魏聞天

(遼寧省水資源管理集團有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110000)

1 項目概況

遼寧省水資源管理集團所屬的供水公司用水戶分布在全省各地，為提升集團公司對下屬各供水公司工業(yè)、生活計量用水集中監(jiān)控管理的能力，減少人工現(xiàn)場對供水管路流量、流速等監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集和記錄，降低人員的勞動強度，減少成本支出，保障設(shè)備穩(wěn)定可靠地運行，2019年，集團對所屬11個供水單位的63家用水戶的96臺貿(mào)易結(jié)算水表的供水?dāng)?shù)據(jù)進行在線遠程計量，通過無線通信方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中采集與監(jiān)管，實現(xiàn)了對各供水公司供水水量的在線實時掌握，為集團科學(xué)供水調(diào)度、水源監(jiān)管提供可靠的技術(shù)保障，提高日常工作效率與應(yīng)急管理調(diào)度要求。

2 需求分析

省水資源管理集團供水計量管理信息系統(tǒng)建設(shè)將實現(xiàn)對集團所屬供水公司的供水水量的集中監(jiān)控，實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)實時在線采集管理，并提供數(shù)據(jù)的集中統(tǒng)一管理及備份存儲等功能，集團調(diào)度中心根據(jù)歷年監(jiān)測數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)進行科學(xué)的用水規(guī)劃與調(diào)配管理。

2.1 數(shù)據(jù)集中管理的需要

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展以及現(xiàn)代管理的需要，大量使用各種管理系統(tǒng)以及信息支撐系統(tǒng)來提高工作效率。供水計量管理信息系統(tǒng)將實現(xiàn)對各用水戶供水?dāng)?shù)據(jù)的集中監(jiān)測和管理，使相互獨立的數(shù)據(jù)進行匯總，建立數(shù)據(jù)共享、整合的一套信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)資源的整合，減少運行環(huán)境、維護人員等方面的重復(fù)建設(shè)，并實施有效的安全防護與管理，做好數(shù)據(jù)的存儲和備份，提供異地的數(shù)據(jù)備份，為集團供水板塊經(jīng)營的數(shù)據(jù)整編與專業(yè)分析提供技術(shù)支撐。

2.2 設(shè)備統(tǒng)一管理的需要

采用統(tǒng)一制式的終端設(shè)施，規(guī)范數(shù)據(jù)傳輸接口，實現(xiàn)設(shè)備集中式管理，提供一站式服務(wù)，從前端采集設(shè)備、通信傳輸設(shè)備、集中存儲設(shè)備等方面提供技術(shù)支撐和保障，實現(xiàn)計量采集的準(zhǔn)確性和設(shè)備運行的安全性，減少由于分散式服務(wù)造成的監(jiān)測環(huán)節(jié)薄弱問題，提升工作效率和管理效果。

2.3 科學(xué)調(diào)配管理的需要

根據(jù)用水戶歷年、歷月、歷日、歷時和實時需水的規(guī)律，應(yīng)用大數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計分析，實現(xiàn)水資源調(diào)配管理的科學(xué)化，優(yōu)化配置集團內(nèi)水資源調(diào)配方案和供水計劃，保障用水戶的合法供水權(quán)益，為集團供水板塊創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益，保障國有資產(chǎn)的保值增值。

3 系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

集團供水計量管理信息系統(tǒng)是集采集、通信、監(jiān)測、管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。主要建設(shè)項目包括自動監(jiān)測站、通信系統(tǒng)、調(diào)度中心、供水信息管理系統(tǒng)平臺等，涵蓋遙測終端機硬件定制、設(shè)備采購及安裝、軟件開發(fā)及配置等。

采用自動監(jiān)測站實現(xiàn)流量、流速數(shù)據(jù)的實時采集，通過遙測終端機進行數(shù)據(jù)的采集存儲，借助無線通信方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙發(fā)，通過網(wǎng)絡(luò)專線傳輸至集團調(diào)度中心和各供水公司的供水管理部門，采用圖形演示和統(tǒng)一報表，設(shè)置功能訪問權(quán)限，實現(xiàn)預(yù)報預(yù)警、顯示報表等功能，對各自的供水過程和供水水量進行直觀的顯示、查詢并存儲，實現(xiàn)集團調(diào)度中心和各供水公司對各用水戶的統(tǒng)一監(jiān)控管理，構(gòu)建專業(yè)、科學(xué)的管理決策支持平臺。

4 系統(tǒng)技術(shù)方案

4.1 自動監(jiān)測站建設(shè)

自動監(jiān)測站主要由遙測終端機、流量計、GPRS模塊、電源系統(tǒng)、避雷設(shè)備、信號轉(zhuǎn)換模塊等組成(見圖1)。監(jiān)測站具備瞬時流量、累計流量等信息自動連續(xù)監(jiān)測功能，可采用定時自報或召測報信方式，能夠現(xiàn)地和遠程參數(shù)配置，監(jiān)測頻度、時段和工作方式修改等，存儲容量大，可儲存一年以上測量數(shù)據(jù)，具有設(shè)備故障、工作異常及參數(shù)越限自動報警功能。

圖1 自動監(jiān)測站結(jié)構(gòu)

4.2 通信系統(tǒng)

