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浅谈城市智慧水务建设的几点思考核心思路

来源:hthcom下载    发布时间:2024-03-13 22:49:21

  本文粗略地介绍了城市智慧水务建设的相关联的内容,通过对现阶段城市智慧水务建设中存在的问题做多元化的分析,来探讨城市智慧水务(供水)建设的有效措施,以明确城市智慧水务(供水)建设的重要性,转变传统的城市水务管理模式,充分的发挥现代科学技术的作用,利用信息资源来构建完善的智慧水务体系,优化管理供水系统生产、调度和服务所有的环节,以提高供水质量,满足大家的供水需求,从而保障市政公共服务质量。

  近年来,随着我们国家社会经济的快速地发展,人们的生活水平逐步提升,其对生活品质要求越来越高,关注于城市建设工作。为加快城市现代化建设进程,应当引入智慧城市概念,充分的发挥现代科学技术,以提高城市现代化水平。在智慧城市建设过程中,智慧水务建设是其中的重要组成部分,须予以格外的重视,不容忽视。智慧水务建设中重要的生产要素是信息资源,其需要利用先进的科学技术来采集有关数据,并对其进行自动分析,构建完善的水务系统,以为相关决策提供较为可靠的参考是依据,以保障决策的正确性,规范供水系统生产流程,转变传统的粗放型管理模式,实施精细化管理,来提升水资源利用率。

  城市智慧水务建设,要求将信息资源作为主要生产要素,旨在推动供水、排水系统的改革,充分的发挥现代计算机信息技术,提高供水服务质量,实现供水调度的智能化,转变过去传统的粗放型管理模式,走精细化管理道路,管控管网供水系统的每一个环节和步骤。为实现城市智慧水务建设目标,需优化资源配置,实现资源数据共享,以便于减少能源消耗,提高资源利用率。

  城市智慧水务建设,具备比较好的经济效益,其大多数表现在以下几个方面:一是能够强化城市的水务协同智慧能力,有利于降低智慧水务建设的经济损失。可通过现代化科学技术,实施监测工作,增设监测站点,掌握监测信息,并据此来进行科学的指挥调度,重视水环境治理工作,有效应对突发事件,降低安全风险。二是有利于实现资源的优化配置,提高投资效益。智慧水务建设需遵循集约共享原则,基于云计算环境,所有的信息基础设施中的信息都要进行统一管理,相互连接,于水务行业内部共享信息资源,以便于各部门之间协调配合,协同作业,提高各项设施的应用效率,实现投资效益大化。三是有利于统一水务数据服务,降低重复性投入,避免资源、资金的浪费。通过建立专业数据库,可提供可靠的水务设施数据服务,为各行业提供较为可靠的供水务管理数据服务,以便于做出科学的分析和决策,减少重复性建设,获得更多的经济效益。四是有利于推动水务改革,解决城市水务管理中存在的各项问题,缓解水资源供需矛盾,推动智慧水务的建设,拉动城市经济稳步的增长,构建完善的数字资源共享机制。

  现阶段,在城市智慧水务建设过程中还存在着一定的问题,有待于进一步解决,其问题主要有:一是并未明确城市智慧水务建设目标,没有根据真实的情况来细化城市智慧水务建设目标,未能据此来制定完善的分步实施计划,以致城市智慧水务建设工作缺乏指导性和目标性。部分人员并不具备良好的计算机运用能力,缺乏扎实的计算机基本知识,以致智慧水务 (供水)建设工作难以有序展开。二是在建设城市智慧水务 (供水)之前,没有依据市场需求和企业的真实的情况,来科学规划建设方案,缺乏完善的顶层设计,未制定适宜的实施步骤,以致建设工作质量得不到保障。三是没有将企业现有的系统与城市智慧水务建设相结合,缺乏集成化管理,各系统之间缺乏一定的关联性,没办法实现信息数据共享,不利于城市管网供水系统的长久发展。四是未成立专门的管理小组来实施城市智慧水务(供水)建设工作,有关人员缺乏定期培训,不具备良好的创新意识,未能掌握扎实的计算机信息技术,以致智慧水务建设工作开展难度较大。

