加氯控制站主要功能

1、 使用二氧化氯对原水进行消毒处理。

2、 配置全自动二氧化氯发生器。

3、 二氧化氯设备具有通用的通讯接口（MODBUS），相关参数和信息可通过监测终端采集上传到计算机，并能通过计算机对用户参数进行设置（例如计量泵流量调节，设备启停控制等）。

4、 制备二氧化氯的原料具有一定的腐蚀性，需考虑防腐保护措施。

5、 加氯站有必要的通风及排气措施。

6、 加氯能实现前加氯和后加氯切换，前加氯管道接至絮凝剂投加点，提前对原水进行消毒、杀菌和杀藻处理；后加氯对过滤后的水进行消毒处理。

7、 二氧化氯发生器能将消毒液可靠的输送至投加点。

清水池水位监测

经过处理后的水进入清水池储存，清水池有较大的储存容量，在用水高峰时可保证供水量， 用水低峰时储备清水。

主要功能和要求：

1、 安装 2 套高精度水位传感器用于监测清水池的水位信息，水位信号通过监控终端DATA-9201 采集传送至计算机显示。

2、 系统根据清水池水位信息自动调节输送水泵，低水位停泵，高水位启泵。

送水泵站控制

送水泵房共有 3 台送水泵为高位水池送水。目前操作人员通过现场手动开启送水泵为高位清

水池送水，当高位清水池补满水时，现场手动停泵。解决方案：

安装送水泵站控制柜对送水泵站所有设备进行控制，可通过中心集中控制系统对取水泵站所有设备进行远程控制和集中管理，工作人员通过中控室的计算机对送水泵进行远程启停，实时监测送水泵站设备的运行情况和相关数据，根据高位清水池的水位信息启泵补水或停泵，保障供水安全。

送水控制主要功能：

1、 可在本地通过送水泵控制柜分别控制每台送水泵的启停。

2、 可在远程中控室通过中心控制系统分别控制每台送水泵的启停。

3、 实时监测厂区高位清水池、配水井、调节池的水位。

4、 实时监测送水流量计的流量。

5、 实时监测设备的运行状态。电流、电压、故障、工作状态、运行参数等。

6、 通过监控终端实时采集相关数据。

7、 取水泵控制柜安装触摸屏，实时显示相关数据和信号。

8、 数据、信号通过光纤连接到网络中，实现数据共享和信号传输。

送水流量监测

处理后的清水通过送水泵输送到高位水池，在送水管道上安装流量计用于监测送水水量，便于统计供水量。

功能和要求：

1、 送水管道安装一套超声波流量计用于监测送水流量数据；

2、 流量计支持 MODBUS 协议，通过监测终端对其流量数据进行采集，包括瞬时流量、累计流量、日送水量等；

3、 系统对送水数据进行记录和统计。

高位水池控制

高位清水池建在地势较高的山上，距离较远，无法取得电源。水厂工作人员无法了解高位清水池的水位，只能凭经验送水，容易造成高位清水池水位溢出和缺水。

解决方案:

1、根据现场实际情况，通过在高位清水池入水口安装一只浮球阀，当高位清水池补满水时， 浮球阀通过浮球自动关闭，从而防止高位清水池水位溢出。当浮球阀关闭时，通过监测送水电磁流量计信号，系统将提醒工作人员关闭送水泵或自动停止送水泵。

2、通过在高位清水池安装水位计，实时监测高位清水池水位，信号通过 GPRS 传输到中控室， 工作人员可在中控室实时了解高位清水池的水位，根据水位信息及时为高位清水池补水或停止补水。

加压泵站远程监控系统

系统介绍

二级加压泵站远程监控系统也是自来水公司供水生产调度系统中的一个子系统，加压泵站管 理人员可以在供水公司的泵站监控中心远程监测站内清水池水位或进站压力、加压泵组工作状态、出站流量、出站压力等；支持水泵启动设备手动控制、自动控制、远程控制加压泵组的启停；光 纤通信时，可以图像监视站内全景及重要工位，实现泵站无人值守。

系统组成

加压泵站远程监控系统主要由调度中心、泵站监控中心、通信平台、泵站远程测控终端DATA-9201、计量测量及摄像设备组成。

通信平台

通信平台常用两种，一是有线通信：每个加压泵站与管理处之间租用光纤通信，调度中心、泵站监控中心、各职能部门之间通过局域网通信，该通信平台可传输连续图像。二是无线通信： 每个加压泵站与调度中心之间通过 GPRS 无线网络通信，调度中心、泵站监控中心、各职能部门之间通过局域网通信，该通信平台不能传输连续图像。

1.1 泵站远程监控终端

泵站远程监控终端的功能特点

采集进站管道压力或清水池水位、出站压力、出站流量。

采集每台加压泵启停状态、工作电流、工作电压、电能等电参数。

采集配电室各路开关状态、电能等。

光纤通信时，图像监视泵站全景、电气室、泵房等重要工位。

支持加压泵启动柜手动控制、自动控制、远程控制加压水泵的启停，控制模式可切换。

依据供水压力和水泵运行时间，智能选择水泵投入运行。

电流过大、缺相、水位过低过高、控制柜保护、配电室故障、闲人进等情况发生时，立即上报信息。

支持光纤通信、局域网通信、GPRS、短消息等无线通信方式。

存储、显示、查询泵站监控数据及工作参数。

支持多路图像监控。（有线通信方式）

支持就地、远程维护测控设备。

第八章 在线水质监测系统

在线水质监测系统

水是生命之本，如何保证饮用水安全是重中之重。采用传统的水质采样化验方式进行水质检测存在相当大的缺陷，第一、缺乏实时性，无法实时对水厂水质进行实时检测，第二、由于是采样进行容易产生二次污染，第三、化验时间较长容易导致不合格水输入管网之中。由于存在大量的缺陷所以迫切的需要一套自动化水质检测系统对水质进行实时有效的监测。

