發布日期：2022-04-27 點擊率：96
關鍵詞： 智慧水務
摘要：智慧水務綜合運營系統的設計是基于供水企業現有控制系統、視頻監控系統等，利用物聯網、大數據及人工智能技術將企業各個環節的運營管理系統集合到一個綜合運營平臺進行管理。
1.1．水行業面臨的挑戰
人類面臨水危機已是不爭的事實，根據環境監測結果統計分析，我國水污染形勢非常嚴峻，各項虧染物排放總量很大，污染程度仍處于相當高的水平。所以水資源的合理配置和保護已成為國家和社會共同關注的重點，如何在烈的競爭環境中取得社會效益和經済效是所有相關企業的挑戰和機遇。
1.2．新技術帶來變革的希望
隨著物聯網、大數據、人工智能及云計算等新技術不斷融入傳統行業的各個環節，新興技術和智能工業的不斷融合，要確保居民用水安全，解決城市取水、供水、用水、排水等問題，必須應用新科技打造水務企業智能化運營平臺，從而建立起水務企業在水資源方面的行業大數據及企業大數據，為城鎮水資源利用的布局、優化廠站及管網設計、以及高效率低成本運營提供基于數據驅動的決策依據。
1.3、平臺功能架構
水務企業智能運營平臺（智慧水務運營平臺）解決方案架構:
（本架構方案適用于：水廠、污水處理廠、海水淡化廠、水利水電、水庫、江河治理、防訊指揮等與水有關的行業）
智慧水務運營平臺通過以DZRPlus云平臺為核心的應用系統集成，以水質為中心進行數據采集與監控（SCADA），結合GIS地理信息系統、智慧水廠、智能調度、二次供水設施管理、智能計量與抄收、客戶服務系統、工程管理系統等應用，實時感知城市供排水系統的運行狀態，并通過DZRPLus云平臺中的大數據分析平臺將采集到的海量水務數據進行處理與分析，生成水力模型并做出相應的處理結果輔助決策建議，實現從水源地到水龍頭，水龍頭再到排污口全閉環管理流程，以更加精細和動態的方式實現水務系統的智慧管理。
1.4．價值主張
平臺架構充分利用物聯網、大數據、人工智能及云計算等新技術把企業的IT和OT技術無縫融合，連接從泵站、管網、水廠、管理到決策的各個層面，收集企業從傳感器的IoT實時數據，到企業的用戶數據與業務數據，再將數據轉化為切實可行的分析結果和洞察，并通過實時信息和業務邏輯為業務決策提供支撐。
平臺從以下方面為客戶提供價值：
l 通過更智能的系統和由實時數據驅動的決策，最大限度提高水務企業的可持續發展
l 通過預測性分析和主動性維護，優化企業資產可用性和性能
l 通過減少浪費和宕機時間，實現企業智能、高效、可盈利的運營
l 通過融合企業IT與OT的數據中心，模擬、情景感知和數字化，提供各種終端洞察和主動風險解決方案
l 提高水的品質和水資源利用率，增加企業與用戶的粘性和提高服務速度和質量
1.5．領先優勢
技術優勢
l 平臺是經測試和驗證的具有前瞻性的參考性架構，可支持水務行業端到端的、開放可擴展的、互聯互通的、安全可靠的系統性設計
l 能夠實現大規模的現場智能設備的本地接入和遠程接入，并且即插即用
l 基于企業數據中心架構的數據采集、存儲、分析、可視化與洞察
l 基于人工智能的架構可為企業建立自己的知識中心，為未來智能優化運營奠定基礎
l 用戶可自我在線自助增減應用軟件，按需使用云端應用
l 支持混合云（公有云+本地私有云）部署
l 用戶可基于全球領先的DZRPlus云平臺輕松自助開發本企業的大數據分析與可視化
運營優勢
l 運營平臺的業務架構是基于“平臺+端”的理念，平臺本身聚集公司所有的資源并以軟件化和數據化的方式提供給各子公司或各業務線等業務單元，各業務單元可按需獲取平臺資源，這將改變傳統的運營管理模式，便于公司管理，放而不亂，各自便于核算，調動各業務單元的工作主動性與積極性。
l 基于設備智能管理系統，提高減少設備故障和可使用性，可提高設備使用率15-30%，維修費用降低10-20%，延長設備生命周期20%以上