  为有效建设城市智慧水务(供水)建设,应当明确建设目标,建立完整的智慧水务系统,自动采集有关数据并对其进行科学分析,以充分的发挥水务系统的作用,不断地优化水务系统,加大管网系统管理力度,实施有效的监控工作,以促进水务系统信息化水平的提升,使之综合功能得到充分发挥。对公司来说,智慧水务转变了传统的供水系统管理模式,其实施了精细化管理,对供水系统来进行动态化控制,以便于规范供水系统的生产流程,做好供水调度工作,提高供水系统的服务的品质,以减少漏损率,降低每一吨水的成本,缩小公司制作和销售之间的差额,在避免水价增高的基础上,为公司能够带来更多的经济效益,贯彻落实惠民政策。对于市政管理来说,城市智慧水务建设有利于降低供水公共安全事故风险,可及时进行事故处理,拓展了事故解决方法,可利用智慧城市平台,将城市供水、电力、通信等相结合,协同发展,以为城市现代化建设决策提供重要依据。

  一是要实现供水管网数字化。指的是在建设城市智慧水务(供水)的过程中,应当充分的利用大数据技术,建立健全供水管网数据库,以便于统一管理水厂、用户的各项供水管网资料,实现信息化管理,有效采集和整理管道资料、水表资料、阀门资料、施工资料、维修养护资料等,以便于保障管网系统的正常运行。

  二是要实现管网管理动态化。要加强城市管网资料管理工作,实施动态化管理,既要保存好管网原有的管网资料,还要实时更新新的管网资料,将新建或是改建的管网资料添加于资料库中,并充分的利用卫星定位系统技术,以及其他测绘数据技术,来保证数据库的同步更新,提高管网数据的真实性、准确性和完整性。

  三是要实现供水管网可视化。指的是在进行供水管网管理工作的时候,应当利用现代科学技术,将城市中管网、管线,以及有关的资料于地图中呈现出来,以利于查询、统计工作的开展。可将其进行打印、输出,提供地下管线三维可视化浏览服务,方便查询地下管线的横断图、纵断图,为城市供水管网的规划建设提供重要依据和详细资料,方便改扩建供水管网,并做好相应的维修工作。

  四是要实现决策支持智能化。指的是若发生城市供水事故,应当通过智慧水务(供水)系统找到故障发生位置,并根据其真实的情况来制定适宜的处理方案,提高关阀的科学性和准确性,及时排除供水系统中的故障,缩短停水时间,避免水资源的浪费。可通过现代信息化工具来计算漏水量,合理分布漏水点并予以科学管理,辅助管网部门开展查漏工作,从而优化水资源配置,促进水资源利用率的提升。

  五是实现供水信息集成化。指的是应当加强对供水信息数据的管理,于地图上直观展示实时检测结果,将水质信息、水量信息、水压信息呈现于地图上,并实时汇报客户的用水情况,掌握供水管网改建、扩建施工进度,和相关检修人员的维修状况和具置,以便于把控城市供水系统运行情况。

  为建立科学的城市智慧水务(供水)系统,应当优化顶层设计。在前期建设过程中,需要基于企业当前的组织框架结构来进行构想,不可脱离现实,需从多方位、多角度来进行综合性思考,把控好每一个环节,不可忽视生产、营销、管理和决策各单元。要加强各部门之间的交流与沟通,了解有关部门的实际的需求,基于此来确定城市智慧水务(供水)的建设内容。在建设智慧水务(供水)的时候,应当以供水综合运营指挥平台为核心,围绕此核心来开展各项子业务,建立健全子业务系统,有效集成管理各业务系统的软件、硬件,充分的发挥信息技术,加强各业务系统之间的协调配合,突破彼此之间的隔阂,防止信息孤岛,以便于实现数据共享,提高信息资源利用率,科学分析有关数据,挖掘数据中的各项有效信息,并根据所得到的信息来发现其中存在的问题,实施针对性措施来加以解决,从而促进城市管网供水系统生产效率的提升,保障管网供水系统的正常运行。

