文/吳天飛

根據(jù)上級部門對諸暨市農(nóng)村生活污水治理設施運維年度考核要求，在線監(jiān)控設備按照紹興市建設局26 號文件“對設計日處理量30噸、受益農(nóng)戶100 戶以上和位于水環(huán)境功能較高區(qū)域的農(nóng)村生活污水治理設施且穩(wěn)定連續(xù)排放廢水的，要安裝處理水量計量和運行狀況監(jiān)控系統(tǒng)，并及時傳輸監(jiān)控信息，監(jiān)控探頭需覆蓋終端建設區(qū)域并能夠清晰反映出水水量大小及水質(zhì)狀況。

通過網(wǎng)絡采集各個農(nóng)村生活污水治理設施的運行工況，在線實時監(jiān)測各站點電泵電流和污水流量等指標變化情況并計算累計流量，并上傳至監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫，在監(jiān)控中心可以查詢各站點的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，生成統(tǒng)計報表，給決策部門提供參考數(shù)據(jù)。同時按照浙江省農(nóng)村生活污水治理設施運維監(jiān)管服務縣分平臺接口規(guī)范，將諸暨市各站點在線監(jiān)控數(shù)據(jù)和在線監(jiān)控圖片同步到浙江省運維監(jiān)管平臺。

為保證設備能夠安全穩(wěn)定運行，使其充分發(fā)揮作用，實時監(jiān)測設備的運行狀態(tài)和自動檢測設備故障狀況，并結合對采集數(shù)據(jù)進行智能化分析，在設備故障產(chǎn)生初期，給出準確的、快速的診斷結果，為檢修和運行人員爭取更多的故障處理時間與主動性，提高監(jiān)控設備的可靠性，降低維修成本，減少經(jīng)濟損失。

1 系統(tǒng)架構設計

本系統(tǒng)前端站點系統(tǒng)包括網(wǎng)絡彩色攝像機、攝像機補光燈、檢測模塊、控制模塊、電流互感器、485 總線和現(xiàn)場單片機，檢測模塊通過電流互感器與泵電源線連接，通過電流數(shù)據(jù)檢測泵的工況，控制模塊與紅外補光燈連接，控制補光燈的打開和關閉，檢測模塊、控制模塊和流量計通過485 總線與單片機連接，單片機和網(wǎng)絡彩色攝像機通過環(huán)保專網(wǎng)接入環(huán)保局監(jiān)控中心。環(huán)保局監(jiān)控中心包括監(jiān)控主機、交換機、磁盤陣列和查詢終端，監(jiān)控中心平臺軟件和數(shù)據(jù)部署在監(jiān)控主機上，查詢終端供維護人員操作和查詢。通過浙江省農(nóng)村生活污水治理設施運維監(jiān)管服務縣分平臺接口，及時下載數(shù)據(jù)字典、巡檢模板和設施信息等基礎信息，通過增量同步方式上傳運維信息和在線監(jiān)控圖片。如圖1所示。

2 軟件功能設計

2.1 主界面功能

顯示監(jiān)控區(qū)域行政地圖，可對地圖進行放大、縮小、拖動等基礎操作功能。地圖標識各站點地理位置和名稱，站點不同網(wǎng)絡狀態(tài)以不同顏色標注顯示。單擊站點可顯示泵的運行狀態(tài)和流量計的實時流量數(shù)據(jù)以及所在站點攝像機數(shù)量和名稱，鼠標選擇攝像機圖標可顯示實時視頻或查看錄像。

2.2 基礎數(shù)據(jù)管理

基礎數(shù)據(jù)管理主要包括區(qū)域管理和站點管理。區(qū)域是指不同的管理地域，是為了管理方便把不同的站點分到對應的區(qū)域里，一般指不同的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。站點是指安裝了農(nóng)村生活污水治理設施的地點，它有一套完整設備組成，歸屬于不同的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

圖1

2.3 在線監(jiān)控功能

在線實時監(jiān)測污水液位、污水流量、水泵電流等變化情況。對污水液位、污水流量、水泵電流設置閥值，與視頻監(jiān)控聯(lián)動，超過閥值觸發(fā)視頻事件錄像。

2.4 視頻監(jiān)控功能

在終端建設區(qū)域和污水排水口安裝高清攝像頭，實時記錄站點設施運行情況和排放口排放過程，具備實時視頻監(jiān)控、攝像機云鏡控制、錄像檢索回放、錄像備份下載和定時抓拍等基礎功能，同時具備電子地圖，支持在線實時監(jiān)測系統(tǒng)互動功能，接收和處理報警，控制解碼上電視墻等高級應用。

2.5 數(shù)據(jù)查詢及報表功能

可隨意統(tǒng)計查詢?nèi)我鈺r間段內(nèi)的監(jiān)控指標數(shù)據(jù)，可查詢?nèi)魏螘r間點的系統(tǒng)預警信息和設備故障報警信息，以報表格式打印。可實現(xiàn)遠程查詢和打印。

2.6 報警功能

可預設報警閥值，監(jiān)控平臺以彈出界面等方式顯示實時系統(tǒng)報警信息和設備故障報警信息，根據(jù)報警閥值，觸發(fā)事件錄像，可對報警信息進行確認或說明處置情況。支持聲光報警、短信報警和電話語音報警等多種形式報警形式。

