數字孿生智慧水務管理建設方案

發布時間:2022-04-21 16:45:27 作者:臻圖信息 閱讀量:1426

城市水務關系到國計民生,是世界上所有國家和地區最重要的生命線之一,世界各國都大力實施城市水務以應對水資源危機。

2014年初,國家將智慧水務建設納入智慧城市建設的重要內容。從2015年開始至2019年,中國城鎮供水排水協會連續五年組織召開“中國城市智慧水務高峰論壇”,對國內智慧供水建設方面的成果、探索和思考進行交流,推動水務行業的智慧化進程。國家住建部和發改委于2017年5月聯合印發《全國城市市政基礎設施建設“十三五”規劃》,規劃中明確指出:“發展智慧水務,構建覆蓋水務全過程,涵蓋水量、水質、水壓、水設施的信息采集、處理與控制體系”。

智慧供水是智慧水務的核心組成部分,也是智慧城市建設的基礎和必然延伸。在國家政策積極指導和新型技術應用的大環境下,智慧供水運行管理作為城市水務建設不可或缺的部分,已成為傳統水務領域轉型升級的重要方向和發展趨勢,它通過信息化技術方法獲得、處理并公開城市供水信息,可有效管理城市的引水、供水、用水等過程,是智慧城市建設的主要支撐。

基于大數據技術的城市智慧水務總體框架

智能監控體系

(1)立體感知體系。在城市智慧水務體系中,需要獲取各類要素數據來支撐計算和業務處理?;诠I互聯和數據驅動的理念,基于具備堅實的、可預見性工程的物理系統,借助無人機、雷達、車、船、站、機器人、手機輿情等高科技設備及技術,形成“空天地”一體化的立體感知體系,更系統、更全面、更深入地從設備及各種終端收集數據,是整個城市智慧水務的基礎。

2)自動控制體系?;诠I互聯和數據驅動的理念,基于具備堅實的、可預見性工程的物理系統,通過傳感器閉環控制維持系統運行做關鍵調整,通過執行機構對設備系統的運行和邏輯進行指揮,從設備及各種終端最大程度收集數據,用數學孿生技術與大型處理器分析信息,以獲得系統的高級別潛在信息并制定各設備及終端工作邏輯,形成高水平自主控制體系,整個體系是基于智能分析體系分析結果的實際應用。

高清視頻會商系統

在基礎網絡的支撐下,某區水務局建設了一套高清視頻會商系統,涉及核心機房、1 個主會場,28 個二級分會場。同時某區水務局采購衛星電話、單兵等先進前端設備建設現已建成語音綜合管理調度系統及??翟票O控系統。通過一套平臺實現語音調度、會議調度、廣播調度、視頻調度、移動視頻會商、相關人員定位管理、水情消息推送等多媒體綜合指揮調度功能,滿足日常值班、應急指揮、移動執法、巡檢等多種工作場景,從而提高了行政效率和信息化管理程度,縮短面臨自然災害和突發情況的決策周期。

智慧水務GIS管網快速關閥

智慧水務GIS管網快速關閥分析系統,以智慧水務GIS管網與供水調度監測平臺監測數據為基礎,為智慧水務空間信息提供了與現實對應的真實場景,GIS系統可展示復雜的空間拓撲關系,復雜的網絡分析技術將城市地下管網拓撲結構數據轉換為特殊的網絡結構圖??紤]多處爆管或施工、管網復雜節點屬性、特殊閥門不可關閉等復雜工況要求,選擇集成多領域技術設計了一套實時關閥分析算法模型。該模型運算過程高效、直觀、可靠,能夠根據特殊工況的變化快速實時分析出可靠的關閥方案。

智慧應用體系

智慧應用體系建設采用模塊化的思想,基于移動App、可視化平臺、信息發布軟件即服務進行設計,該建設模式可以有效避免系統重復性建設,易于系統升級改造,實現系統的開放性和動態可持續發展;智慧應用體系包括智慧民生服務平臺、智慧政務管理平臺和智慧企業/業務支撐平臺3大平臺以及分別對應的子模塊。這種建設模式可以實現以下功能:按需服務、隨時服務、通用性強、高可靠性、極其廉價,并且是高可擴展性的。

中樞應用

建立中樞應用,包含數據接入系統、公共服務系統、GIS 系統、數據中臺系統、邊緣智能管理系統、流程引擎系統、規則引擎系統等智慧水務應用場景下重復使用的模塊,減少系統重復建設,打通數據孤島,實現智慧水務系統從煙囪式建設向中臺化建設的發展。

數據接入系統:是對不同數據來源完成數據采集、數據傳輸、數據處理、數據緩存到數據平臺的過程。作為基礎平臺,向下鏈接各個業務子系統,向上為數據中臺提供標準化的數據支撐。其主要包含針對硬件設備數據采集的物聯網統一接入系統、針對各個軟件應用系統數據匯聚的信息統一接入系統和對前兩個系統覆蓋不到需要手動補充的手工錄入系統三個系統組成。

業務層應用

建設業務層應用,涵蓋智慧水務供水生產應用、供水經營應用與供水服務應用,覆蓋從源頭到龍頭全流程供水環節,主要包括:

生產應用:原水管理、水廠自動化應用(SCADA)、生產管理應用、水廠數字孿生應用、LIMS應用、泵站管理應用、二次供水管理應用、管網監測、全網綜合調度、水力模型、供水管網管理應用、管網應急決策管理、設備管理應用、數字化視頻監控等。

經營應用:外業工單管理應用、DMA應用、搶維修應用、管網養護應用、營銷類工單應用、抄表應用、營業收費管理應用、大用戶管理應用、報裝管理應用、表務管理應用等。

服務應用:服務熱線應用、網上營業廳、移動APP等。

城市水系是影響和制約城市發展的重要自然環境因素,智慧水務建設將推動我國由傳統水利向現代水利轉變,是未來實現水資源科學發展的新模式。將智慧水務應用到城市水系建設上,可以借助大數據技術、先進的計算機與通信技術來實現對水資源的及時、準確的數據監測,這也成為城市水資源信息管理的一種必然趨勢。這對水務管理信息系統的構建、減少水災害具有重大價值。

標簽:智慧水務  智慧城市  數字孿生  GIS地理信息  

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