徐廷云

(天津市濱海新區(qū)大港節(jié)約用水事務(wù)管理中心，天津 300270)

1 系統(tǒng)建設(shè)背景

以濱海新區(qū)大港為例，大港區(qū)域總面積1113.93km2，位于濱海新區(qū)南部，東臨渤海，西與靜海縣接壤，南與河北省黃驊市為鄰，北與津南、西青兩區(qū)交界，境內(nèi)有行洪河道3條，即子牙新河、獨(dú)流減河、馬廠減河(上段)，一、二級(jí)河流11條。區(qū)內(nèi)以平原為主，中部有大港水庫(kù)，陸地呈環(huán)狀分布在水庫(kù)四周。地勢(shì)平坦，高差不大，平均海拔為2m(大沽高程)。區(qū)域內(nèi)有海河等一、二級(jí)河流11條。

隨著濱海新區(qū)被確定為中國(guó)北方經(jīng)濟(jì)中心，大港區(qū)域被確定為化工中心，以及百萬(wàn)噸乙烯、千萬(wàn)噸石油等一批重大項(xiàng)目的實(shí)施，同時(shí)大港區(qū)域供水具有多部門獨(dú)立管轄、多水源、多水廠、多獨(dú)立管網(wǎng)、多樹(shù)狀管網(wǎng)的“五多”特點(diǎn)，保障供水的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性已成為居民正常生活和企業(yè)正常運(yùn)行的根本要求。

為保證城市供水工作的科學(xué)性，利用遙測(cè)、通信及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)中間件、MIS平臺(tái)、GIS平臺(tái)、三維運(yùn)行平臺(tái)、BI分析平臺(tái)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表平臺(tái)等多種技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)供水信息的采集、傳輸、處理、存儲(chǔ)、管理、服務(wù)、應(yīng)用和決策支持，支撐供水各項(xiàng)業(yè)務(wù)組織和應(yīng)用，從而達(dá)到保障供水質(zhì)量，提高供水管理工作可靠性的目的。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

“城市供水信息管理系統(tǒng)”是以提高供水管理能力、保障供水安全為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)將各類傳感器設(shè)備連接起來(lái)，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)對(duì)各類感知的信息數(shù)據(jù)按照業(yè)務(wù)需求和安全權(quán)限進(jìn)行智能化的處理和分析，即把各類數(shù)據(jù)群按照資源目錄進(jìn)行歸類、清洗、抽取，形成數(shù)據(jù)中心，進(jìn)而建設(shè)基于數(shù)據(jù)中心的城市供水信息管理系統(tǒng)平臺(tái)［1］。

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

基于SOA(面向?qū)ο蟮姆?wù))思想提出城市供水信息管理系統(tǒng)平臺(tái)總體架構(gòu)，見(jiàn)圖1。從下至上在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、安全保障下，分為五層架構(gòu)設(shè)計(jì)，即:信息采集與傳輸、數(shù)據(jù)中心、技術(shù)支撐平臺(tái)、通用工具集、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái);各層都以服務(wù)的方式接入企業(yè)服務(wù)總線，實(shí)現(xiàn)靈活構(gòu)建、可拆可合［2］。

2.2 系統(tǒng)功能介紹

2.2.1信息監(jiān)控系統(tǒng)

以GIS為平臺(tái)，以簡(jiǎn)潔鮮明的圖、文、聲、像等方式對(duì)城市供水企業(yè)的各供水關(guān)鍵點(diǎn)的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)(壓力、流量、pH值、濁度、余氯、水溫、機(jī)柜狀態(tài))進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析和報(bào)警處理，當(dāng)實(shí)時(shí)信息出現(xiàn)超警戒值或超設(shè)計(jì)值時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)以紅燈閃爍和聲音等形式進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，提示工作人員采取應(yīng)對(duì)措施。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

以MIS為平臺(tái)，以簡(jiǎn)潔、明了的圖表方式，方便快捷地查詢各類實(shí)時(shí)的和歷史的壓力、流量、pH值、濁度、余氯、水溫、機(jī)柜狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息，并可以根據(jù)各種情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，便于工作人員實(shí)時(shí)了解數(shù)據(jù)信息演進(jìn)變化情況，見(jiàn)圖2。

2.2.2 綜合分析系統(tǒng)

運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)構(gòu)建以支持多層次數(shù)據(jù)應(yīng)用的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心［3］，以BI分析為平臺(tái)，對(duì)水源、供水、用水的供水管理業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行不同類型、不同維度的綜合分析和評(píng)價(jià)，為領(lǐng)導(dǎo)相關(guān)決策提供數(shù)據(jù)分析支持。

供水量分析:按照年、月、供水類型等不同維度對(duì)區(qū)域供水情況進(jìn)行分析，對(duì)于分析結(jié)果以比例圖的方式展示出來(lái)，可以一目了然的看到當(dāng)年每個(gè)供水水源、供水系統(tǒng)、供水企業(yè)的供水比例情況。

區(qū)域綜合分析:采用水源、供水、用水多維度結(jié)合的方式，對(duì)區(qū)域的整體供水情況進(jìn)行分析。

水質(zhì)分析:采用報(bào)表的方式，對(duì)水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)于各供水企業(yè)的水質(zhì)超標(biāo)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.2.3 日常管理系統(tǒng)