l 基于能源智能管理系統，可節能10-15%
l 基于管網智能優化調度系統，提高水質、控制壓力、減少爆管，從而提高15-30%的調度效率，節約10-15%的電耗
l 基于管網漏損管理系統，提高漏損管理效率20-30%，提高檢漏效率50-70%，減少漏損2-5%，提高用水滿意度20-30%，延長管網生命周期15%以上
l 基于運營大數據的集中可視化云監控（云指揮調度監控中心），可提高企業綜合管理決策效率20-50%
服務優勢
l 基于享控云網上的成千上萬工業品及全國各地的線下智能工業服務產業園的龐大的工業服務合作伙伴，我們將提供從方案咨詢、集成實施、售后、運維、備品備件的4S級全生命周期服務，降低系統生命周期內總成本20%以上。
l 可提供運營平臺從投資、建設、運維/運營的多種合作方式，減少用戶人才、財力投入壓力
2、DZRPlus云服務平臺
電子人云服務平臺(DZRPlus)包括物聯網云平臺、企業大數據平臺、企業大腦（人工智能）平臺及應用管理平臺；有公有云和混合云（公有云+私有云）部署方式
2.1、物聯網云平臺
l 支持廣泛的設備接入與配置管理
物聯網接入平臺是設備與物聯網平臺和大數據平臺進行連接的云端入口平臺，實現設備傳感器數據的采集、數據存儲和展現，從而進一步開發出物聯網和大數據應用系統。物聯網云平臺利用云端與客戶端之間建立穩定、可靠、安全的長連接，承載著網關的注冊與管理、安全性驗證、數據接收、協議解析、配置下發、遠程控制、狀態管理等功能。
l 具有可配置性、可擴展性和安全性
物聯網云平臺連接著現場使用的重要設備和儀器儀表，其運行狀態和數據、運行參數都需要高度重視安全性技術。通過通信層、網絡層、數據層和云平臺應用層各個層次的數據安全技術和措施來保證整個物聯網系統的安全性，防止數據泄露等非安全性事故。
物聯網云平臺支持橫向可擴展性和功能可配置性。隨著接入的設備和儀器儀表的增多，物聯網云平臺的軟硬件系統都要支持橫向擴展。同時，由于設備、控制種軟硬件系統的復雜性要求物聯網平臺是可以自定義配置的，以適配各種硬件接口、軟件協議、私有接口和控制系統。
l 提供多種物聯網云服務
物聯網云平臺提供的云服務功能功能包括云組態、云監控等。云組態和云監控是基于云的監控開發平臺，通過拖拽生成專業的監控應用。基于HTML5技術和標準的總線技術，可以在平板電腦、iPhone及安卓手機平板在內的多種移動設備上應用。同時支持桌面、平板、手機移動查看和指令下發，可以在任意時間、任意地點訪問。
2.2、企業大數據平臺
企業大數據平臺是為企業打造的一個集物聯網數據、業務數據、外部數據于一體的大數據存儲，分析和可視化應用的企業大數據中心，是企業基于數據驅動的可持續發展的源泉所在。
l 支持大規模設備多源異構數據融合
大數據平臺基于分布式的數據庫存儲服務，包括MySQL數據庫、Hbase數據庫、時序數據庫以及Redis數據庫服務，實現多機房自動冗余備份，自動讀寫分離保證數據庫的穩定性、網絡問題、單庫壓力等各種問題。其內部組件包括：企業級數據倉庫系統，整合、融合設備運行狀態數據、運維與管理數據、人員數據等多源異構大數據；數據倉庫ETL程序對各種時序數據、表格數據的清洗和標準化，為數據分析和數據應用提供整合的數據源；支持設備傳感器數據和運維數據在數據倉庫中進行永久保存，通過提供文件、數據庫接口、消息隊列接口以及REST API接口實現數據連接、數據訪問存儲、數據分析使用等。
l 提供面向大數據的統計、查詢、挖掘分析工具
大數據平臺提供面向大數據的統計、查詢、挖掘分析工具，基于瀏覽器訪問的集成化挖掘分析環境，包含基礎統計組件、數據查詢組件、挖掘分析組件、運行等工具，兼容主流大數據分析與機器學習框架（如Hadoop/Spark等）。實現TB乃至PB級別的分析任務處理，能夠在秒級查詢巨大的數據表，在同樣的數據集上提供更好的性能。
