楊金璋

(廣西壯族自治區(qū)恒企工程技術(shù)集團有限公司，廣西 南寧 530000)

1 引言

水是生命的源泉，是人類賴以生存的基礎(chǔ)。農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)中，同樣離不開水。因此水是人類社會生存和發(fā)展中必不可少的重要自然資源之一。水對人類十分重要，但聯(lián)合國兒童基金會和世衛(wèi)組織稱當(dāng)前全球有1/3的人無法獲得安全飲用水。特別是發(fā)展中國家很多疾病的發(fā)生都和水有關(guān)。要想保證人體健康，減少疾病發(fā)生，安全的飲用水十分重要。我國人民愛喝熱水便是一種獲得安全飲用水的方式之一。但要想保證飲水安全，還需要從水的源頭入手，加強飲用水的安全性，讓飲用水處于合格的衛(wèi)生條件中。特別是農(nóng)村地區(qū)，飲水安全工作更加重要。為了讓人們都能喝上安全的飲用水，為此我國還專門下發(fā)了相關(guān)文件如《農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)管理辦法》等，加大資金投入力度，為農(nóng)村飲用水安全保障奠定良好基礎(chǔ)。信息化時代下，飲水安全也應(yīng)朝著信息化方向發(fā)展，實現(xiàn)飲水安全供水工程的自動化、網(wǎng)絡(luò)化，從而提高管理水平，真正實現(xiàn)飲水安全的目的。

2 廣西地區(qū)飲水安全供水工程信息化建設(shè)的必要性

廣西位于我國華南地區(qū)，屬亞熱帶季風(fēng)氣候和熱帶季風(fēng)氣候，雨水豐沛，地跨珠江、長江、紅河、濱海四大水系。但廣西地區(qū)巖溶裸露面積多，約占總面積的41%，特別是西北部的6市30縣，屬于典型的大石山區(qū)。大山石區(qū)土地貧瘠，水資源匱乏，植被覆蓋率低，農(nóng)村飲用水問題十分嚴峻。廣西政府十分重視農(nóng)村地區(qū)的飲水安全問題，堅持將飲水安全當(dāng)做是脫貧攻堅“兩不愁三保障”中的一項重要內(nèi)容?！笆濉逼陂g僅大石山區(qū)農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)資金就投入35.4億元，解決了400多萬人的安全飲水問題。在“十三五”期間，廣西地區(qū)農(nóng)村飲水安全供水工程共投資68.15億元，受益人口突破800萬人，2019年底全區(qū)解決了飲水安全問題，農(nóng)村飲水安全工作實現(xiàn)了促民康健的飛躍。目前廣西地區(qū)農(nóng)村集中供水工程5萬余處，集中供水率達到87%，自來水普及率突破84%，當(dāng)前廣西地區(qū)農(nóng)村人口的飲水安全問題得到全面解決，安全飲水供水工程框架也基本形成。

但在信息時代下，供水工程也應(yīng)實現(xiàn)信息化管理，提高供水工程的管理水平，保證供水的水平，為群眾真正提供出安全、放心的飲用水。但當(dāng)前廣西地區(qū)飲水安全供水工程信息化建設(shè)還存在諸多問題，具體如下。

首先，飲水安全供水工程建設(shè)初期標準不高，自動監(jiān)控系統(tǒng)不完善，無法對供水工程進行遠程監(jiān)控，需要花費大量的人力進行管理和維護，使得有些供水工程運行管理效率不高，長期以往勢必會對飲水安全帶來影響。

其次，當(dāng)前很多農(nóng)村集中供水工程主要以自壓供水方式為主，管線長，管網(wǎng)壓力波動大、頻率高，受供水工程運行管理效率的影響，有些集中供水工程中經(jīng)常會發(fā)生爆管現(xiàn)象，影響到群眾的供水。

再次，有些水廠的自控系統(tǒng)已經(jīng)變成了手動操作，自控系統(tǒng)的自動化幾乎沒有發(fā)揮作用。

最后，智能水表安裝率還不高，水費依然需要抄表收取實現(xiàn)，智能化收費系統(tǒng)的投入使用還需要時間。

對于上述問題，要真正解決廣西地區(qū)群眾的飲水安全問題，就需要對飲水安全供水工程進行信息化建設(shè)，提高供水工程的自動化、智能化管理，真正保證農(nóng)村地區(qū)的飲水安全問題得到全面解決。

3 廣西地區(qū)飲水安全供水工程信息化建設(shè)

3.1 建設(shè)目標

目前廣西地區(qū)飲水安全供水工程建設(shè)較多，解決了農(nóng)村地區(qū)飲水安全問題。飲水安全供水工程信息化建設(shè)的主要目的是，構(gòu)建出一個適用于全區(qū)，先進、安全的網(wǎng)絡(luò)平臺，將飲水安全供水工程納入到該網(wǎng)絡(luò)平臺中，實現(xiàn)對飲水安全供水工程的自動化、智能化管理，提高飲水安全供水工程管理水平，節(jié)約人力成本。

