安科瑞 陳聰

摘要:智慧水務(wù)具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)調(diào)控、及時(shí)預(yù)警、動(dòng)態(tài)模擬、預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)、仿真模擬等特點(diǎn)，不僅是順應(yīng)信息化和城鎮(zhèn)化發(fā)展趨勢(shì)的需要，而且可以為全國一體化在線政務(wù)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)管理、服務(wù)模式、流程優(yōu)化積累經(jīng)驗(yàn)。文章以深圳寶安區(qū)為例，通過對(duì)該區(qū)當(dāng)前水務(wù)狀況的總結(jié)分析，指出了水務(wù)管理業(yè)務(wù)現(xiàn)狀存在的主要問題，提出以“一張網(wǎng)、兩支撐、三門戶、四應(yīng)用、四體系”為總體框架的智慧水務(wù)系統(tǒng)，同時(shí)提出了“數(shù)據(jù)預(yù)處理、異常值檢測(cè)、空缺值填補(bǔ)”三階段水務(wù)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可為推動(dòng)類似地區(qū)智慧水務(wù)建設(shè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞:深圳寶安區(qū)；智慧水務(wù)系統(tǒng)；框架構(gòu)建；水務(wù)數(shù)據(jù)；處理技術(shù)

１ 寶安區(qū)水務(wù)現(xiàn)狀

河流基本情況:寶安區(qū)共有66條河涌，66條河涌分屬茅洲河及珠江口沿海河涌?jī)纱笏担傞L(zhǎng)254km，流域總面積532km²。全區(qū)水環(huán)境狀況有以下幾個(gè)特點(diǎn):一是水質(zhì)污染嚴(yán)重，主要污染物為氨氮、總磷和陰離子表面活性劑；二是感潮河流多66條河流有50條為感潮型河流，感潮河段占總河長(zhǎng)約50%，影響面積達(dá)176km²，約占全區(qū)總面積的45%；三是防洪達(dá)標(biāo)率低，全區(qū)河道有168km未達(dá)防洪標(biāo)準(zhǔn)，占總長(zhǎng)的66%。

水庫基本情況:寶安區(qū)共有12座水庫，其中市管水庫2座，區(qū)管水庫10座，中型水庫3座小(1)型水庫7座，小(2)型水庫2座。鐵崗水庫石巖水庫、羅田水庫作為主要在用集中式生活飲用水水源，寶安區(qū)主要飲用水源水質(zhì)良好，全區(qū)飲用水源水質(zhì)達(dá)標(biāo)率為100%。鐵崗水庫、石巖水庫羅田水庫水質(zhì)類別為亞類，水質(zhì)為優(yōu)，水庫水質(zhì)保持穩(wěn)定。

泵站基本情況:全區(qū)共有132座泵站，包括現(xiàn)狀排澇泵站、規(guī)劃排澇泵和污水泵站，現(xiàn)狀排澇泵站104座，抽排規(guī)模697.05m/s；規(guī)劃排澇泵站17座，抽排規(guī)模565.28m/s；規(guī)劃泵站建成后總抽排規(guī)模1262.33m/s。污水泵站11座，總抽排規(guī)模185.7萬。

排水管網(wǎng)情況:全區(qū)目前已市場(chǎng)化委托運(yùn)營(yíng)的排水管網(wǎng)共6732km，其中市政排水管網(wǎng)2882km。社區(qū)排水管網(wǎng)3475km，其他道路排水管網(wǎng)375km。水閘基本情況:寶安區(qū)一共有63個(gè)水閘，大部分服役年限為10~30年。

水質(zhì)凈化廠情況:寶安區(qū)已建水質(zhì)凈化廠6座，設(shè)計(jì)污水處理能力116.5萬m/d

人工濕地情況:寶安區(qū)已建成4個(gè)石巖、黃麻布、塘頭河和牛城人工濕地及快滲工程，總規(guī)模為8.8萬m'/d。

水廠基本情況:寶安區(qū)共有深水寶安水務(wù)有限公司有限公司及松崗自來水公司2家供水企業(yè)，共有水廠9座，水廠總設(shè)計(jì)規(guī)模達(dá)176萬m/d，實(shí)際日平均供水規(guī)模為110.3萬m/d。

