屠佳佳，劉 鋒，沈海標(biāo)，翁 敏，余江遠(yuǎn)，馬 躍，陸乙君

（1.杭州定川信息技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310020；2.浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020；3.余姚市水利局，浙江 余姚 315400）

農(nóng)村飲用水安全監(jiān)測系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

屠佳佳1，劉 鋒2，沈海標(biāo)3，翁 敏1，余江遠(yuǎn)1，馬 躍1，陸乙君1

（1.杭州定川信息技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310020；2.浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020；3.余姚市水利局，浙江 余姚 315400）

為了解決農(nóng)村飲用水管理難的問題，根據(jù)農(nóng)村供水站的現(xiàn)場環(huán)境、配套設(shè)施以及管理需求，研究開發(fā)了一套農(nóng)村飲用水安全監(jiān)測系統(tǒng)。利用信息化手段采集供水站的日常運行情況，并將數(shù)據(jù)實時上傳至監(jiān)控中心服務(wù)器，利用農(nóng)村飲用水管理平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示、統(tǒng)計、導(dǎo)出等。在浙江省余姚市進(jìn)行了大量試點，監(jiān)測系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，管理效率提高。

農(nóng)村飲用水；監(jiān)測系統(tǒng)；余姚市

1 問題的提出

農(nóng)村飲用水作為農(nóng)村百姓的日常用水，在農(nóng)村生活中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。浙江省的農(nóng)村飲用水主要利用山塘、小水庫為水源地，將原水輸送至農(nóng)村供水站，供水站配置消毒、過濾、儲水等設(shè)施，經(jīng)過供水站處理后的水再通過管道輸送至老百姓家中。大部分農(nóng)村供水站內(nèi)未配置水質(zhì)在線監(jiān)測設(shè)備，無法直接監(jiān)測水質(zhì)，主要依靠各供水站管理員按照規(guī)定進(jìn)行消毒、反沖等操作來保證水質(zhì)，相關(guān)部門定期進(jìn)行水質(zhì)抽查與檢驗。

目前，浙江省農(nóng)村飲用水站數(shù)量較多、地域分散、位置偏僻，絕大部分仍處于單純的人力監(jiān)督管理階段，由于供水站管理員工資低、服務(wù)意識不強，存在不規(guī)范操作等現(xiàn)象，管理難度大、效率低，很難做到全面管理以及保證水質(zhì)安全[1]。

2 監(jiān)測系統(tǒng)的原理

農(nóng)村供水站作為農(nóng)村飲用水安全工程的關(guān)鍵組成部分，對其日常運行情況進(jìn)行監(jiān)測管理尤為重要。以浙江省余姚市為例，農(nóng)村供水站內(nèi)部配置有消毒室、過濾室、儲水罐。消毒室放置消毒設(shè)備對原水進(jìn)行消毒，過濾室放置過濾設(shè)備對消毒后的水進(jìn)行過濾，將消毒過濾后的水存儲至儲水罐，供老百姓使用。因此對消毒、過濾、反沖狀況的監(jiān)測十分重要。

消毒設(shè)備分為電動和緩釋2種。電動消毒柜利用消毒泵加藥，當(dāng)加藥正常時，消毒泵正常運行，當(dāng)藥水加完或者沒有藥水開啟消毒泵時，消毒泵產(chǎn)生報警并在運行5 s后自動關(guān)閉，因此，監(jiān)測消毒泵運行情況即可掌握消毒情況；緩釋消毒柜依靠手動開關(guān)加藥，在緩釋消毒柜的出口安裝加藥監(jiān)測開關(guān)即可掌握消毒情況。

過濾設(shè)備采用砂石過濾網(wǎng)或者纖維過濾網(wǎng)的過濾罐，當(dāng)過濾網(wǎng)上的過濾物增加到一定程度時必須清洗，否則會嚴(yán)重影響過濾效果與輸送水量。過濾罐依靠反沖清洗，反沖時排污管產(chǎn)生水流，因此，在排污管上安裝水流監(jiān)測開關(guān)即可掌握反沖情況。