2.3、智能機器人平臺
l 設備故障預測與健康管理
基于大數據和深度學習驅動的設備故障預測與健康管理系統是一種全新的系統維修和管理理念、是系統可靠性保證的重大關鍵技術；是實現智能制造的奠基石。它不僅僅是為了消除故障，更是為了了解和預報故障何時可能發生，使得系統在尚未完全失效或者故障之前就能依據系統的當前健康狀況通過人工智能決策系統確定何時維修，從而實現自主式保障，避免系統故障和重大事故的發生，達到降低使用和維修費用的目標。本平臺支持如下功能：
狀態監測：要求利用先進的傳感器獲得盡可能精確的系統或者設備運行狀態信息，通過設計更先進的數據分析技術，獲得對系統或者設備健康狀態的精確評估。
故障診斷：故障診斷解決的是系統進行維修前，如何定位出系統或者設備故障部位和故障類型，對設備維修具有直接的指導作用。此時設備的故障程度還不足以使得系統完全失效，大多屬于早期故障狀態，因此需要先進的故障特征提取技術和設計具備良好故障識別的分類算法。
故障預測：當部件故障程度較輕，只是逐漸降級以致不能達到最佳性能，或者出現小缺陷或早期故障時，選取相關檢測方法，設計預測系統來檢測這些小缺陷、早期故障或者性能降級，并預測未來的發展趨勢，防范于未然。
l 企業知識圖譜與問答管理
平臺已經建立了人工智能的知識圖譜基礎系統，企業可自行建立自己的知識庫，算法和模型，使用時可以通過對話方式展現。
l 企業運營模型建立
依賴企業大腦平臺可自行建立企業的各種運營模型，如：水力模型、水質預測預警模型、指揮調度模型等。
2.4、應用管理平臺
對企業應用功能模塊進行動態增加、刪除、設置、權限管理，對工作流進行設計開發等。
3、智能決策中心解決方案
3.1、運營大數據云監控平臺（云指揮調度監控中心）
運營大數據云監控平臺(云指揮調度監控中心)作為水務企業的決策系統，可實時提取設備、生產、環境和業務的運營數據，利用大數析平臺進行建模分析形成運營模型，平臺提供可自主定義的管理和監控界面，方便用戶管理資源，并結合大數據推薦的參數，自定義規則，動態監控，及時發出告警和預警，同時精準定位告警和預警，方便用戶一鍵管理，及時處理運營問題。
l 數據來源
l 即時數據分析
需要緊急處理的數據，如斷網，停機、客戶產品重大故障需事先生成告警
l 實時數據分析
用以存放當天采集的運營數據，大數據平臺以分鐘為單位，每次對當前的數據和今天0點開始的歷史數據進行匯報，生成實時指標。
l 日數據分析
大數據平臺在T日0點處理T-1日的全部數據，匯總成日指標
l 月數據分析
大數據平臺在T月1日匯總T-1月的全部數據，匯總成月指標
l 年數據分析
大數據平臺在T年匯總T-1年的全部數據，匯總成年指標
采用水質傳感器/分析儀及物聯網技術，從水源地、取水口、生產水廠、泵站、管網、二次供水、排水等采樣點，將水質數據的時時動態采集到運營平臺，通過云端運營平臺中的大數據分析平臺建立水質預測預警模型，可時時通過預警機器人通知相關管理人員進行處理，同時機器人可自動按預案模型進行干預（比如關閉相關供水閥門、停止水泵）。
5、智能水廠與智慧管網解決方案5.1、水廠自動化控制系統
隨著技術發展，工業4.0互聯互通式未來水廠的發展趨勢,水務企業的精細化管理。降低運行成本,節約能源是水務運營企業迫切所需。如何應對未來發展的需要,如何降低水務運營企業的運行成本,提高運行效率。創新的DZRPlus平臺給您帶來完整的水廠自動化解決方案。
自控系統是整個所有水務工程的重要組成部分,其設計好壞與控制設備選擇是否適當,不僅關系著自控系統的性價比的高低而且對以后整個運行維護的難易有著重要影響。為了幫您完成大規模提高質量的生產任務,享控智能科技設計了標準的自動化控制系統架構,實現優化運營成本確保系統可靠高效。升級現有污水處理廠按照水行業的不同應用場景,將自動化解決方案劃分為遠程控制方案和水處理廠自動化方案。