易澇點(diǎn)情況:目前寶安共有29個(gè)易澇點(diǎn)區(qū)域，35個(gè)易積水點(diǎn)區(qū)域。

2 存在的主要問題

當(dāng)前，寶安區(qū)水務(wù)管理業(yè)務(wù)現(xiàn)狀主要存在以下問題:①監(jiān)測(cè)點(diǎn)位缺失，水務(wù)設(shè)施狀態(tài)不明；②整體規(guī)劃滯后、分散建設(shè)、資源有待進(jìn)一步整合；③局內(nèi)系統(tǒng)割裂，數(shù)據(jù)共享困難；④橫向系統(tǒng)未對(duì)接，業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)難實(shí)現(xiàn)；⑤系統(tǒng)缺失老舊，業(yè)務(wù)覆蓋不完善；⑥數(shù)據(jù)價(jià)值未發(fā)揮，智慧決策待實(shí)現(xiàn)。

3 智慧水務(wù)系統(tǒng)構(gòu)建

為進(jìn)一步提升寶安區(qū)水務(wù)監(jiān)管智能化、智慧化水平，結(jié)合寶安區(qū)水務(wù)局實(shí)際情況，堅(jiān)持“統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，繼承優(yōu)化、整建結(jié)合，共建共享、共享，聚焦應(yīng)用、服務(wù)，安全可靠、發(fā)布”的設(shè)計(jì)原則，充分利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、3S和5D等技術(shù)，構(gòu)建寶安區(qū)智慧水務(wù)系統(tǒng)，本系統(tǒng)可簡(jiǎn)述為“一張網(wǎng)、、兩支撐三門戶、四應(yīng)用、四體系”，根據(jù)項(xiàng)目的建設(shè)任務(wù)和設(shè)計(jì)邊界，本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)對(duì)象和范圍如下:

一張網(wǎng):一張網(wǎng)承擔(dān)信息的采集和匯集。主要包括水庫安全監(jiān)控、地表水監(jiān)測(cè)、易澇點(diǎn)監(jiān)測(cè)、排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)、泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控、視頻監(jiān)控等。

兩支撐:包括智慧水務(wù)信息資源分系統(tǒng)和智慧水務(wù)應(yīng)用支撐分系統(tǒng)。智慧水務(wù)信息資源分系統(tǒng)將傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)，主要包括監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)庫和業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)庫。智慧水務(wù)應(yīng)用支撐分系統(tǒng)通過組裝可復(fù)用業(yè)務(wù)構(gòu)件的方式來打造智慧水務(wù)的各種智慧應(yīng)用系統(tǒng)，同時(shí)，對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口和服務(wù)接口，將面向不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境發(fā)布不同的服務(wù)接口。四應(yīng)用:包括水務(wù)管理分系統(tǒng)、綜合管理分系統(tǒng)、智慧管控分系統(tǒng)和決策支持分系統(tǒng)4個(gè)分系統(tǒng)，涵蓋區(qū)水務(wù)局水務(wù)監(jiān)管業(yè)務(wù)、綜合管理業(yè)務(wù)、公眾服務(wù)、決策支持，能夠?yàn)閰^(qū)水務(wù)局提供業(yè)務(wù)支持三門戶:包括內(nèi)網(wǎng)辦公門戶、移動(dòng)應(yīng)用門戶公共服務(wù)門戶。公共服務(wù)門戶將采用局內(nèi)已建的寶安水務(wù)局門戶網(wǎng)站，并與項(xiàng)目系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通。四體系:包括政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、信息安全和運(yùn)營(yíng)服務(wù)體系。