2.7 省級平臺對接功能

通過浙江省農(nóng)村生活污水治理設施運維監(jiān)管服務縣分平臺接口，下載數(shù)據(jù)字典、巡檢模板和設施信息等基礎信息，通過增量同步方式上傳運維信息和在線監(jiān)控圖片。

3 浙江省農(nóng)村生活污水治理設施運維監(jiān)管服務縣分平臺接口

浙江省農(nóng)村生活污水治理設施運維監(jiān)管服務縣分平臺接口規(guī)范為符合數(shù)據(jù)同步條件的企業(yè)平臺開放服務，提供統(tǒng)一的HTTP 接口調(diào)用與交互規(guī)范，僅適用于由企業(yè)服務器端發(fā)起調(diào)用請求，包括POST 提交數(shù)據(jù)以及GET 請求數(shù)據(jù)。接口上傳的數(shù)據(jù)包括以下內(nèi)容：培訓記錄、水質(zhì)檢測記錄、設施巡檢記錄、設施故障信息、清掏記錄、終端水質(zhì)監(jiān)測記錄、運維企業(yè)人員信息、運維企業(yè)設備信息、運維設備區(qū)域信息、運維化驗室信息、運維合同信息、運維區(qū)域信息和在線監(jiān)控圖片。接口下載的數(shù)據(jù)包括以下內(nèi)容：數(shù)據(jù)字典、巡檢模板和設施信息。

4 故障檢測分析

根據(jù)視頻廠商提供的二次開發(fā)接口開發(fā)的程序?qū)η岸藬z像機和中心磁盤陣列設備進行檢測，應用各站點下位機自動檢測接入的傳感器和通信線路故障，并結合上位機對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行智能化分析，發(fā)現(xiàn)超標或異常進行預警。各種故障預警信息在軟件主界面電子地圖上標注顯示，并以短信等多種報警形式向運維人員進行報警，自動統(tǒng)計設備出現(xiàn)故障的種類和頻率，并對故障數(shù)據(jù)進行故障趨勢分析和故障占比分析。

4.1 前端攝像機設備

檢測設備的在線、離線情況；自動檢測線路信號衰減情況，根據(jù)攝像機的數(shù)據(jù)流偏離正常流量值定性判斷通訊信號衰減程度；自動檢測前端設備正常工況下的數(shù)據(jù)流量，對數(shù)據(jù)流量偏小的予以提示；自動檢測圖像預覽失敗情況，判斷預覽失敗原因；自動檢測視頻信號丟失的異常情況；自動識別設備硬件錯誤的識別碼，判斷設備硬件運行情況；自動檢測圖像模糊、亮度異常、對比度異常、飽和度異常、色調(diào)異常等圖像失真情況。

4.2 中心磁盤陣列設備

自動檢測設備的在線、離線情況；自動檢測磁盤陣列宕機情況；自動檢測登陸磁盤陣列失敗情況，判斷登陸失敗原因；自動檢測硬件異常情況，包括Flash 卡異常、硬Raid 錯誤、通道盤丟失、磁盤Smart 異常、CPU 異常、風扇異常等；檢查配置錯誤信息和檢查單個監(jiān)控點的存儲空間是否有重復；檢查錄像文件的保留天數(shù)，未達到設定值將觸發(fā)報警。

4.3 其它設備

下位機自動檢測自動檢測接入的傳感器和線路故障，自動檢測傳感器在線、離線情況，自動檢測傳感器信號衰減程度，自動檢測傳感器異常狀況，自動檢測線路故障，對檢測的故障實時發(fā)送至上位機。上位機檢測下位機的在線、離線情況，若下位機因停電等原因關機時，系統(tǒng)將循環(huán)執(zhí)行遠程喚醒直至其開機。實時接收下位機發(fā)送的故障信息，并結合運維記錄對采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行智能化分析，一旦發(fā)現(xiàn)超標或異常進行預警。各種故障預警信息在軟件主界面電子地圖上定位并顯示故障信息，能以短信和語音電話等多種報警形式向運維人員進行報警。自動統(tǒng)計設備出現(xiàn)故障的種類和頻率，并對故障數(shù)據(jù)進行故障趨勢分析和故障占比分析。

5 結束語

農(nóng)村生活污水治理設施在線監(jiān)控系統(tǒng)就是利用傳感器技術、視頻監(jiān)控技術、GIS 技術、單片機技術和故障檢測等核心技術于一體的智慧監(jiān)管系統(tǒng)，本系統(tǒng)將電子地圖、視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理、故障分析、預警功能和運維功能于一體，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)顯示直觀、預警準確和運維及時等功能。系統(tǒng)根據(jù)視頻廠商提供的二次開發(fā)接口開發(fā)的程序?qū)η岸藬z像機和中心磁盤陣列設備進行檢測，應用各站點下位機自動檢測接入的傳感器和通信線路故障，并結合上位機對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行智能化分析，保證了運維的及時性和效率。通過浙江省農(nóng)村生活污水治理設施運維監(jiān)管服務縣分平臺接口，及時下載數(shù)據(jù)字典、巡檢模板和設施信息等基礎信息，通過增量同步方式上傳運維信息和在線監(jiān)控圖片。實踐證明，農(nóng)村生活污水治理設施在線監(jiān)控和故障分析為污水治理設施的長效運行和有效監(jiān)管提供了技術支持，并降低了運維和監(jiān)管的成本，提高了運維和監(jiān)管的效率，有利于政府行政管理部門的有效監(jiān)督和長效管理，具有良好的發(fā)展前景。