  在完成城市智慧水务(供水)系统建设构想之后,应该要依据所制定的建设方案来分步实施,并从多方面来进行考虑。这并不是一项简单的工作,其涉及多方面内容,具有一定的复杂性,应当实施综合性管理。由于其需要的资金投入较大,任务量比较重,则应该依据企业的真实的情况来制定分步实施计划。一般来说,可将其分为三个阶段来进行建设,制定科学的近期建设规划、中期建设规划和远期建设规划。将迫切需求放在近期计划中,如建设数据中心、建设地理信息系统、整合原有系统,建设DMA分区计量系统等;中期建设规划应当包括但不限于巡线系统、泵站监控系统、营业收费系统、管网检测系统和表务管理系统等;远期建设则涵盖了客服系统建设、水质检测系统建设,以及绩效分析、产销差量化分析和能耗分析等内容。

  在建设城市智慧水务(供水)的过程中,企业应当基于现有系统来进行相对有效的整合。以某企业为例,其当前所使用的系统有供水调度系统、客户服务热线系统和营业收费系统。这3个系统具有相对独立性,单独存在,并不具备联系性。导致企业在对有关信息做处理的时候,没办法实现信息数据共享,只能在科室内、部门内进行信息处理,存在严重的信息孤岛现象,不利于水务管理工作的顺利开展。基于此,企业应当充分的发挥现代科学技术,建立完整的智慧水务综合运营平台,突破各部门、各科室之间信息的局限性,消除信息孤岛,实施科学的管理工作,以便于根据真实的情况来做综合调度,保障供水的安全性,起到良好的能源节约作用,减少漏耗,来提升供水服务水平。

  建设供水综合运营智慧平台的时候,可将其分为4个板块:首先是水生产子系统;其次是管理子系统;第三个板块是营销子系统;第四个板块是决策子系统。这4个板块包括了供水系统的生产、运营、决策等所有的环节,涵盖了所有步骤,具有一定的兼容性,其可以和企业当前现有的系统功能进行整合,比如说可将现有的地理信息系统和财务收费系统融合在一起,均纳入到供水综合运营智慧平台中。此系统平台

  有着一定的开发性,能适应软件、硬件的升级,有利于优化视频监控系统、泵站监测系统。

  为保障城市智慧水务(供水)建设工作的顺利开展,应当成立专门的管理小组,充分认识到此项工作的难度和挑战性,其需要耗费大量的时间和精力,要从各方面来实施综合性管控,如此才能有效推进各项工作的开展。可从核心科室中抽取人员,成立专门的城市智慧水务工作管理小组,及时有效地发现工作中存在的问题,并实施针对性措施来加以解决。可定期加强对管理小组人员的培训,提升管理小组成员的知识水平和业务能力,强化小组成员的责任意识,培养其良好的职业道德素养,从而有效完成城市智慧水务建设目标。

  安科瑞电气具备从终端感知、边缘计算到能效管理平台的产品生态体系,AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台通过在污水厂源、网、荷、储、充的各个关键节点安装保护、监测、分析、治理装置,用于监测污水厂能耗总量和能耗强度,监测主要用能设备能效,保护污水厂运行安全可靠,提高污水厂能效,为污水处理的能效管理提供科学、精细的解决方案。

  AcrelEMS智慧水务综合能效管理系统由变电站综合自动化系统、电力监控及能效管理系统组成,涵盖了水务中压变配电系统、电气安全、应急电源、能源管理、照明控制、设备运维等,贯穿水务能源流的始终,帮助运维管理人员通过一套平台、一个APP实时了解水务配电系统运作状况,并且根据权限可以适用于水务后勤部门管理需要。

  对水务配电系统中35kV、10kV电压等级配置继电保护和弧光保护,实现遥测、遥信、遥控、遥调等功能,对不正常的情况及时预警。

  监测变压器、水泵、鼓风机的电流、电压、有功/无功功率、功率因数、负荷率、温度、三相平衡、异常报警等数据。

  水务中大量的大功率电机、水泵变频启动导致配电系统中存在大量谐波,通过监测其配电系统的谐波畸变、电压波动、闪变和容忍度指标分析其电能质量,并配置对应的电能质量治理措施提高供电电能质量。

  马达监控实现水务中电机的保护、遥测、遥信、遥控功能,电动机保护器能对过载、短路、缺相、漏电等不正常的情况进行保护、监测和报警。准确地反映出故障状态、故障时间、故障地点、及相关信息,对电机进行健康诊断和预防性维护。同时支持与PLC、软启、变频器等配合,实现电动机自动或远程控制,监视、控制各个工艺设备,保障正常生产。