以寶安區(qū)管控水務(wù)分為載體，基于“智慧寶安管控指揮+10個(gè)街道辦+126個(gè)社區(qū)+主要職能部門分”的“1+10+126+N”的智慧寶安建設(shè)運(yùn)行平臺(tái)，綜合運(yùn)用智慧寶安大數(shù)據(jù)資源，通過數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)寶安區(qū)水務(wù)局向上對(duì)寶安區(qū)管控、向下對(duì)各科室的“上下級(jí)聯(lián)動(dòng)”，打通上級(jí)單位對(duì)下級(jí)單位的監(jiān)督監(jiān)控、事件分撥、協(xié)同指揮和應(yīng)急指揮，打通下級(jí)單位向上級(jí)的事件上報(bào)和數(shù)據(jù)上報(bào)，實(shí)現(xiàn)寶安區(qū)水務(wù)狀態(tài)的綜合展示、監(jiān)測(cè)預(yù)警、數(shù)據(jù)決策支持和聯(lián)動(dòng)指揮。

4 數(shù)據(jù)處理技術(shù)

4.1 水務(wù)數(shù)據(jù)分類及特點(diǎn)

根據(jù)寶安區(qū)智慧水務(wù)系統(tǒng)構(gòu)建思路，可將區(qū)水務(wù)數(shù)據(jù)劃分為監(jiān)測(cè)類、基礎(chǔ)類和管理類3類數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)類數(shù)據(jù)主要包括水質(zhì)、供排水、水位信息等基礎(chǔ)類數(shù)據(jù)主要包括污水無處廠處理工藝、基礎(chǔ)設(shè)施以及傳感器參數(shù)等，管理類數(shù)據(jù)主要包括個(gè)河流之間的基本情況信息數(shù)據(jù)等。水務(wù)數(shù)據(jù)具有空間屬性和時(shí)間屬性，同時(shí)還具有數(shù)據(jù)規(guī)模量大，種類繁多，來源不統(tǒng)一等特點(diǎn)，很容易造成水務(wù)數(shù)據(jù)在采集過程中產(chǎn)生較多的“臟數(shù)據(jù)”，因而需要采取一定的技術(shù)手段對(duì)這些臟數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗。

4.2水務(wù)數(shù)據(jù)清洗流程

水務(wù)數(shù)據(jù)“臟數(shù)據(jù)”按屬性進(jìn)行劃分可分為通用數(shù)值屬性臟數(shù)據(jù)、具有空間屬性的臟數(shù)據(jù)和具有時(shí)間屬性的臟數(shù)據(jù)。通用數(shù)值屬性臟數(shù)據(jù)是常見的臟數(shù)據(jù)，出現(xiàn)這種臟數(shù)據(jù)的主要原因在于人工錄入失誤、傳感器失靈或者數(shù)據(jù)間斷性缺失等。具有空間屬性的臟數(shù)據(jù)就是指那些具有較多地域、流域或者對(duì)象屬性的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。具有時(shí)間屬性的臟數(shù)據(jù)錯(cuò)誤類型比較單一在，主要是由于傳感器失效引起數(shù)值錯(cuò)誤。人工錄入失誤造成的數(shù)據(jù)顛倒或者小數(shù)點(diǎn)錯(cuò)誤屬于數(shù)據(jù)異常值，數(shù)據(jù)間斷性缺失則屬于空缺值。因此，水務(wù)數(shù)據(jù)的“臟數(shù)據(jù)”清理將主要經(jīng)歷異常值清理階段和空缺值填補(bǔ)階段。

