李劍輝 戴宏鑫 謝婧怡 梅祥軍 趙斌龍 曹夢輝 楊博文

摘要：當(dāng)今時代的信息技術(shù)正在以前所未有的速度蓬勃發(fā)展，從而衍生出了各種新型產(chǎn)業(yè)，也改變了各種傳統(tǒng)管理模式，智慧城市就是最具代表性的一種新型城市管理形態(tài)。智慧城市是基于先進(jìn)的信息技術(shù)發(fā)展而來的，即利用發(fā)達(dá)的信息技術(shù)在城市之間形成一套完整的服務(wù)系統(tǒng)，從而使人們對城市的管理更為便捷。利用智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺系統(tǒng)管理水資源，是水利工程管理的新思路。新的通訊信息技術(shù)的發(fā)展為智慧泵站實(shí)施提供了技術(shù)支撐，降低了搭建難度和成本。通過該平臺，用戶可遠(yuǎn)程獲取大量信息數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，依靠大數(shù)據(jù)來決策，提高管理效能，解決目前區(qū)域內(nèi)水資源分配的各種弊端。

關(guān)鍵詞：水利工程;智慧化;管理技術(shù)

目前我國已經(jīng)具備規(guī)?；乃こ淘O(shè)施，也具備開展水資源科學(xué)化管理的條件，能夠有效實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置。水利工程管理主要包括了人力資源管理和水資源管理兩個方面。在新時代背景下，現(xiàn)代水利工程管理要進(jìn)行精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)公平合理決策，這就對數(shù)據(jù)平臺提出了一定的要求，需能夠及時掌握水資源分布的數(shù)據(jù)信息和預(yù)測數(shù)據(jù)，為決策提供重要的依據(jù)，而智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺 就能夠滿足水利工程管理的相關(guān)要求，它能夠?qū)崿F(xiàn)人與物、人與人、物與物之間的有效連接，從而形成物聯(lián)網(wǎng)。

一、智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺

我國水資源豐富，但人均占有量少，且水患較多，同時人們節(jié)水意識淡薄，浪費(fèi)嚴(yán)重，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和水資源開發(fā)活動增多，水資源保護(hù)壓力越來越大，提高水資源的使用效率迫在眉睫。我國目前已經(jīng)有相當(dāng)規(guī)模的水利工程設(shè)施，有基礎(chǔ)條件開展水資源科學(xué)管理，進(jìn)一步優(yōu)化配置水資源。水利工程管理包含了水資源和人力資源等管理，新時代背景下，水利工程管理越來越迫切需要大眾參與，進(jìn)行精細(xì)化的社會管理，實(shí)現(xiàn)公開透明和科學(xué)化的決策，這就要求獲得水資源分布的實(shí)時數(shù)據(jù)和預(yù)測數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)平臺的支持。智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺作為這樣的數(shù)據(jù)平臺，為泵站配備傳感器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、攝像頭等，將人與人、人與物、物與物之間相互聯(lián)系起來，構(gòu)建成一個物聯(lián)網(wǎng)。各泵站及各級監(jiān)控或服務(wù)中心、服務(wù)工程師、手機(jī)APP 等均通過云端與系統(tǒng)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵參數(shù)檢測，同時利用大數(shù)據(jù)云計(jì)算等技術(shù)，獲得可靠的分析數(shù)據(jù)和場景預(yù)測，接收異常預(yù)警及故障診斷，實(shí)時獲取綜合調(diào)度和智能控制流量等參數(shù)。

二、智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺的應(yīng)用意義

智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺在信息交互方面打破了各個區(qū)域的信息交流壁壘，增強(qiáng)了區(qū)域性聯(lián)動合作能力，實(shí)現(xiàn)了水資源分布數(shù)字化，各部分水利工程以網(wǎng)絡(luò)為紐帶，提供上下游的水位和水質(zhì)情況，分析出可調(diào)度的水資源和調(diào)度能力。新的水利工程管理工具會改變管理者的管理理念，推動管理體制的創(chuàng)新，提高水資源利用效率，有助于區(qū)域性的水利工程合作和發(fā)展，使得原有水利工程發(fā)揮出更大的社會經(jīng)濟(jì)效益。平臺實(shí)時更新和共享水資源信息，通過現(xiàn)有的水資源數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行綜合決策，加強(qiáng)了水利工程管理的協(xié)同工作。平臺接入了各個區(qū)域的水資源信息，各個區(qū)域的信息得到共享，為政府決策提供更加有效的信息支持，根據(jù)水利工程泵站配備情況，模擬水位升降情況，水利工程管理趨于精細(xì)化和精準(zhǔn)化，有助于快速準(zhǔn)確地管理和決策，通過平臺統(tǒng)一管理調(diào)度，制定有效的緊急預(yù)案，協(xié)調(diào)各個區(qū)域調(diào)水和救災(zāi)工作。

