戴東宸 白俊杰 張 波 韓慶波

（1.中建水務(wù)環(huán)保有限公司，中國 北京 100070；2.中建智能技術(shù)有限公司，中國 北京 100070）

0 引言

農(nóng)村生活污水治理是改善農(nóng)村人居環(huán)境的關(guān)鍵因素。隨著國家對農(nóng)村生活污水治理要求的不斷提高，全國各地對農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的建設(shè)力度也不斷加大。然而，隨著農(nóng)村生活污水處理設(shè)施數(shù)量的激增，加之其本身點位分散、規(guī)模較小，使得農(nóng)村污水處理出水達標率低，運營管理難度大，運營成本高等。

傳統(tǒng)的運營監(jiān)管方式已經(jīng)不能滿足高效率低成本的運營要求，亟須通過自動化、信息化手段、智能化建設(shè)，構(gòu)建集綜合監(jiān)控、站點管理、智慧調(diào)度、運營管理、設(shè)備管理、報表管理、知識管理、統(tǒng)計分析等多功能于一體的農(nóng)村生活污水智慧運營管理平臺，實現(xiàn)各污水處理站關(guān)鍵數(shù)據(jù)指標的實時獲取、站點的集中管理、異常信息的智慧告警和統(tǒng)計分析、巡檢維修任務(wù)的智慧調(diào)度等，加速提高運營單位的運營管理能力，降低運營成本。

1 農(nóng)村污水治理運營主要存在的問題

農(nóng)村生活污水治理是農(nóng)村人居環(huán)境整治的重要內(nèi)容，是實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要舉措，是全面建成小康社會的內(nèi)在要求。隨著國家對農(nóng)村生活污水治理的重視，全國多個地區(qū)已陸續(xù)開展了農(nóng)村水環(huán)境治理工程，并取得了一定成效。但是我們也看到，在實際運營管理過程中還存在諸多問題亟須研究、思考和解決。主要表現(xiàn)有以下幾點。

1.1 站點分散，數(shù)量多

農(nóng)村污水處理站一般為5噸到幾百噸的小型一體化處理站，站點分撒，距離遠，數(shù)量多，需要集中管理。

1.2 站點位置偏僻，地埋式處理站

一體化處理站一般情況下安裝在農(nóng)村的一個小角落里的埋式安裝，到了夏季雜草叢生，遍地農(nóng)作物，尋找站點非常困難，市場上的導(dǎo)航軟件難以準確導(dǎo)航到站點位置。

1.3 農(nóng)污站點管理未成體系

今年環(huán)保行業(yè)高速發(fā)展，呼吁污染源頭治理，農(nóng)村污水處理項目剛剛興起，還未成管理體系，沒有成熟的管理模式。

2 農(nóng)村污水智慧運營管理平臺的總體設(shè)計

2.1 建設(shè)目標

充分利用先進的物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)等新一代信息技術(shù)，強化農(nóng)污業(yè)務(wù)與信息化技術(shù)深度融合，對農(nóng)村生活污水治理設(shè)備設(shè)施運行狀態(tài)、出水水質(zhì)、水量等信息進行采集、存儲、管理、分析與共享，構(gòu)建集綜合監(jiān)控、站點管理、智能調(diào)度、運營管理、報表管理、設(shè)備管理、知識管理、統(tǒng)計分析等多功能于一體的農(nóng)村生活污水智慧運營管理平臺，實現(xiàn)污水處理站點的集中管理、異常信息的智慧告警和研判、巡檢維修任務(wù)的智能管理等，提高運營管理單位的運營監(jiān)管能力、保證處理站的高效穩(wěn)定低成本運行。

2.2 總體架構(gòu)

農(nóng)村生活污水智慧運營管理平臺采用面向服務(wù)架構(gòu)、分層架構(gòu)體系，從邏輯上分為感知執(zhí)行層、傳輸網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)服務(wù)層、應(yīng)用支撐層、應(yīng)用層、交互展示層。具體框架如圖1所示。