寶安區(qū)智慧水務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)大量水務(wù)“臟數(shù)據(jù)”的清理，將水務(wù)數(shù)據(jù)清洗設(shè)計(jì)為3個(gè)階段，如圖3所示。第一階段為數(shù)據(jù)預(yù)處理階段，在這一階段主要作用是對(duì)收集到的水務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；第二階段為異常值檢測(cè)階段，在這階段，通用數(shù)值屬性臟數(shù)據(jù)的異常值檢測(cè)與時(shí)空異常值檢測(cè)方法有些區(qū)別，這主要是因?yàn)榇蟛糠峙K數(shù)據(jù)并不具備時(shí)間和空間屬性，只具備數(shù)值屬性時(shí)空異常值檢測(cè)只需要利用馬氏距離閩值函數(shù)和隱馬爾科夫模型分別對(duì)數(shù)據(jù)的空間特性和時(shí)間特性進(jìn)行辨別，即可剔除相關(guān)臟數(shù)據(jù)，而在處理通用數(shù)值屬性臟數(shù)據(jù)時(shí)，由于數(shù)據(jù)量巨大，因此使用了從全局異常值檢測(cè)到局部異常值檢測(cè)的方法，全局異常值檢測(cè)采用拉依達(dá)準(zhǔn)則，主要作用是對(duì)數(shù)據(jù)的問題進(jìn)行檢測(cè)，局部異常值檢測(cè)采用層級(jí)聚類法，主要作用是對(duì)人工錄入失誤造成的數(shù)據(jù)顛倒或者小數(shù)點(diǎn)錯(cuò)誤屬于數(shù)據(jù)異常值進(jìn)行檢測(cè)；第三階段為空缺值填補(bǔ)階段，在這一階段主要是通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)數(shù)據(jù)空缺項(xiàng)進(jìn)行查補(bǔ)。

5 預(yù)期經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

(1)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提升執(zhí)法、管養(yǎng)效率，節(jié)約人員成本

在傳統(tǒng)水務(wù)執(zhí)法監(jiān)察、水務(wù)設(shè)施養(yǎng)護(hù)巡檢模式下，由于無法實(shí)時(shí)獲取水質(zhì)水量數(shù)據(jù)、水務(wù)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，在日常監(jiān)管、管養(yǎng)維護(hù)過程中，投入大量人力物力以進(jìn)行地毯式的巡檢、管養(yǎng)維護(hù)作業(yè)，大大增加維護(hù)成本。本項(xiàng)目將建設(shè)易澇點(diǎn)、黑臭水體、排水管網(wǎng)泵站等在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)獲取黑臭水體、排水管網(wǎng)、泵站的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警，可供執(zhí)法監(jiān)察、設(shè)備巡檢人員及時(shí)掌握環(huán)境的狀態(tài)，避免盲目執(zhí)法、巡檢，大大減少人員成本。

(2)實(shí)現(xiàn)水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)一管理，提升管理效率，節(jié)約管理成本

寶安區(qū)智慧水務(wù)(一期)項(xiàng)目將改變傳統(tǒng)圖組存儲(chǔ)管網(wǎng)信息的方式，并將原有獨(dú)立、分散的排水設(shè)施信息整合到同一系統(tǒng)，形成統(tǒng)一的資產(chǎn)管理模式，有效減少由于資產(chǎn)狀況不清、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一等造成的數(shù)據(jù)無法共享，無法為業(yè)務(wù)管理提供數(shù)據(jù)支撐等問題，從而提升了管理效率，節(jié)約了管理成本，減少了大量不必要的人力和物力投人。

(3)科學(xué)評(píng)估，避免粗放式管理，節(jié)約建設(shè)成本

在排水工程建設(shè)過程中，由于前期缺乏統(tǒng)一詳細(xì)、建設(shè)規(guī)劃方案評(píng)估，導(dǎo)致在施工過程中出現(xiàn)占用排水管道位置，甚至鑿穿排水管線等現(xiàn)象發(fā)生，造成重大經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重事故影響。本項(xiàng)目利用排水管網(wǎng)水力評(píng)估模型，對(duì)管道總?cè)萘俊⒐芫W(wǎng)結(jié)構(gòu)缺陷、污水管網(wǎng)水力瓶頸、污水管網(wǎng)易淤積點(diǎn)等分析，以便管理人員、及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)和識(shí)別管網(wǎng)結(jié)構(gòu)存在的問題及瓶頸為排水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃控制工作提供計(jì)算、分析及評(píng)價(jià)的支撐系統(tǒng)，通過有效的規(guī)劃方案評(píng)估，提高規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)性，從而避免管網(wǎng)存在的設(shè)計(jì)缺陷，從根本上降低了排水系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，減少排水系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)保證排水工程建設(shè)的順利進(jìn)行，防止出現(xiàn)返工現(xiàn)象而導(dǎo)致增加建設(shè)成本的投入。

