翁巧龍 王梅芳 陳文杰 張耀

[摘 要]隨著智慧水務(wù)建設(shè)的不斷深入和發(fā)展，智慧水務(wù)指揮中心作為智慧水務(wù)建設(shè)的先行項目及主要硬件平臺，為綜合調(diào)度運營和應(yīng)急指揮提供一個良好的環(huán)境。以深圳市深水寶安水務(wù)集團有限公司智慧水務(wù)指揮中心為例，分別從功能定位、方案設(shè)計、建設(shè)內(nèi)容及實踐經(jīng)驗等方面進行闡述，并重點介紹大屏顯示、會務(wù)值守、安防及設(shè)備間配套等系統(tǒng)設(shè)計及建設(shè)。

[關(guān)鍵詞]智慧水務(wù);指揮中心;大屏顯示系統(tǒng);安防系統(tǒng)

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2020.02.034

[中圖分類號]F299.24;TP315[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194（2020）02-00-02

0? ? ?引 言

深圳市深水寶安水務(wù)集團有限公司（以下簡稱“深水寶安”）是集自來水生產(chǎn)及輸配、水務(wù)設(shè)施設(shè)計及建設(shè)等業(yè)務(wù)為一體的綜合水務(wù)服務(wù)商，總設(shè)計供水能力176萬噸/天，擁有分、子公司5家，水廠9座，服務(wù)人口約550萬人。隨著社會現(xiàn)代化進程的加速及信息技術(shù)的快速發(fā)展，深水寶安將智慧水務(wù)作為重點工作來建設(shè)。作為智慧水務(wù)建設(shè)總體方案的重要組成部分，深水寶安2018年正式啟動智慧水務(wù)指揮中心的建設(shè)工作，并在深圳市供水企業(yè)中第一次采用包括室內(nèi)小間距（1.27 mm點距）LED顯示屏、分布式控制架構(gòu)等先進技術(shù)。經(jīng)過半年緊張有序的建設(shè)實踐，深水寶安建成了包含綜合運營（調(diào)度）管理、應(yīng)急指揮等功能的業(yè)內(nèi)先進的智慧水務(wù)指揮中心。

1? ? ?功能定位與設(shè)計原則

1.1? ?功能定位

智慧水務(wù)指揮中心作為日常調(diào)度和應(yīng)急指揮的運營場所，主要用于綜合運營（調(diào)度）管理和應(yīng)急指揮。①綜合運營（調(diào)度）管理：將水廠生產(chǎn)、管網(wǎng)運行、客戶供水等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一集中展示、分析、協(xié)助調(diào)度管理人員及時了解數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)問題，下達調(diào)度指令。②應(yīng)急指揮：與上級單位或政府部門和各分、子公司進行遠程視頻會議，緊密聯(lián)系，各司其職，協(xié)調(diào)配合，統(tǒng)一指揮，共同完成應(yīng)急處置工作，最大限度地預(yù)防和減少突發(fā)公共事件及其造成的損壞，保障供水安全。

1.2? ?設(shè)計原則

1.2.1? ?整體規(guī)劃

在規(guī)劃和建設(shè)過程中，要以充分考慮項目的建設(shè)為目標，對智慧水務(wù)指揮中心功能、性能、軟硬件配置等進行整體規(guī)劃和統(tǒng)籌安排。同時，要考慮具體建設(shè)內(nèi)容的緊迫程度、復(fù)雜程度、建設(shè)資金和周期等因素，為后續(xù)項目建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

1.2.2? ?集約性

智慧水務(wù)指揮中心必須從功能、硬件配置等各個方面進行統(tǒng)籌規(guī)劃，以期最大限度地與原有系統(tǒng)兼容，以便充分利用前期建設(shè)成果，避免重復(fù)建設(shè)和資源浪費，實現(xiàn)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一使用。

1.2.3? ?高可靠性、高可用性

智慧水務(wù)指揮中心各種設(shè)備應(yīng)用大多數(shù)都是關(guān)鍵性應(yīng)用，因此對中心的可靠性要求很高，要求系統(tǒng)每年365天、每天24小時不停運行。指揮中心各種設(shè)備要求7×24小時的持續(xù)服務(wù)能力，因此在方案設(shè)計時，首先應(yīng)考慮選用穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品和技術(shù)，提供高可用服務(wù)。

1.2.4? ?先進性與成熟性相結(jié)合

為了保證智慧水務(wù)指揮中心的技術(shù)先進性以及可靠性，本項目使用的軟硬件設(shè)備以及維護設(shè)施，均需選擇技術(shù)先進的、有技術(shù)保障的、得到廣泛認可的可靠廠家的產(chǎn)品。

2? ? ?建設(shè)內(nèi)容與實施

智慧水務(wù)指揮中心建設(shè)主要分為大屏顯示系統(tǒng)、會務(wù)及值守系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、設(shè)備間配套系統(tǒng)4個部分。

2.1? ?大屏顯示系統(tǒng)