根據(jù)農(nóng)村供水站的日常管理需求，在供水站內(nèi)部設(shè)置人員考勤與圖像抓拍功能，用來監(jiān)測管理人員是否按時到供水站考勤以及是否按照規(guī)定操作。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

農(nóng)村飲用水安全監(jiān)測系統(tǒng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層組成。感知層包括考勤按鈕、攝像機(jī)、過濾罐、消毒柜、數(shù)據(jù)采集終端、設(shè)備監(jiān)測單元等；網(wǎng)絡(luò)層由GPRS/CDMA公網(wǎng)和Internet組成；應(yīng)用層的核心是軟件平臺，包括人員考勤、設(shè)備監(jiān)測、統(tǒng)計報表、短信提醒、地圖瀏覽、系統(tǒng)設(shè)置等。數(shù)據(jù)采集終端采集考勤信號、消毒柜消毒、過濾罐反沖信號和圖像數(shù)據(jù)后，利用無線傳輸模塊，通過網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心服務(wù)器端，利用軟件平臺顯示各項數(shù)據(jù)，并可形成報表進(jìn)行打印。上級主管部門可以通過Web網(wǎng)絡(luò)訪問軟件平臺，進(jìn)行實時數(shù)據(jù)查詢與人員的監(jiān)督管理[2]。

3.1 硬件設(shè)備

數(shù)據(jù)采集終端作為本系統(tǒng)的核心硬件設(shè)備，采用無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。該設(shè)備擁有多個開關(guān)量輸入輸出端口、485端口、232端口、4 ～ 20 mA端口等，功能完善，性能穩(wěn)定，能夠很好地滿足農(nóng)村供水站的工作環(huán)境要求、應(yīng)用功能要求以及未來功能擴(kuò)展需求。數(shù)據(jù)采集終端一方面采集考勤信號、消毒信號、反沖信號與圖像數(shù)據(jù)，另一面將采集到的這些數(shù)據(jù)實時上傳至監(jiān)控中心服務(wù)器，同時又將視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)置SD卡中，在系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的橋梁作用與數(shù)據(jù)本地存儲作用。

3.2 軟件平臺

軟件平臺主要由人員考勤、設(shè)備監(jiān)測、統(tǒng)計報表、短信提醒、地圖瀏覽、系統(tǒng)設(shè)置等模塊構(gòu)成，界面簡潔易操作，軟件平臺首頁見圖1。

圖1 軟件平臺首頁圖

人員考勤以日歷方式顯示，顯示內(nèi)容為：第一行“巡查人：XXX”，第二行根據(jù)有無考勤信號顯示，有考勤信號時，顯示“考勤時間：幾時幾分”，沒有考勤信號時顯示“未巡查”。點擊有考勤信號的日歷模塊，能夠顯示抓拍的圖像，可以查看是否是管理員本人進(jìn)行操作。人員考勤界面見圖。

設(shè)備監(jiān)測同樣以日歷方式顯示，有消毒、反沖信號時，顯示內(nèi)容為：第一行“消毒時間”，第二行“幾小時幾分鐘”，第三行“反沖時間”，第四行“幾時幾分 — 幾時幾分”，沒有消毒、反沖信號時，顯示“未消毒”“未反沖”。 設(shè)備監(jiān)測界面見圖2。

圖2 設(shè)備監(jiān)測界面圖

統(tǒng)計報表分為單站統(tǒng)計與綜合統(tǒng)計，支持?jǐn)?shù)據(jù)的導(dǎo)出與打印，方便農(nóng)村供水站的數(shù)據(jù)查看與整理。單站統(tǒng)計包含基本情況、考勤、消毒、反沖等模塊，可以查看該站點管理員各月的考勤次數(shù)，消毒柜每天的消毒時長，過濾罐每天的反沖情況，以及操作是否合格等。綜合統(tǒng)計主要以列表形式顯示所有站點的人員考勤、消毒、反沖的次數(shù)，簡潔明了，能夠為農(nóng)村供水站管理員的月度、季度、年度考核提供依據(jù)。單站統(tǒng)計界面見圖3，綜合統(tǒng)計界面見圖4。