5.2 社會(huì)效益

(1)實(shí)現(xiàn)寶安區(qū)水務(wù)設(shè)施數(shù)字化管理

通過本項(xiàng)目的建設(shè)，將完成排水相關(guān)的城市信息資源空間信息、動(dòng)態(tài)信息和公共信息的處理、智理、分發(fā)、挖掘、共享、維護(hù)，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源池、基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)共享應(yīng)用實(shí)現(xiàn)排水設(shè)施數(shù)字化管理，為統(tǒng)籌資源布局,合理規(guī)劃城市發(fā)展英定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

(2)提升防澇監(jiān)測(cè)預(yù)警能力

本項(xiàng)目開發(fā)設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)采集雨污水管道、泵站等排水設(shè)施的流量、液位等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù).并建設(shè)泵站自控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示和數(shù)據(jù)分析，有效識(shí)別排水管網(wǎng)的水量變化規(guī)律和趨勢(shì)，當(dāng)出現(xiàn)污水漫造等管網(wǎng)異常情況時(shí)，可立即發(fā)出報(bào)警，輔助管理者及時(shí)采取措施，有效地減少污水溢流對(duì)于環(huán)境的損害。(3)提升社會(huì)服務(wù)質(zhì)量與效率

通過本項(xiàng)目的建設(shè)，加強(qiáng)、河流污染、易澇點(diǎn)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)了解環(huán)境現(xiàn)狀，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，有助于執(zhí)法監(jiān)察、維護(hù)人員根據(jù)情況采取相應(yīng)措施;推進(jìn)污水管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行，有計(jì)劃的對(duì)污水管網(wǎng)的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行在線液位及流量監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)排水管網(wǎng)異常報(bào)警和科學(xué)調(diào)度等功能。提升排水服務(wù)質(zhì)量，保障城市排水機(jī)制。

(4)推動(dòng)政府?dāng)?shù)據(jù)開放進(jìn)程

通過本項(xiàng)目的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)為應(yīng)用提供身份識(shí)別信息聚合推送、權(quán)限管理等服務(wù)，各類應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)一向系統(tǒng)開放服務(wù)接口、提供資源，通過系統(tǒng)調(diào)用其他部門開放的服務(wù)，統(tǒng)一利用系統(tǒng)受理請(qǐng)求和提交服務(wù)。

6 AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)

6.1平臺(tái)概述

安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計(jì)算到能效管理平臺(tái)的產(chǎn)品生態(tài)體系，AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)通過在污水廠源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝保護(hù)、監(jiān)測(cè)、分析、治理裝置，用于監(jiān)測(cè)污水廠能耗總量和能耗強(qiáng)度，監(jiān)測(cè)主要用能設(shè)備能效，保護(hù)污水廠運(yùn)行可靠，提高污水廠能效，為污水處理的能效管理提供科學(xué)、精細(xì)的解決方案。

6.2平臺(tái)組成

AcrelEMS智慧水務(wù)綜合能效管理系統(tǒng)由變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、電力監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)組成，涵蓋了水務(wù)中壓變配電系統(tǒng)、電氣安全、應(yīng)急電源、能源管理、照明控制、設(shè)備運(yùn)維等，貫穿水務(wù)能源流的始終，幫助運(yùn)維管理人員通過一套平臺(tái)、一個(gè)APP實(shí)時(shí)了解水務(wù)配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況，并且根據(jù)權(quán)限可以適用于水務(wù)后勤部門管理需要。

6.3平臺(tái)拓?fù)鋱D

6.4平臺(tái)子系統(tǒng)

6.4.1變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及電力監(jiān)控

對(duì)水務(wù)配電系統(tǒng)中35kV、10kV電壓等級(jí)配置繼電保護(hù)和弧光保護(hù)，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)等功能，對(duì)異常情況及時(shí)預(yù)警。