2.1.1? ?顯示大屏

智慧水務(wù)指揮中心要求每年365天、每天24小時不間斷監(jiān)控，調(diào)度值守人員需要根據(jù)可靠的顯示界面做出決策，下達調(diào)度指令，所以指揮中心對可視化的要求相當(dāng)苛刻。從安裝環(huán)境的限制，運行可靠性及綜合性能等方面分析比較：室內(nèi)小間距LED大屏顯示技術(shù)，相比傳統(tǒng)的DLP背投拼接技術(shù)與LCD液晶拼接等顯示技術(shù)，具有無縫拼接、色彩還原度高、易于維護、使用壽命長等優(yōu)勢，已經(jīng)在指揮、監(jiān)控、演播等多種顯示應(yīng)用領(lǐng)域得到應(yīng)用和推廣。結(jié)合實際需求，智慧水務(wù)指揮中心采用大屏顯示采用了高精度小間距（1.2 mm）的LED顯示大屏幕（21.83 m2，分辨率6 144×2 208），搭載基于人眼視覺特性的顯控技術(shù)，低灰畫面進行優(yōu)化，讓圖像顯示更加細膩。屏幕采用遠程直流供電技術(shù)，屏體無高壓交流電，消除觸電的可能，保障運維人員的人身安全，同時功耗更低、更節(jié)能。雙電源、雙信號冗余，接收卡、控制器物理雙備份，可保證信號穩(wěn)定傳輸。

2.1.2? ?顯示控制系統(tǒng)

顯示控制系統(tǒng)整體采用分布式視頻處理架構(gòu)。即每一個節(jié)點都是一個單獨的邏輯運算單元，無須配備中控設(shè)備，通過定制的控制軟件即可實現(xiàn)對所有設(shè)備的可視化操作。因為沒有中央處理主機，任何一個設(shè)備故障不會影響系統(tǒng)運行，同時設(shè)備更換無須關(guān)閉系統(tǒng)，實現(xiàn)快速修復(fù)。

2.1.3? ?定制控制軟件

智慧水務(wù)指揮中心的控制軟件是根據(jù)中心功能定位和操作人員的實際使用需求，基于長圖的分布式管理系統(tǒng)定制開發(fā)?？刂栖浖譃殡娔X端（C/S架構(gòu)）和移動端兩部分，具有以下功能。①大屏顯示系統(tǒng)控制功能：包括大屏開關(guān)操作、視頻信號預(yù)覽與切換、分屏顯示（支持四、九、十六分屏，跨屏，畫中畫功能）等。②會議系統(tǒng)控制功能：會議麥克風(fēng)升降、音頻信號切換、音量大小控制等。③環(huán)境控制功能：霧化玻璃、照明、窗簾控制等。④預(yù)案保存和調(diào)用功能：可以根據(jù)需要制定不同預(yù)案（值守模式、會議模式等），支持預(yù)案一鍵調(diào)用。

2.2? ?會務(wù)及值守系統(tǒng)

2.2.1? ?會務(wù)系統(tǒng)

作為日常調(diào)度和應(yīng)急指揮的場所，指揮中心必須滿足各種會議活動的要求。因此，需要配置會議發(fā)言、音響擴聲系統(tǒng)、會議桌椅、遠程視頻會議系統(tǒng)等。①會議發(fā)言、音響擴聲系統(tǒng)。由數(shù)字音頻處理器、時序器、功放、全數(shù)字嵌入式升降定向麥克風(fēng)、無線手持話筒、天花喇叭等設(shè)備組成。具體設(shè)備包括：1臺音頻矩陣、13臺定向麥克風(fēng)、4個無線手持話筒、一臺功放、10個天花喇叭。②會議桌椅。根據(jù)指揮中心的裝修風(fēng)格，配備13位座席的U型會議桌椅。材料采用高密度板基材、天然橡木皮飾面、表面環(huán)保油漆處理。椅子背面使用暖白色西皮，人體接觸面使用咖啡色黃牛皮。③遠程視頻會議系統(tǒng)（預(yù)留）。緊急情況下需要與上級單位、政府部門和各下屬單位進行遠程視頻會議，便于在突發(fā)事件情況下上線聯(lián)動指揮、處理。具體建設(shè)過程中，由于其他單位尚未制定統(tǒng)一的遠程視頻會議標準，所以預(yù)留必要的布線和空間。

2.2.2? ?值守系統(tǒng)

值守系統(tǒng)用于日常綜合運營及調(diào)度，由6臺調(diào)度操作工作站及操作臺椅組成。操作工作站根據(jù)業(yè)務(wù)需要，由4臺配備23.5英寸高清液晶顯示屏的雙屏工作站，及一臺配備28英寸4 k（3 840×2 160）高分辨率顯示屏工作站組成。操作臺椅根據(jù)業(yè)務(wù)需要配置5個座席，風(fēng)格和材質(zhì)與會議桌椅保持一致。

2.3? ?安防系統(tǒng)

2.3.1? ?門禁系統(tǒng)