3.2 建設(shè)流程

廣西地區(qū)飲用水安全供水工程信息化建設(shè)流程見圖1所示。

圖1 系統(tǒng)信息化建設(shè)流程

系統(tǒng)信息化建設(shè)中系統(tǒng)需求分析是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠精準掌握客戶需求直接關(guān)系到系統(tǒng)建設(shè)是否達到客戶要求。廣西地區(qū)飲用水安全供水工程信息化需求分析采用UML建模技術(shù)用例需求分析方法可實現(xiàn)功能需求。結(jié)果表明廣西飲用水安全供水工程信息化中包含的功能有飲用水監(jiān)測管理、歷史數(shù)據(jù)管理、安全預(yù)警管理、實時數(shù)據(jù)查詢管理、地理信息管理、決策分析管理、遠程控制管理、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)管理、設(shè)備管理。飲用水監(jiān)測管理主要是采用無線傳感器進行飲用水指標監(jiān)測并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器端，包括數(shù)據(jù)監(jiān)測添加、數(shù)據(jù)監(jiān)測查看、數(shù)據(jù)監(jiān)測修改、數(shù)據(jù)監(jiān)測刪除；歷史數(shù)據(jù)管理主要是對飲用水歷史信息進行管理，包含歷史信息的添加、查看、修改與刪除；安全預(yù)警管理包含功能有安全預(yù)警閥值的添加、修改、刪除與查看；實時數(shù)據(jù)管理主要包括數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)修改；地理信息管理包含功能有地理信息的添加、查看、刪除與修改；決策分析管理包含功能有決策模型的添加、計算、展示；遠程控制管理包含功能有遠程命令管理、遠程設(shè)備監(jiān)控、遠程控制追蹤；數(shù)據(jù)管理包含功能有數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)還原；系統(tǒng)管理包含功能有系統(tǒng)權(quán)限的添加、查看、修改與刪除；設(shè)備管理包含功能有設(shè)備信息的添加、查看、刪除與修改。

系統(tǒng)功能設(shè)計是為了便于系統(tǒng)開發(fā)。為快速進行系統(tǒng)開發(fā)，廣西地區(qū)飲用水安全工程平臺采用UML建模類、時序圖等方法進行開發(fā)，這樣為系統(tǒng)后續(xù)開發(fā)提供了統(tǒng)一標準，提高了項目開發(fā)效率。

系統(tǒng)測試是為了發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)中存在的漏洞，系統(tǒng)測試主要有功能測試和性能測試。功能測試采用UML建模用例測試方法進行測試。性能測試主要包括服務(wù)器性能、網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)、安全性能等測試。

系統(tǒng)發(fā)布是將系統(tǒng)運行到網(wǎng)絡(luò)上，需要進行相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)安全管理、網(wǎng)路性能測試等，確保系統(tǒng)能夠正常、安全運行。

3.3 廣西地區(qū)飲水安全工程平臺架構(gòu)設(shè)計

為實現(xiàn)廣西地區(qū)飲用水安全工程平臺，需要對平臺架構(gòu)進行設(shè)計。本文所設(shè)計的平臺是由物理層、服務(wù)層、數(shù)據(jù)層以及應(yīng)用層構(gòu)成，見圖2所示。

飲水安全信息平臺中物理層主要是由有限個無線傳感器將飲水信息采集并通過構(gòu)建的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)使用套接字方法傳輸。服務(wù)層中是將物理層書傳輸?shù)綌?shù)據(jù)層，該過程中需進行相應(yīng)的協(xié)議處理。數(shù)據(jù)層中是將傳輸數(shù)據(jù)存儲到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，這些數(shù)據(jù)包括飲水信息、地圖信息、供水管理信息、空間數(shù)據(jù)等。應(yīng)用層中包含功能有在線監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、故障報警、故障分析、綜合調(diào)度、實時查詢、歷史查詢、地圖管理、決策分析以及遠程管理。

圖2 平臺架構(gòu)

4 結(jié)語

針對廣西地區(qū)飲水安全監(jiān)控難問題，提出將信息技術(shù)應(yīng)用到飲水安全管理中。詳細分析了飲水工程建設(shè)重要性，關(guān)系到民生問題。信息工程建設(shè)按照需求分析、功能設(shè)計、軟件開發(fā)、軟件測試以及系統(tǒng)發(fā)布流程進行開發(fā)。從而得到飲水安全供水系統(tǒng)包含功能有飲用水監(jiān)測管理、歷史數(shù)據(jù)管理、安全預(yù)警管理、實時數(shù)據(jù)查詢管理、地理信息管理、決策分析管理、遠程控制管理、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)管理、設(shè)備管理。采用四層架構(gòu)技術(shù)對飲水安全信息工程架構(gòu)進行設(shè)計，有助于提高系統(tǒng)開發(fā)效率。