5.2、設備智能管理系統
l 設備臺帳：對每臺設備建立基于唯一ID的設備相關參數的帳目，使用地點定位等，可通過移動端隨時查詢
l 遠程監控：可遠程監測控制設備狀態和時時運行參數
l 遠程調試：可對設備進行遠程在線調試，降低人員成本，提高調試效率
l 維保管理：可自動根據計劃或設備預警情況發起維保工單
l 數據分析：可對設備的運行數據進行即時在線趨勢分析，歷史數據分析，能效分析，故障預測分析，設備KPI分析等
在設備生命周期內可節約成本20%以上
5.3、能源智能管理系統在水務生產中,能源消耗通常會占到全部運營成本的30%-50%,在凈水中,用于取水和配水的各種提升泵,能耗巨大,在污水處理中,對于生化處理,無論是生物膜工藝還是活性污泥工藝,能耗主要集中在生物處理這一單元,占到總能耗的50%以上,特別是曝氣單元。能耗占第二位的就是處理過程中用于污水和泥垢提升的各種提升泵 ,這跟實際運行的進出水量密切相關。因此，科學的電氣設計,不僅要滿足正常的供電及配電需求,更對電氣的能耗進行優化和管理,能有效減少能源損耗、減低設備和能源的成本。
享控智能科技基于領先的智能設備,節能增效管理平臺以及完善的能效管理咨詢服務,幫助您發現節能增效機會,提高運營效率并降低能源成本，提高應對能源挑戰的能力。
能源智能管理的主要功能：
l 表計臺帳
l 遠程抄表
l 設備能源監控
l 能效數據分析
l 節能模型
5.4、GIS管網監測系統
l 管網GIS管理系統
管網管理系統旨在實現管網資產的流程化管理及預測性維護，提供表單與地圖相結合的業務應用模式。包括：地圖管理，圖層管理，地圖標注，查詢功能，污水溢管關閥分析功能，連通性分析功能
l 
管網監測系統
通過供水/排水管網GIS管理系統與管網監測系統的集成，實現兩個系統的優勢互補，管網GIS系統提供圖形數據和屬性數據，管網監測系統提供管網運行的實時數據，實現靜態和動態數據的有機結合，增強數據表達能力，保障數據的完整性、統一性和可靠性。
巡查養護系統
事故定位：系統根據事故地點，顯示出周圍一定半徑范圍內的泵站。
查詢統計：該功能可以實現對某一區域內符合某一屬性條件的某種設備的查詢和展示，結果通過列表和餅圖進行展示。
管線巡線任務查詢：系統以任務列表的形式將所有任務展現出來，可以進行篩選，實現對管線巡線任務的查看。
管線巡線任務填報：在任務執行過程中，工作人員按照任務規定的管線巡線區域進行巡檢，記錄管線巡線的情況，在設備詳情中，記錄描述信息，并拍攝設備的照片，一起上報。
管線巡線查詢：通過設定查詢時間段，查詢列表即可展示該時間段內的管線巡線情況。
報修：在管線巡線過程中，將所遇到的堵點情況以及其他故障情況，上報故障信息，形成報修工單。
搶修任務查詢：系統以任務列表的形式將所有任務展現出來，并可以通過任務狀態、派發時間等查詢條件進行篩選。
搶修任務填報：工作人員在接收到搶修任務后，利用手機對工單進行處理、拍照，并進行上報。
資產糾錯：巡查過程中對資產信息的錯誤情況進行上報。通過選擇需要糾錯的設備類型，填寫錯誤描述、地點描述，拍攝設備照片，進行上報。
5.5、管網優化調度系統(水力模型)
管網優化調度解決方案主要由SCADA系統和獨有的在線水力模型OWPM系統，利用實時在線水力模型OWPM系統,進行水力建模和供水管網的運營管理,執行供水管網:
水力特性與水質的仿真》歷史、當前、未來以及各個位置的仿真》提供SCADA系統無法關注到的“死角”
與其他離線水力模型系統不同的是:
實時分析、追蹤當前水力、水質狀況
流量、壓勵、水質、用水負荷的預測，觀測管網未來運行趨勢
為日常調度方案、應急調度預案等提供輔助決策