感知執(zhí)行層：主要是利用各種感知設(shè)備、技術(shù)手段和方法，實現(xiàn)對處理站水質(zhì)、水量、能耗、設(shè)備設(shè)施運行狀態(tài)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)指標的實時監(jiān)測，并支持化驗數(shù)據(jù)、工程信息等信息的人工錄入。

傳輸網(wǎng)絡(luò)層：主要是將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，傳輸方式分為有線和無線兩大類，包括物聯(lián)網(wǎng)、無線移動通信網(wǎng)絡(luò)、光纖專線等。

數(shù)據(jù)服務(wù)層：實現(xiàn)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)以及系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換與共享，集成GIS數(shù)據(jù)、管網(wǎng)數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、運維數(shù)據(jù)、運營數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)以及圖片、文檔、多媒體等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多源、多格式、多類型數(shù)據(jù)的融合，對數(shù)據(jù)多角度整合、分析、調(diào)用、交互、共享。

應(yīng)用支撐層：提供即時通信、移動辦公平臺、微信平臺、農(nóng)污管網(wǎng)模型、農(nóng)污運維模型、門戶管理、數(shù)據(jù)庫引擎、GIS引擎、安全引擎、消息引擎、工作流引擎、規(guī)則引擎等功能，為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供基礎(chǔ)支撐。

應(yīng)用層：提供用戶使用的系統(tǒng)功能單元，主要業(yè)務(wù)功能包括綜合監(jiān)控管理、智慧調(diào)度管理、智慧運維管理、報表管理、設(shè)備管理、知識管理等。

展示層：應(yīng)用各種先進技術(shù)進行業(yè)務(wù)成果的發(fā)布展示。具體展示方式包括PC端、大屏幕展示系統(tǒng)、移動端（手機App、微信小程序）。

標準和規(guī)范體系：是支撐項目建設(shè)和運行的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)應(yīng)用協(xié)同和信息共享的需要，是節(jié)省項目建設(shè)成本、提高項目建設(shè)效率的需要，是系統(tǒng)不斷擴充、持續(xù)改進和版本升級的需要。

安全和運維體系：是保障系統(tǒng)安全應(yīng)用的基礎(chǔ)，包括物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全及安全管理等。

3 多維度展示終端的實現(xiàn)

3.1 PC端

PC端應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)對象主要是運營管理人員和巡檢維修人員。

PC端包含所有的業(yè)務(wù)功能：綜合監(jiān)控、站點管理、智慧調(diào)度、運營管理、設(shè)備管理、報表管理、知識管理、統(tǒng)計分析。

綜合監(jiān)控：綜合展示站點設(shè)備分布、設(shè)備數(shù)量統(tǒng)計、設(shè)備運行狀況統(tǒng)計，通過一張圖可以根據(jù)站點顯示紅色、黃色快速定位告警位置。

站點管理：主要為站點的全面信息統(tǒng)計，包括設(shè)備運行工況、工藝組態(tài)信息、設(shè)備信息、視頻監(jiān)控、參數(shù)修改。支持視頻告警抓拍，錄像回放功能用于調(diào)取本地對應(yīng)時間的視頻，協(xié)助突發(fā)問題事件溯源調(diào)查。

智慧調(diào)度：具有派單、歸檔、轉(zhuǎn)派功能，針對出現(xiàn)的系統(tǒng)不能匹配派單規(guī)則的陌生告警、未解決的派單任務(wù)，需要人工干預(yù)，根據(jù)告警信息有針對地派單。

圖1 智慧流域綜合管控系統(tǒng)總體架構(gòu)