由于各用水戶較為分散，要求所有監(jiān)測站的信息傳輸至集團調(diào)度中心和各供水公司，考慮到公網(wǎng)覆蓋面廣，采用無線通信方式，利用移動運營商網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)兩個不同固定IP地址的雙發(fā)，借助運營商中心機房服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)專線傳輸至集團調(diào)度中心和各供水公司，實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收(見圖2)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、存儲、查詢、分析等功能目標(biāo)。

圖2 供水計量通信組網(wǎng)

4.3 調(diào)度中心建設(shè)

中心站建設(shè)包括調(diào)度總中心和各供水公司分中心建設(shè)。

調(diào)度總中心位于集團調(diào)度中心，利用已有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行數(shù)據(jù)儲存，并安裝一套供水計量系統(tǒng)管理平臺軟件。通過供水計量系統(tǒng)管理軟件進行數(shù)據(jù)的定時采集、召測應(yīng)答、告警自報等，將采集數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)服務(wù)器中。系統(tǒng)軟件將自動生成各監(jiān)測站的流量曲線和水量報表等圖表，支持數(shù)據(jù)匯總打印等功能。

各供水公司分中心設(shè)置在供水收費部，利用公司原有服務(wù)器進行數(shù)據(jù)存儲，不另行購置。通過供水計量系統(tǒng)管理軟件進行數(shù)據(jù)的定時采集、召測應(yīng)答、告警自報等，將采集數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)服務(wù)器中。系統(tǒng)軟件將自動生成各監(jiān)測站的流量曲線和水量報表等圖表，支持數(shù)據(jù)匯總打印等功能。

4.4 供水計量管理信息系統(tǒng)平臺

供水計量管理信息系統(tǒng)平臺采用SOA統(tǒng)一架構(gòu)模式的綜合供水信息化管理平臺，實現(xiàn)透明化、公開化和可視化管理，將各供水單位的重要供水單元納入全方位的監(jiān)控和管理，調(diào)度中心可遠程監(jiān)測各供水單元的實時數(shù)據(jù)和設(shè)備運行參數(shù)，通過數(shù)據(jù)匯集平臺的開發(fā)，保證中心與各分中心數(shù)據(jù)的一致性、數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一，同時保證數(shù)據(jù)的及時準(zhǔn)確，為科學(xué)供水調(diào)度和安全生產(chǎn)提供可靠保障。

5 系統(tǒng)平臺成果展示

5.1 查詢管理功能

查詢管理功能主要針對各個測站監(jiān)控流量與水量實時數(shù)據(jù)的采集情況，查看實時的流量與水量的數(shù)據(jù)，可以按照以日查詢、月查詢、小時查詢的方式更加精準(zhǔn)有效地查詢指定范圍內(nèi)的實時數(shù)據(jù)(見圖3)。

圖3 時段顯示數(shù)據(jù)圖示例

5.2 統(tǒng)計管理功能

統(tǒng)計管理功能主要通過查詢方式來選擇按小時、日、月來更加直觀地查看實際水量(見圖4)。按小時查詢即查詢指定時間段內(nèi)以小時為單位的實際水量；按日查詢即查詢一定天數(shù)范圍內(nèi)的實際水量情況，并將一天內(nèi)的每一個小時的實際水量按照天數(shù)來累計相加后展示出來；按月查詢即查詢指定的月份內(nèi)的實際水量，并以月為單位，將一個月內(nèi)每小時監(jiān)測出的實際水量相加并展示出來。需要特別注意的是統(tǒng)計管理的實際水量定義:當(dāng)前水量減去上一個小時的水量。

圖4 月份統(tǒng)計圖表示例

5.3 報表生成功能

圖5 監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表生成示例

報表生成功能通過條件生成報表(見圖5)，如日報表：當(dāng)天24小時的實時水量的報表；月報表：選擇當(dāng)月的天數(shù)的實時水量的報表；年報表：按年份生成選擇年份各個月份的實際水量的報表；年匯總報表：查詢本水庫各個監(jiān)測站點的所有月份的實際水量的報表，并將數(shù)據(jù)更新到對應(yīng)的Word模板同時自動進行本地文件下載。

6 結(jié) 語

遼寧省水資源管理集團供水計量管理信息系統(tǒng)建設(shè)完成了計量監(jiān)測設(shè)施的安裝調(diào)試，監(jiān)測數(shù)據(jù)按時入庫，信息管理應(yīng)用軟件試運行正常，為集團供水業(yè)務(wù)板塊提供了有力技術(shù)支撐，提高了供水調(diào)度的管理效率，為優(yōu)化遼寧省水資源配置和高效利用提供了科學(xué)依據(jù)。

項目組織實施過程中需要注意問題：前期調(diào)研需確定用水戶的各流量采集設(shè)備的通信接口，收集不同流量計廠家的通信協(xié)議，與設(shè)備供應(yīng)商制定產(chǎn)品類型并進行專項產(chǎn)品量產(chǎn)；系統(tǒng)研發(fā)要廣泛征求各方管理與技術(shù)人員對功能模塊、數(shù)據(jù)整編、監(jiān)測頻次等應(yīng)用建議，對應(yīng)用功能、數(shù)據(jù)格式等要求進行全面規(guī)劃，著手于專項軟件定制開發(fā)。