高巍 鞏浩

摘要：本文是在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等新技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合城市信息化現(xiàn)狀，整合全部水資源，從水務(wù)業(yè)務(wù)應(yīng)用的實際需求出發(fā)，明確智慧水務(wù)建設(shè)目標，以“5+3+1”的模式建設(shè)智慧水務(wù)信息化系統(tǒng)，包括5個一整體架構(gòu)（智能感知網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、服務(wù)平臺、業(yè)務(wù)應(yīng)用體系、技術(shù)規(guī)范體系）、3大板塊（業(yè)務(wù)管理、運營管理、輔助決策）和1個綜合監(jiān)管平臺，希望給相關(guān)人士提供幫助與參考。

關(guān)鍵詞：城市水環(huán)境;智慧水務(wù)系統(tǒng);建設(shè)要點

一、前言

隨著城市化進程的不斷發(fā)展，城市人口數(shù)量日益增多，但是過度開發(fā)和不合理開發(fā)情況時有發(fā)生，這些人為破壞使得原有的排水路徑和水循環(huán)平衡，許多水環(huán)境問題的出現(xiàn)?，F(xiàn)階段以大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能為代表的新一代信息技術(shù)正帶來第三次信息技術(shù)革命，信息技術(shù)逐步在與水務(wù)業(yè)務(wù)應(yīng)用和生產(chǎn)運行相融合，這就使得智慧水務(wù)建設(shè)在技術(shù)層面得到了更為廣泛的支撐。

二、城市水環(huán)境智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)目標

智慧水務(wù)的目標是圍繞城市廠網(wǎng)一體化聯(lián)合調(diào)度的業(yè)務(wù)應(yīng)用需要，綜合應(yīng)用地理信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，利用在線監(jiān)測和管網(wǎng)運維數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)平臺、應(yīng)用平臺為框架，分階段建立和完善對排水戶、管網(wǎng)、調(diào)蓄池、泵站、污水廠等水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施一體化監(jiān)測、運維、管理和服務(wù)平臺，實現(xiàn)“自動化監(jiān)測、實時化調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)化辦事、系統(tǒng)化管理、科學(xué)化決策、規(guī)范化服務(wù)”的技術(shù)系統(tǒng)。

三、城市水環(huán)境智慧水務(wù)系統(tǒng)設(shè)計原則

1、統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一標準。智慧水務(wù)建設(shè)必須統(tǒng)一規(guī)劃，從廠站網(wǎng)一體化運行的需求出發(fā)，遵循國家相關(guān)信息化標準，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)匯交、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)庫建庫、系統(tǒng)開發(fā)等方面的標準或規(guī)范，開展智慧水務(wù)建設(shè)。

2、需求導(dǎo)向、業(yè)務(wù)協(xié)同。以水務(wù)運營管理業(yè)務(wù)實際需求為導(dǎo)向，保障工程效益的最大化發(fā)揮為目標，合理配置資源、優(yōu)化整合資源，建立統(tǒng)一的技術(shù)支撐體系，加強應(yīng)用系統(tǒng)支撐業(yè)務(wù)需求的集約化建設(shè)，降低維護的強度和成本，降低信息安全風(fēng)險。

3、資源整合、信息共享。在現(xiàn)有信息化系統(tǒng)基礎(chǔ)上推進智慧水務(wù)建設(shè)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)資源平臺和統(tǒng)一應(yīng)用服務(wù)平臺的建設(shè)，實現(xiàn)平臺集中與共享利用，建立行業(yè)范圍內(nèi)及范圍外的信息共享機制。

4、制度保障、安全可靠。需要建立與智慧水務(wù)相適應(yīng)的規(guī)章制度，并通過行政手段確保這些制度的強力執(zhí)行，逐步形成信息共用共享的長效機制，保障系統(tǒng)建設(shè)的穩(wěn)步推進。

四、城市水環(huán)境智慧水務(wù)系統(tǒng)總體建設(shè)框架

開展智慧水務(wù)項目建設(shè)，需統(tǒng)籌規(guī)劃，集成整合各類空間資源數(shù)據(jù)，并與日常管理、視頻監(jiān)測、應(yīng)急指揮、資源管理、智能決策、政務(wù)管理以及各有關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)對接、支撐。同時，建立相應(yīng)的規(guī)章制度和技術(shù)標準規(guī)范體系。

系統(tǒng)建設(shè)框架自下而上由系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)層、服務(wù)支撐層、集成層、應(yīng)用層和展現(xiàn)層等6個具有內(nèi)在聯(lián)系、層次結(jié)構(gòu)分明的層次有機組成。

基礎(chǔ)設(shè)施層（IaaS和PaaS）：是指系統(tǒng)運行支撐，系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫以及應(yīng)用開發(fā)框架、數(shù)據(jù)庫等軟件平臺，以及服務(wù)器、存儲設(shè)備、電源設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備等硬件支撐環(huán)境。

數(shù)據(jù)層（DaaS）：是整個系統(tǒng)的核心，包括數(shù)據(jù)的存儲和數(shù)據(jù)的處理，主要是指從現(xiàn)有數(shù)據(jù)資料整理錄入以及管網(wǎng)現(xiàn)有相關(guān)系統(tǒng)中抽取、調(diào)用等方式獲取的，建設(shè)綜合數(shù)據(jù)庫，用于支撐和實現(xiàn)相關(guān)管理功能，包括綜合數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)采集入庫、數(shù)據(jù)交換與共享、數(shù)據(jù)庫管理等。