圖3 單站統(tǒng)計界面圖

圖4 綜合統(tǒng)計界面圖

短信提醒包含短信發(fā)送與短信查詢。當(dāng)管理員未按要求及時到供水站工作時，軟件平臺自動發(fā)送短信提醒管理員，同時發(fā)送給上級，上報未按時到崗的管理員名單，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)督管理。

地圖瀏覽模塊將所有已安裝數(shù)據(jù)采集終端的供水站顯示在同一地圖界面中，各站點均通過GPS定位，使上級管理人員能夠掌握各個站點的準(zhǔn)確位置，點擊地圖上的站點可以查看該站點的相關(guān)信息，包括供水站基本情況、人員考勤、設(shè)備監(jiān)測等。地圖瀏覽界面見圖5。

圖5 地圖瀏覽界面圖

系統(tǒng)設(shè)置主要包括賬戶管理、供水站管理、巡查人員管理3部分。賬戶管理實現(xiàn)對網(wǎng)站登錄用戶的管理，可以編輯、刪除、新增網(wǎng)站用戶以及權(quán)限管理。供水站管理實現(xiàn)供水站名稱、所在地、巡查人、備注等信息的更新維護(hù)。巡查人員管理實現(xiàn)對供水點具體巡查人員的管理，包括巡查人員姓名、聯(lián)系方式、所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)村、職位等信息。

4 結(jié) 語

系統(tǒng)充分考慮省內(nèi)農(nóng)村飲用水管理的實際情況與管理需求，功能完善且經(jīng)濟(jì)投入較少，可作為農(nóng)村飲用水信息化管理的解決方案。系統(tǒng)研究完成后，于2015年在浙江省余姚市進(jìn)行了一期24個農(nóng)村供水站點的建設(shè)，試運行結(jié)束后，又增建了二期26個站點，除個別站點因移動信號不穩(wěn)定導(dǎo)致中斷外，目前系統(tǒng)運行基本正常。

系統(tǒng)部署后實現(xiàn)了農(nóng)村供水站日常運行情況的實時監(jiān)測，提高了農(nóng)村供水站的管理效率，同時降低了管理難度，在很大程度上保證了農(nóng)村飲用水的水質(zhì)安全。如果條件允許，完善水源地與用戶端的監(jiān)測將更好地實現(xiàn)農(nóng)村飲用水的全面管理。

[1] 王鄧紅，殷芳芳，沈海標(biāo).余姚市山區(qū)農(nóng)村飲水安全提升工程調(diào)研與分析[J].中國水利，2015(3)：46 - 47.

[2] 吳靜，郝曉偉，楊才杰.農(nóng)村飲用水在線監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J].浙江水利科技，2013(3)：1 - 3.

（責(zé)任編輯 郎忘憂）

Research and Application of Monitoring System for Rural Drinking Water

TU Jia - Jia1，LIU Feng2，SHEN Hai - biao3，Weng Min1，YU Jiang - yuan1，MA Yue1，LU Y - jun1
(1.Hangzhou Dingchuan Information Technology Co. Ltd., Hangzhou 310020，Zhejiang，China；2.Zhejiang Institute of Hydraulics and Estuary，Hangzhou 310020，Zhejiang，China；3.Yuyao Bureau of Water Resources，Yuyao 315400，Zhejiang，China)

In order to solve the dif fi culty of rural drinking water management，a rural drinking water safety monitoring system was studied according to the scene environment，facilities and management requirements of rural tank stations. Collecting the daily operation of tank stations by informationization means，the system uploads the real - time data to the monitoring center server through internal wireless transmission module, and fi nally uses the management platform of rural drinking water for data display，statistics，export，and printing. A large number of pilots were conducted in Yuyao of Zhejiang，the results show that the monitoring system operated stably and reliably，and greatly improved the management ef fi ciency.

rural drinking water； monitoring system；Yuyao City

TP277

：A

：1008 - 701X(2017)01 - 0077 - 03

10.13641/j.cnki.33 - 1162/tv.2017.01.024

2016-09-30

浙江省水利科技計劃項目(RC1555)。

屠佳佳(1987 - )，男，工程師，碩士，主要從事水利信息化自動化研究與應(yīng)用。E - mail：497113038@qq.com