  为水务搭建计量体系,显示水务的能源流向和能源损耗,通过能源流向图帮助水务分析能源消耗去向,找出能源消耗异常区域。

  将所有有关能源的参数集中在一个看板中,从多重维度对比分析,实现各个工艺环节的能耗对比,帮助领导掌控整个工厂的能源消耗,能源成本,标煤排放等的情况。

  能耗数据统计采集水务中污水厂、自来水厂、水泵站等的用电、用水、燃气、冷热量消耗量,同环比对比分析,能耗总量和能耗强度计算,标煤计算和CO2排放统计趋势。

  能效分析按三级计量架构,分别进行能效分析,契合能源管理体系要求,可对各车间/职能部门的能效水平做多元化的分析,同比、环比、对标等。通过污水处理产量以及系统采集的能耗数据,在污水单耗中生成污水单耗趋势图,并进行同比和环比分析,同时将污水的单耗与行业/国家/国际先进指标对标,以便企业可以依据产品单耗情况来调整生产的基本工艺,以此来降低能耗。

  系统为污水厂、自来水厂、水泵站等提供了照明控制管理方案,支持单控、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式,模块可根据经纬度自动识别日出日落时间实现自动控制功能,尽量利用自然光照,实现室内、厂区照明的智能控制达到安全、节能的目的。

  监测配电系统回路的漏电电流和线缆温度,实现对污水厂、自来水厂、水泵站的电气安全预警。

  根据预先设置的应急预案快速启动疏散方案引导人员疏散。系统接入消防应急照明指示系统数据,通过平面图显示疏散指示灯具工作状态和异常情况。

  监测消防设施的工作电源是不是正常,保障在发生火灾时消防设施可以正常投入使用。

  防火门监控系统集中控制其各终端设备即防火门监控模块、电动闭门器、电磁释放器的工作状态,实时监测疏散通道防火门的开启、关闭及故障状态,显示终端设备开路、短路等故障信号。系统采用消防二总线将具有通信功能的监控模块相互连接起来,当终端设备发生短路、断路等故障时,防火门监控器能发出报警信号,能指示报警部位并保存报警信息,保障了电气安全的可靠性。

  污水厂、自来水厂、水泵站等场所温湿度、烟雾、积水浸水、视频、UPS电池间可燃气体浓度展示和预警,保障污水厂、自来水厂、水泵站等安全运行。当可燃气体或有害化学气体浓度超标可自动启动排风风机或新风系统,排除隐患,保持良好的水处理环境。

  实时监测低压并网柜每路的电流、电压、功率等电气参数及断路器开关状态,逆变器运行监视,对逆变器直流侧每一光伏组串的输入直流电压、直流电流、直流功率,逆变器交流电压、交流电流、频率、功率因数、当前发电功率、累计发电量进行监测,以曲线方式绘制上述监测的各个参量的历史数据。

  平台结合厂区实际分布情况,通过3D或2.5D平面图显示分布式光伏组件在屋顶、车棚的分布情况,显示汇流箱、并网点位置,各个屋顶的装机容量。

  4.9工艺仿线D方式实时监视粗格栅、污水提升、细格栅、曝气沉砂、改良生化处理、二沉、加氯接触消毒、污泥浓缩压滤、生物除臭等工艺设备正常运行状态。在格栅清渣机、污水提升泵、回流泵、曝气风机、加药泵、浓缩压滤机、吸沙泵、吸泥泵等低压电动机控制柜或低压馈电柜安装电动机保护,进行短路、过流、过载、起动超时、断相、不平衡、低功率、接地/漏电、te保护、堵转、逆序、温度等保护以及外部故障连锁停机,与PLC、软启、变频器等配合,实现电动机自动或远程控制,监视、控制各个工艺设备,保障正常。

  相间电流速断保护,相间限时电流速断保护(可带低压闭锁),相间过电流保护(可带低压闭锁),两段式零序过流保护,反时限相间过流保护(可带低压闭锁),零序反时限过流保护,过负荷保护,控制回路异常告警。