在线水质监测系统是一个以在线自动分析仪器为核心，运用自动控制技术、计算机技术以及相关的专用分析软件和通讯网络，组成一个从水样采集、水样预处理、水样测量到数据处理及存贮的综合性系统，从而实现水质自动监测站的在线自动运行，加强对农村集中供水站的运行情况实施动态的监督管理。

在线水质监测系统包括采样系统、在线自动分析仪表系统、控制和管理系统、通讯系统及远程监控管理中心等系统构成。系统通过对水质在线监测，实时掌握集中供水站供水的水质状况， 预警预报水质污染事故。系统能够自动实现水样的连续等比例采样，完成 PH 值、浊度、温度、二氧化氯、COD 等参数的在线监测，最后通过工业以太网络把信息传输到控制中心。

视频安全监控系统

视频安全监控

水厂将对厂区内的生产设备、公共区域等重点场所进行全方位、全天候实时视频监控，为水厂的安全生产提供强有力的保障，同时全面、科学、有效的提升集中供水站生产管理水平。

水厂网络视频监控系统，采用独立线路，充分保证传输质量和信息的安全性。设备安装于大口井，送水房，水厂大门旁，厂区内，集中控制室等。

取水井监控，配合控制中心，视频和设备运行状态同步反馈，可安全便利的远程操作取水泵， 水质在线监测设备 ，保证取水安全。

送水房监控，配合控制中心，视频和设备运行状态同步反馈，可安全便利的远程操作送水泵， 水质在线监测设备 ，保证送水安全。

集中供水站大门，监视整个厂区及进出厂区人员，保证厂区安全。

远程终端 可控制远端云台进行 360°旋转，摄像头变焦图像拉近， 红外线镜头保证无光源情况下一定的可视度。集中供水站网络视频监控系统可以实现本地、远程的录像存储及录像查询和回放。便于故障原因的分析，事故责任的认定。

系统解决方案在前端采用网络摄像机、网络视频服务器采集监控现场的图像信息，采用先进视频压缩技术，将图像的数字信号通过局域网传输到管理中心，通过专业的管理服务器和存储服务器对工厂网络视频监控系统进行管理和存储录像文件。通过权限的分配，可以从客户端对工厂网络视频监控系统进行浏览、控制、下载录像等操作。远程监控通过 Internet 直接对水厂网络视频监控系统进行控制和管理。

性能特点

水厂网络视频监控系统方案将本着系统的科学性、先进性、开放性、可扩充性、兼容性和灵活性的设计原则，在功能扩展、安装维护和使用情况等多方面考虑，从图像质量、图像清晰度、视频流畅度等角度出发对工厂网络视频监控系统进行设计。使其成为一个技术领先、性能稳定的视频监控系统。

网络化监控 通过计算机网络，真正做到任何时间、从任何地方、对任何现场都能实现视频监控。网络化存储 水厂网络视频监控系统可以实现本地、远程的录像存储及录像查询和回放。高可靠性 水厂网络视频监控系统所采用的视频编码器和网络摄像机均为整机嵌入式系统，是工业级设备，具备极高的可靠性，即插即用，无需专人管理，特别适合于无人值守的远程视频监控点。图像质量水厂网络视频监控系统所采用的视频编码器和自适应高性能流媒体服务器设备，融合多种新型专利技术，图像流畅、画质清晰，图像清晰度可达到 D1 效果，实时性好。方便使用、操作管理简单 网络视频监控系统既可以安装客户端软件，也可以直接通过

WEB 方式进行远程视频监控和远程管理，图形化界面（le5le-topology）。

完整的监控管理功能 水厂网络视频监控系统为用户提供了灵活的监控画面选择，对云台、变焦的行控制，预置位和镜头的轮巡，以及实现图像抓拍、录像和录像回放、报警和报警联动功能。信息安全 充分利用网络隧道、防火墙/VPN、加密锁、权限管理、安全认证、实时时钟等技术，保证工厂网络视频监控系统和录像资料不被越权使用和破坏。有效利用带宽 根据网络带宽视频流可自动调节，网络视频监控系统可以在现有的任何网络中完成各种监控功能。设备的分级、分组管理 强大的分级、分组功能可将摄像机、视频编码器、报警设备等前端设备根据监控地点和管理需要编成不同区域和工作组，区域可以分级(分层)。每个工作组可分配数个前端设备，同一个前端设备可同时分配在不同的工作组中。用户的分级、分组管理 根据管理需要可将用户划分成不同级别，最上层是超级管理员。不同级别的管理员被赋予不同的权限。管理员可以创建用户，分配初始密码，也可以将用户划分为用户组进行管理。系统管理员可根据需要灵活地分配给相应的用户和用户组权限。可扩展性 水厂网络视频监控系统在增加网络摄像机、视频编码器和监控工作站上非常简单，能够持续平滑升级和扩展，降低对系统的整体投资成本，和其他管理控制兼容。强大管理平台 分布分级式管理，用户可以不受时间、空间限制对水厂网络视频监控管理目标进行实时监控、实时管理、实时查看、实时指挥。

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