五、城市水環(huán)境智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)內(nèi)容

1、五個一整體結(jié)構(gòu)。（1）一張智能感知網(wǎng)建設(shè)。通過液位、流量、水質(zhì)、雨量、視頻等設(shè)備，采用在線監(jiān)測與人工檢測相結(jié)合的方式，建立涵蓋源、網(wǎng)、UHFLNOuOBsr4b5zKNytnAA==廠、河、湖一體化的智能監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，完善信息采集，提供準確、實時、有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)，構(gòu)建城市智慧水務(wù)智能感知網(wǎng)。（2）一個數(shù)據(jù)中心建設(shè)。數(shù)據(jù)中心建設(shè)包括數(shù)據(jù)采集、整理、生產(chǎn)、處理、建庫和備份等一系列過程，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)字典，從水務(wù)設(shè)施管理、水務(wù)運行管理、及水務(wù)設(shè)施的養(yǎng)護管理等各類數(shù)據(jù)的存儲與管理要求出發(fā)，依據(jù)“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一設(shè)計、數(shù)據(jù)共享”的基本原則，建立水務(wù)數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)實時調(diào)用、處理、分析計算和顯示。（3）一個服務(wù)平臺建設(shè)?；谥腔鬯畡?wù)智能感知網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建一體化綜合應(yīng)用服務(wù)平臺，實現(xiàn)水安全、水資源、水環(huán)境、水生態(tài)的智能感知、監(jiān)測預(yù)警，主要包括工程管理、智能感知、排水管網(wǎng)管理、河道監(jiān)管、應(yīng)急預(yù)警、污染源應(yīng)急、廠站網(wǎng)運維和水資源信息綜合查詢和檢索。（4）一套業(yè)務(wù)應(yīng)用體系建設(shè)。智慧水務(wù)應(yīng)用體系利用地理信息、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等先進技術(shù)，覆蓋防汛安全、水資源管理、水環(huán)境綜合整治等水務(wù)業(yè)務(wù)內(nèi)容，提升水務(wù)各級管理部門業(yè)務(wù)協(xié)同能力和決策支撐能力，主要包括設(shè)施資產(chǎn)管理、防汛排澇預(yù)警、污水廠智慧化運行、管網(wǎng)設(shè)施巡檢、廠網(wǎng)一體化聯(lián)動調(diào)度、河湖水環(huán)境監(jiān)測。（5）一套技術(shù)規(guī)范體系建設(shè)。在國家、行業(yè)相關(guān)標準的基礎(chǔ)上，結(jié)合智慧水務(wù)信息化需求的實際情況，編制應(yīng)用開發(fā)類、專項類、數(shù)據(jù)資源類、基礎(chǔ)設(shè)施類、信息安全類和工程建設(shè)管理類規(guī)范體系。

2、三大板塊。（1）業(yè)務(wù)管理。業(yè)務(wù)管理主要流程圍繞水安全、水環(huán)境和水資源三大領(lǐng)域，覆蓋政策法規(guī)、行政執(zhí)法和應(yīng)急管理等職能。（2）運營管理。運營管理主要以資產(chǎn)模型、設(shè)備臺賬為基礎(chǔ)，通過調(diào)度系統(tǒng)對所有廠站生產(chǎn)過程中的各個工藝環(huán)節(jié)進行集中監(jiān)視，協(xié)助維護單位建立各類巡檢養(yǎng)護計劃，并落實到責(zé)任主體，包括設(shè)備管理、廠站網(wǎng)運行監(jiān)控、巡檢管理、綜合信息管理。（3）輔助決策。輔助決策主要基于城市的水環(huán)境仿真模型和大數(shù)據(jù)分析等智慧化應(yīng)用系統(tǒng)，對水環(huán)境進行模型分析預(yù)測，對污水廠、調(diào)蓄池運行進行模型仿真，制定聯(lián)合調(diào)蓄智能運行方案，包括廠站網(wǎng)聯(lián)合調(diào)度、污染源溯源、災(zāi)害預(yù)警、應(yīng)急指揮等。

3、一個綜合監(jiān)督平臺?；诖髷?shù)據(jù)分析，整合業(yè)務(wù)應(yīng)用，依托現(xiàn)有信息化建設(shè)資源，采用面向服務(wù)的體系架構(gòu)構(gòu)建智慧水務(wù)綜合監(jiān)管平臺，實現(xiàn)多業(yè)務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)集成、可視化展示、綜合監(jiān)管、應(yīng)急指揮管理和領(lǐng)導(dǎo)輔助決策。

六、結(jié)束語

綜上所述，智慧水務(wù)系統(tǒng)能夠強化排水管網(wǎng)資產(chǎn)監(jiān)測管理能力、排水管網(wǎng)日常精細化養(yǎng)護管理，優(yōu)化運營調(diào)度，增強城市排水防澇的預(yù)警預(yù)報和應(yīng)急處理能力。與此同時在進行智慧水務(wù)項目建設(shè)時，還需要充分認識城市水務(wù)信息化基礎(chǔ)設(shè)施十分薄弱的現(xiàn)狀，切實做好水務(wù)要素數(shù)字化、運營信息數(shù)據(jù)化，且從各城市水環(huán)境綜合治理的實際需求出發(fā)，做好規(guī)劃。

參考文獻：

[1]魏柯朋，錢愛君.智慧水務(wù)系統(tǒng)在城市供水中的應(yīng)用研究[J].計算機產(chǎn)品與流通，2018（20）：45-46.

作者簡介：

高巍;1993.1;男;甘肅省白銀市;助理工程師;現(xiàn)在主要研究方向為智慧水務(wù)的應(yīng)用。

鞏浩;1991;年;男;山東省濟南市人;助理工程師;現(xiàn)在主要研究方向為智慧水務(wù)的應(yīng)用。