  分合闸位置、手车工作/试验位置、接地刀闸位置、硬接 点信号(保护跳闸、装置告警、控制回路断线、 装置异常、未储能、事故总等)、报文(过流、过负荷、超温报警、过温报警、装置告警、PT 断线、CT 断线、对时异常等) 、遥控 开关、故障波形分析(故障录波、故障波形、故障记录、 跳闸、故障电流电压)等。

  一次回路动态模拟图、弹簧储能指示、高压带电显示及闭锁、验电、核相、自动温湿度控制及显示(标配一路强制加热)、远方/就地旋钮、分合闸旋钮、储能旋钮、人体感应、柜内照明控制、RS485接口、高压柜内电气接点无线

  该仪表采用交流采样技术,能分别测量电网中的电流、电压、功率、功率因数和电能等参数,可通过面板薄膜开关设置倍率。带RS-485通讯接口,采用Modbus协议;也可将电量信号转换成标准的直流模拟信号输出;或带开关量输入/输出,继电器报警输出等功能。

  主控单元,可接20路弧光信号或4个扩展单元,配置弧光保护(8组)、失灵保护(4组)、TA断线个跳闸出口;

  弧光探头,可安装于中压开关柜的母线室、断路器室或电缆室,也可于低压柜。弧光探头的检验测试范围为180°,半径0.5m的扇形区域;

  相电压电流+零序电压零序电流,电压电流不平衡度,有功无功功率及电能、事件告警及故障录波,谐波(电压/电流63次谐波、63组间谐波、谐波相角、谐波含有率、谐波功率、谐波畸变率、K因子)、波动/闪变、电压暂升、电压暂降、电压瞬态、电压中断、1024点波形采样、触发及定时录波,波形实时显示及故障波形查看,PQDIF格式文件存储,内存32G,16D0+22D1,通讯2RS485+1RS232+1GPS,3以太网接口(+1维护网口)+1USB接口支持U盘读取数据,支持61850协议

  该仪表采用交流采样技术,能分别测量电网中的电流、电压、功率、功率因数和电能等参数,可通过面板薄膜开关设置倍率。带RS-485通讯接口,采用Modbus协议;也可将电量信号转换成标准的直流模拟信号输出;或带开关量输入/输出,继电器报警输出等功能。

  测量I、U、Hz、cosΦ,具备过电压保护、欠流锁定、电网谐波过大保护功能,可控制电容器的投切,RS485/Modbus协议

  ANSVC低压无功功率补偿装置并联在整个供电系统中,能根据电网中负载功率因数的变化通过控制器控制电力电容器投切进行补偿,无功功率补偿装置采用散件组成方案,主要以电容电抗、投切开关、控制器等组成。

  ANAPF系列有源电力滤波器通过电流互感器采集系统谐波电流,经控制器快速计算并提取各次谐波电流的含量,产生谐波电流指令,通过功率执行器件产生与谐波电流幅值相等方向相反的补偿电流,并注入电力系统中,从而抵消非线性负载所产生的谐波电流。

  智能电动机保护器(以下简称保护器)适用于标称电压至 660V 的低压电动机回路,集保护、测量、控制、通讯、运维于一体。其完善的保护功能确保电动机安全运作,带有逻辑可编程功能,能够完全满足多种控制方式。可选配不同通讯模块适应现场通讯需求。该产品采用分体式结构,由主体、显示单元、互感器组成,可适应任何柜体的安装。具有许昌开普研究院有限公司、国家继电保护及自动化设备质量监督检验中心检测合格的型式检验报告证书和电磁兼容检验证书,

  光电式烟雾传感; 电源正极(DC 12V):+12V,继电器输出:常开触点

  接触式水浸传感器,监测变电所、电缆沟、控制室等场所积水情况,工作电源:DC 10-30V 工作时候的温度:-20℃~+60℃ 工作湿度:0%RH~80%RH 响应时间:1s 继电器输出:常开触点

  总而言之,在城市智慧水务建设过程中,应当充分的发挥现代科学技术的作用,明确建设目标,优化顶层设计,严格按照相关步骤来执行作业。

  【1】方倩.关于城市智慧水务(供水)建设的几点思考核心思路[J].科学视野,2022(4):4-6.

  【3】朱栋华,屠琴晓.关于智慧城市水务体系有关问题的思考[J].水能经济,2016(2):154.

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