運營管理：包括排班管理、車輛管理、告警管理、巡檢管理、維修管理、報修管理、異常管理、GIS路線管理、SIM卡流量管理。

設(shè)備管理：包括庫房管理、在線設(shè)備管理、采購管理、設(shè)備供應(yīng)商管理、藥劑管理。

報表管理：包括能耗報表、化驗報表、運維報表、成本報表、收支報表。支持自動生成、手動錄入，支持自定義業(yè)務(wù)報表、導(dǎo)出。

統(tǒng)計分析：包括能耗統(tǒng)計、告警統(tǒng)計、巡檢統(tǒng)計、趨勢統(tǒng)計。

知識管理：包括知識詞典、考試管理、培訓(xùn)管理?？荚嚬芾碛糜诠芾砣藛T、運維人員專業(yè)水平和業(yè)務(wù)能力測試，并將考試成績作為績效考核項。

3.2 移動端（App）

移動端手機App的服務(wù)對象主要是運營管理人員和巡檢維修人員。

運營管理人員可以通過手機App實時查看全區(qū)域站點運行狀況（正常站點、報警站點、維護站點）及各站點運行工況和指標詳情，隨時隨地了解現(xiàn)場運行狀況。

巡檢或維修人員可通過手機App對設(shè)備設(shè)施現(xiàn)場進行巡檢或維修，支持任務(wù)下載與查詢，支持現(xiàn)場任務(wù)執(zhí)行、電子化錄入巡檢結(jié)果，并實時上報，巡檢報告問題點支持錄音、錄像、拍照、文字描述等多種形式。巡檢管理模塊從巡檢計劃的制定到巡檢任務(wù)的完成，以及后續(xù)巡檢原因的分析和全部巡檢任務(wù)的匯總報告，形成一個閉環(huán)管理流程。

3.3 大屏幕展示系統(tǒng)

大屏幕可視化展示系統(tǒng)服務(wù)對象主要是政府監(jiān)管部門及運營單位領(lǐng)導(dǎo)。

為了支撐領(lǐng)導(dǎo)會商研判、科學(xué)決策、調(diào)度指揮等實際應(yīng)用場景，大屏可視化展示系統(tǒng)主要運用GIS+BIM技術(shù)、大屏展示技術(shù)等，展示處理站分布、污水處理數(shù)據(jù)、設(shè)備設(shè)施運行數(shù)據(jù)、站點監(jiān)控視頻、運維任務(wù)信息、告警信息等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。大屏綜合展示系統(tǒng)中GIS地圖支持逐級放大功能，當(dāng)點擊某一站點時，可仿真展示污水處理設(shè)施及流程，并支持查看該站點的基本信息、處理水量、監(jiān)控視頻和設(shè)備運行狀態(tài)。通過將不同維度的信息匯集到統(tǒng)一的3D場景中進行聚合展示，大幅提升信息交互效率，建設(shè)幫助用戶快速、直觀、全面、立體的掌握項目情況，有效提升了運營管控能力和決策能力。

圖2 PC端綜合監(jiān)控功能界面

圖3 手機App界面

4 結(jié)語

農(nóng)村生活污水治理運營管理中主要存在站點分散、數(shù)量多、建設(shè)位置偏僻、不易尋找、沒有成熟的管理體系、大量農(nóng)污管理經(jīng)驗不足等問題。根據(jù)提高運營管理單位監(jiān)管運營能力、降低運營成本的建設(shè)目標，依托物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等技術(shù)，結(jié)合運營單位的實際業(yè)務(wù)需求，設(shè)計了集綜合監(jiān)控、站點管理、智能調(diào)度、運營管理、報表管理、設(shè)備管理、知識管理、統(tǒng)計分析等多功能于一體的農(nóng)村生活污水智慧運營管理平臺，為實現(xiàn)對農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的精細化管理提供了強有力的支撐。該平臺提供多維度的展示方式，根據(jù)服務(wù)對象不同將展示不同的業(yè)務(wù)功能。該系統(tǒng)的建設(shè)不僅可以極大地提高運營管理單位的運營管控能力和決策能力、大幅度降低運維管理成本，還可以提升企業(yè)形象和日常辦公效率。

圖4 大屏幕展示系統(tǒng)首頁

圖5 污水處理工藝仿真展示