與相關開放式應用程序輕易地、降低成本的整合
利用優化模塊幫助您解決管網設計優化和運行優化的問題
5.6、管網漏損管理系統(含DMA系統)
大用戶遠程抄表/分區計量管理系統（DMA）
通過對各DMA(獨立計量區域）內的流量和壓力節點實施遠程實時監測，既可及時發現管網供水異常，又可測算出區域的漏損情況、并輔助查找漏點，有效降低管網漏損率和產銷差率。
5.7、SCADA遠程監控方案（可云組態）
遠程漏測和控制客戶需求:
實時掌握管網運行狀態
減少數據空缺,保證數據的完整性
供電問題
控制站易于維護
適應惡劣環境
隨著水務監控和管理要求越來越高,水務系統中需要大量增加監控點，尤其在一下領域:
水源地區保護,水文水質監測
水源取水監測和水泵控制
輸水泵站監控
小型制水廠水泵監控
供水官網壓力、流量、水質監測和泵站控制
大用戶用水泵站監控、二次供水監控
小型污水處理廠水泵、風機遠程監控排水泵站監控,排水官網監測積水點水位監測
水利灌溉遠程泵站控制
重要位置(地下、隧道內)的管網監測和閥門控制等
由于監控點十分分散，許多監控點分別處于野外.隧道內、特殊位置等,測站供電、建筑設施條件有限,不便于人工現場管理和控制監測站，因此需要可靠的遠程SCADA系統解決方案。
在遠程控制解決方案中,充分考慮了遠程終端設備(RTU )的監控和通訊能力,可編程邏輯控制器( PLC )的處理和數據存儲能力，提供了卓越的遠程自動監控和遠程自主控制功能。
5.8、視頻監控系統
提供視頻瀏覽組件和模塊，支持通過Web端和手機端訪問云企業中心的視頻監控模塊，通過調用視頻監控，實時監控水廠各工藝段、泵站以及運維巡檢維修過程中的視頻圖像，同時可以把視頻監控畫面與工藝數據展示畫面結合在一起。
6、智能化管理解決方案
6.1、用戶管理服務系統
l 用戶管理
l 抄表管理
l 收費管理
l 安裝管理
l 報修管理
l 投訴管理
6.2、BPM工程項目管理系統
l 合同管理
l 進度管理
l 成本管理
l 物資管理
l 質量管理
l 安全管理
l 竣工管理
l 風險管理
l 施工設備管理
6.3、ERP企業資源計劃系統
l 會計核算
l 財務管理
l 生產控制管理
l 物流管理
l 采購管理
l 分銷管理
l 庫存控制
l 人力資源管理
6.4、云辦公系統
l 審批管理
l 智能考勤
l 簽到
l 日志
l 公告
l 智能辦公室
l 人員監控
l 車輛監控
l 數據分析
7、電子人客戶端（個人端）
是智慧水務運營平臺的個人端，包括IOS、Android、PC客戶端，主要功能：
l 建立企業云端平臺智能化管理我的企業
l 建立我的業務圈智能化開展我的業務
l 建立我的智匯圈獲得更多社交化資源
l 建立我的專業知識庫助力我的工作智能化
8、按水處理能力的方案選型
水處理廠分類
三、IT與OT軟/硬件系統集成
1、享控智能水行業全集成解決方案
通過我們的以DZRPlus云平臺為核心的系統化整體集成解決方案，將為您打通傳統系統集成無法完成的IT與OT的無縫融合，讓您的設備運行數據、生產數據、用戶數據、甚至氣象數據、外部經濟政治數據等全部集中于您的運營平臺之中，為用戶用水分析、水力模型建立及用水調度、設備故障預測分析、節能分析提供分析數據，從而提高效率，降低運營成本。
2、享控智能產品
l 服務器與網絡產品
l 智能控制終端
四、全生命周期服務
基于享控智能集團旗下的享控云網（聚焦工業服務的工業互聯網平臺seakoon.com）上的成千上萬的自有品牌、自營品牌工業品及全國各地的線下享控云網智能工業服務產業園的龐大的工業服務合作伙伴，我們將提供以下4S級工業增值服務：
五、主要客戶案例
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