三、水利工程智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺的應(yīng)用

1、搭建智慧泵站。智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺要求配備傳感器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、攝像頭等設(shè)備，將人與人、人與物、物與物之間相互聯(lián)系起來，構(gòu)建成一個物聯(lián)網(wǎng)，智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺應(yīng)用分為現(xiàn)場控制層、傳輸層和應(yīng)用層，各個層功能各不相同?，F(xiàn)場控制層是指各個泵站的現(xiàn)場操作站，主要功能是執(zhí)行指令和傳輸數(shù)據(jù)。傳輸層是指云服務(wù)器，是一種簡單高效、安全可靠、處理能力較強(qiáng)的技術(shù)服務(wù)器，基于互聯(lián)網(wǎng)向用戶和企業(yè)提供數(shù)據(jù)的計(jì)算、存儲、在線備份等服務(wù)，可將水文信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心和調(diào)度中心，并傳達(dá)中心指令給現(xiàn)場控制層。而應(yīng)用層包括企業(yè)異地遠(yuǎn)程服務(wù)監(jiān)控中心、水利部門調(diào)度中心、企業(yè)控制中心、工程師站和手機(jī)APP 端，主要是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析，并下達(dá)相應(yīng)指令，要求界面友好，易于操作?，F(xiàn)場操作站配置包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)等。通過手機(jī)APP 登陸到視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時觀看現(xiàn)場情況。水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時監(jiān)控現(xiàn)有水質(zhì)，能夠提供實(shí)時的區(qū)域水質(zhì)情況，傳送至智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺，可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)調(diào)水，從而將死水變活水。

2、智慧泵站自動控制系統(tǒng)。智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺泵站控制系統(tǒng)是由下位機(jī)和上位機(jī)構(gòu)成，下位機(jī)是執(zhí)行層，上位機(jī)是操作層。下位機(jī)的具體功能是控制相關(guān)自動化設(shè)備，如閘門、電動閥和水泵等;變送各個傳感器信號，信號包括設(shè)備溫度（如定子溫度、軸承溫度）、上下游水位、水流量和揚(yáng)程、設(shè)備電壓等;啟動自動保護(hù)裝置，如超溫停機(jī)，過載停機(jī)等，實(shí)現(xiàn)閘門與泵的連鎖控制。上位機(jī)主要是組態(tài)界面，包含各個參數(shù)設(shè)置和操作按鈕、記錄報警和歷史數(shù)據(jù)，以及水利工程3D 模型，在模型中實(shí)時顯示泵站運(yùn)行情況。機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)測水泵機(jī)組設(shè)備是否正常工作，實(shí)現(xiàn)提前預(yù)警功能，最大限度降低損失，在每臺電機(jī)安裝若干個振動傳感器，對機(jī)組的振動情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并傳輸給平臺，由后臺進(jìn)行分析處理，將結(jié)果反饋給現(xiàn)場的上位機(jī)，管理者可通過移動端設(shè)備遠(yuǎn)程查看運(yùn)行狀況。智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺將人與人、人與物、物與物之間相互聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，提供了實(shí)時數(shù)據(jù)和場景預(yù)測，異常預(yù)警及故障診斷，綜合調(diào)度和智能控制流量等參數(shù)，促進(jìn)了大眾參與和水利工程的社會化管理，實(shí)現(xiàn)公開透明和科學(xué)化的決策。但是目前很多水利工程的設(shè)備陳舊，控制水平不高，如一些地區(qū)的電灌站都未實(shí)現(xiàn)自動化控制，無法滿足農(nóng)田灌溉自動化、信息化、智能化的發(fā)展需求。

在打造智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺時，應(yīng)將水利工程的設(shè)備自動化控制等內(nèi)容納入進(jìn)來，實(shí)現(xiàn)從底層到應(yīng)用層一條龍服務(wù)。在電灌站納入智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺 時，從其設(shè)備自動化改造開始，配備相關(guān)傳感器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，搭建網(wǎng)路設(shè)備等。但由于改造費(fèi)用相對較高，且智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺的管理理念還未被廣泛接受，泵站改造進(jìn)展情況還差強(qiáng)人意，未產(chǎn)生很大的示范效果。各地水利工程并未得到相關(guān)部門的重視，地區(qū)泵站管理比較松散，各個泵站同步改造很難進(jìn)行，建立泵站監(jiān)控中心的難度很大。因此打造智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺示范項(xiàng)目作用尤其重要，對重點(diǎn)泵站進(jìn)行智能化改造，作為成果案例推廣應(yīng)用，引起相關(guān)政府部門注意，將政府和企業(yè)聯(lián)合起來，引領(lǐng)地區(qū)的泵站管理技術(shù)變革，共同打造智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺，使得各個泵站信息得到共享，管理中心能夠?qū)崟r查看到各個區(qū)域的水文信息，利于管理者的統(tǒng)一調(diào)配，實(shí)現(xiàn)區(qū)域聯(lián)動調(diào)水，為保障民生工程、國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。

水利工程系統(tǒng)必須通過有效的管理，才能發(fā)揮最大的社會經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)有水資源管理方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化復(fù)雜的水資源需求?；诒谜镜淖詣踊椭悄芑A(chǔ)，利用智慧水務(wù)綜合服務(wù)平臺進(jìn)行水利工程管理泵站，不僅具備調(diào)水功能，還能提供區(qū)域水資源的容量、水質(zhì)等信息和泵站運(yùn)行診斷功能等，保證工程建筑和設(shè)備的完整、安全，處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，以便充分發(fā)揮水資源調(diào)度能力，實(shí)現(xiàn)區(qū)域統(tǒng)一決策調(diào)度，更好地發(fā)揮防洪、抗旱、供水和環(huán)境保護(hù)等功效。

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