門禁系統(tǒng)采用?？低暤娜四樧R別門禁考勤一體機，主要由門禁控制器一體機、電鎖、專用電源（12 V/3 A）、出門按鈕、通訊轉(zhuǎn)換器、管理工作站組成。支持人臉識別、指紋、IC卡、CPU卡等多種驗證方式，主要應(yīng)用于平安社區(qū)、企事業(yè)單位、政府大樓、金融網(wǎng)點、監(jiān)獄等室內(nèi)場所。

2.3.2? ?視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備由安裝在各辦公室及出入口等地安裝室內(nèi)外一體化球形攝像機組成，負責(zé)圖像和數(shù)據(jù)采集及信號處理，信號通過網(wǎng)絡(luò)交換機傳到網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機存儲，監(jiān)控中心通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)用和訪問視頻數(shù)據(jù)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)以IP網(wǎng)絡(luò)作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)流承載平臺。

2.4? ?設(shè)備間配套系統(tǒng)

按照設(shè)備要求，屏體內(nèi)維修寬度空間為3.0 m，維修間的密封、防塵、防雨水、防潮排水、防鼠或其他動物破壞、防盜和與連接系統(tǒng)管線的安裝配合等，整個屏體與維護空間安裝牢固，裝飾美觀太方，符合裝修的相關(guān)規(guī)范和規(guī)定。散熱、除塵是確保電子屏長期穩(wěn)定工作的重要設(shè)計項目。降溫散熱，即控制屏內(nèi)熱量，以保持屏內(nèi)空氣溫度與器件工作溫度處于正常的要求范圍。同時采用屏內(nèi)防塵、防濕與防腐等措施，保持屏內(nèi)潔凈。防靜電地板采用全鋼無邊600 mm×600 mm×35 mm。鋪設(shè)前應(yīng)保持地面平整、干燥、無灰塵。同時保證地板下方鋪設(shè)的線槽、線管、電纜等管道及空調(diào)系統(tǒng)已施工完成。確保安裝固定基座完工，基座高度跟防靜電地板表面高度一致。防靜電地板距離地板高度為150 mm。

2.4.1? ?配電系統(tǒng)（含UPS）

配電系統(tǒng)為設(shè)備運行提供電力，為了方便使用，進一步提高系統(tǒng)的智能化管理和動力電源的集成度與穩(wěn)定性，配電系統(tǒng)采用PLC控制、顯示屏智能上電等技術(shù)，可實現(xiàn)對LED顯示屏等設(shè)備遠程有線控制上電，實現(xiàn)定時開關(guān)屏體，方便使用。此外，屏體采用“分步加電”的上電方式，既要避免大負載對電網(wǎng)瞬間的沖擊，又要有效地保護顯示屏體的工作元件，延長屏體的使用壽命。配電設(shè)計采用三相配平衡方案，保證零線漏電流為零，要求提供的兩組電源均采用三相五線制供電，保護地線對大地的電阻小于4 Ω。另外需要使用一個獨立于保護地的信號地，供網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和集散控制系統(tǒng)使用。為了提高系統(tǒng)的可靠性，大屏顯示系統(tǒng)及操作工作站接入UPS供電設(shè)備。設(shè)備間內(nèi)部署1套30 kVA的UPS配電系統(tǒng)（CASTLE 3C3 Pro，山特），配置32塊松下蓄電池12 V-100 AH。

2.4.2? ?精密空調(diào)

根據(jù)《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》（GB 50174-93），為保證機房內(nèi)設(shè)備能夠安全、可靠運行，需要提供一個符合其運行標準要求的環(huán)境，對制冷、制熱、加濕、去濕、濾塵提出了嚴格的標準要求。為滿足要求，設(shè)備間安裝一臺艾默生DME12MCP5精密空調(diào)。

2.4.3? ?氣體消防

由于系統(tǒng)設(shè)備對消防的特殊要求，設(shè)備間滅火系統(tǒng)禁止采用水、泡沫及粉末滅火劑，適宜采用氣體滅火系統(tǒng)。因此，設(shè)備間配置一套七氟丙烷自動滅火系統(tǒng)（HFC-227ea），由火災(zāi)探測器、自動報警控制器、固定滅火裝置、滅火輸送管道和噴嘴等組成。

3? ? ?結(jié) 語

深水寶安智慧水務(wù)指揮中心作為智慧水務(wù)建設(shè)先行項目及主要硬件平臺，在堅持整體規(guī)劃、高集約性、高可靠性與高可用性、先進性與成熟性相結(jié)合等設(shè)計原則指導(dǎo)下，以為綜合運營調(diào)度和應(yīng)急指揮提供場所為目標，以大屏顯示系統(tǒng)、會務(wù)及值守系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、設(shè)備間配套系統(tǒng)為重點，以室內(nèi)小間距LED顯示、分布式控制等先進技術(shù)為依托，為全流程監(jiān)控、供水調(diào)度、協(xié)同指揮提供支撐，為智慧水務(wù)指揮中心建設(shè)提供技術(shù)示范。