以MIS為平臺(tái)，管理各類供水基礎(chǔ)信息、預(yù)案信息以及水質(zhì)檢查文件信息，并將信息以圖、文等方式進(jìn)行展示，為供水管理提供全面、詳細(xì)、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)信息。

2.3 系統(tǒng)特點(diǎn)

圖2 信息監(jiān)控圖

(1)面向SOA的系統(tǒng)架構(gòu)。SOA是基于開(kāi)放的Internet標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議、支持對(duì)應(yīng)用程序或應(yīng)用程序組件進(jìn)行描述、發(fā)布、發(fā)現(xiàn)和使用的一種應(yīng)用架構(gòu)。SOA支持將可重用的數(shù)據(jù)應(yīng)用作為應(yīng)用服務(wù)或功能進(jìn)行單獨(dú)開(kāi)發(fā)集成，并可以在需要時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)這些服務(wù)或功能。通過(guò)SOA，開(kāi)發(fā)者可以對(duì)不同的服務(wù)或功能進(jìn)行組合以完成一系列的業(yè)務(wù)邏輯與展現(xiàn)，最終可讓用戶像使用本地桌面業(yè)務(wù)組件一樣方便地調(diào)用服務(wù)或功能等各種資源。

(2)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用統(tǒng)一信息建模技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，由于感知設(shè)備廠家的不同導(dǎo)致感知數(shù)據(jù)模型各異，所以統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型和規(guī)范傳感服務(wù)至關(guān)重要。統(tǒng)一信息建模技術(shù)包括研究管理感知信息和感知設(shè)備信息的服務(wù)機(jī)制和研究支持條件過(guò)濾功能和數(shù)據(jù)單位轉(zhuǎn)換功能的傳感器告警機(jī)制，以解決信息建模不統(tǒng)一、應(yīng)用服務(wù)不規(guī)范導(dǎo)致的信息孤立、復(fù)用度低等問(wèn)題。

(3)集水網(wǎng)關(guān)鍵點(diǎn)監(jiān)控、圖形定位和可視化于一體的信息服務(wù)。為支撐含水網(wǎng)監(jiān)控、圖形定位和可視化在內(nèi)的水網(wǎng)多樣性應(yīng)用，需要對(duì)水網(wǎng)各類任務(wù)進(jìn)行抽象分析和分解，形成“原子”級(jí)任務(wù)，并實(shí)現(xiàn)各類任務(wù)的協(xié)同工作。由于智能水網(wǎng)應(yīng)用多種多樣，數(shù)據(jù)類型各異，業(yè)務(wù)架構(gòu)也不盡相同，抽取各類業(yè)務(wù)的共性，并規(guī)劃各類任務(wù)部署是本項(xiàng)目的一個(gè)關(guān)鍵。

3 城市供水信息管理系統(tǒng)在區(qū)域供水管理的應(yīng)用

城市供水信息管理系統(tǒng)的建設(shè)為大港區(qū)域供水管理提供了切實(shí)可行的依據(jù)，對(duì)徹底解決大港供水安全問(wèn)題，推動(dòng)大港區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展有較大的實(shí)用價(jià)值。

3.1 保障供水安全

系統(tǒng)已經(jīng)成為區(qū)域城市安全供水保障體系的重要組成部分。系統(tǒng)從供水水源和水廠運(yùn)行環(huán)節(jié)予以充分考慮，從水質(zhì)、水壓合格和水量滿足需求及水源保證等幾個(gè)方面加強(qiáng)了供水安全保障需要。

3.2 提高供水管理水平

系統(tǒng)從提高城市供水管理水平，從使城市供水滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的需要，保障城市居民每時(shí)每刻都能用上健康的生活飲用水。對(duì)于人民群眾的生活質(zhì)量和促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的全面發(fā)展具有重要作用。

3.3 改善供水服務(wù)

系統(tǒng)在提高水質(zhì)、保證水量、水壓合格等安全供水的同時(shí)，著眼于提高服務(wù)意識(shí)，充分體現(xiàn)“以人為本”的服務(wù)理念，實(shí)現(xiàn)供水服務(wù)的人性化、智能化和現(xiàn)代化，提升整個(gè)供水行業(yè)的服務(wù)水平。

4 結(jié)語(yǔ)

利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算平臺(tái)，建設(shè)城市供水信息管理系統(tǒng)，采集供水關(guān)鍵點(diǎn)的流量、壓力、水質(zhì)等數(shù)據(jù)，在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行信息通訊，實(shí)施對(duì)水廠和供水管網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)采集數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)、匯總和統(tǒng)計(jì)分析，直觀了解整個(gè)供水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)供水故障，保障供水質(zhì)量，提高供水效率，達(dá)到保障供水安全、提升供水管理水平、改善供水服務(wù)的目的。

［1］張基溫，王一平．信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)案例(第1輯)［M］．北京:清華大學(xué)出版社，1999．

［2］牛力．政務(wù)信息資源“云服務(wù)”整合模式研究［J］．情報(bào)雜志，2012，32(1):160-163．

［3］莊嘉．美國(guó)云計(jì)算發(fā)展戰(zhàn)略［J］．全球科技經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，2012，27(5):26-32．