監(jiān)測(cè)變壓器、水泵、鼓風(fēng)機(jī)的電流、電壓、有功/無功功率、功率因數(shù)、負(fù)荷率、溫度、三相平衡、異常報(bào)警等數(shù)據(jù)。

6.4.2電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理

水務(wù)中大量的大功率電機(jī)、水泵變頻啟動(dòng)導(dǎo)致配電系統(tǒng)中存在大量諧波，通過監(jiān)測(cè)其配電系統(tǒng)的諧波畸變、電壓波動(dòng)、閃變和容忍度指標(biāo)分析其電能質(zhì)量，并配置對(duì)應(yīng)的電能質(zhì)量治理措施提高供電電能質(zhì)量。

6.4.3電動(dòng)機(jī)管理

馬達(dá)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)水務(wù)中電機(jī)的保護(hù)、遙測(cè)、遙信、遙控功能，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器能對(duì)過載、短路、缺相、漏電等異常情況進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)測(cè)和報(bào)警。準(zhǔn)確地反映出故障狀態(tài)、故障時(shí)間、故障地點(diǎn)、及相關(guān)信息，對(duì)電機(jī)進(jìn)行健康診斷和預(yù)防性維護(hù)。同時(shí)支持與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，監(jiān)視、控制各個(gè)工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。

6.4.4能耗管理

為水務(wù)搭建計(jì)量體系，顯示水務(wù)的能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助水務(wù)分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區(qū)域。

將所有有關(guān)能源的參數(shù)集中在一個(gè)看板中，從多個(gè)維度對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的能耗對(duì)比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采集水務(wù)中污水廠、自來水廠、水泵站等的用電、用水、燃?xì)狻⒗錈崃肯牧浚h(huán)比對(duì)比分析，能耗總量和能耗強(qiáng)度計(jì)算，標(biāo)煤計(jì)算和CO2排放統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)。

能效分析按三級(jí)計(jì)量架構(gòu)，分別進(jìn)行能效分析，契合能源管理體系要求，可對(duì)各車間/職能部門的能效水平進(jìn)行分析，同比、環(huán)比、對(duì)標(biāo)等。通過污水處理產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在污水單耗中生成污水單耗趨勢(shì)圖，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析，同時(shí)將污水的單耗與行業(yè)/國家指標(biāo)對(duì)標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

6.4.5智能照明控制

系統(tǒng)為污水廠、自來水廠、水泵站等提供了照明控制管理方案，支持單控、區(qū)域控制、自動(dòng)控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、調(diào)光控制等多種控制方式，模塊可根據(jù)經(jīng)緯度自動(dòng)識(shí)別日出日落時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，盡量利用自然光照，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)、廠區(qū)照明的智能控制達(dá)到安全、節(jié)能的目的。

6.4.6電氣安全

①電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水廠、自來水廠、水泵站的電氣安全預(yù)警。

②消防應(yīng)急照明和疏散指示：根據(jù)預(yù)先設(shè)置的應(yīng)急預(yù)案快速啟動(dòng)疏散方案引導(dǎo)人員疏散。系統(tǒng)接入消防應(yīng)急照明指示系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過平面圖顯示疏散指示燈具工作狀態(tài)和異常情況。

③消防設(shè)備電源監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)消防設(shè)備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防設(shè)備可以正常投入使用。

④防火門監(jiān)控系統(tǒng)：防火門監(jiān)控系統(tǒng)集中控制其各終端設(shè)備即防火門監(jiān)控模塊、電動(dòng)閉門器、電磁釋放器的工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)疏散通道防火門的開啟、關(guān)閉及故障狀態(tài)，顯示終端設(shè)備開路、短路等故障信號(hào)。系統(tǒng)采用消防二總線將具有通信功能的監(jiān)控模塊相互連接起來，當(dāng)終端設(shè)備發(fā)生短路、斷路等故障時(shí)，防火門監(jiān)控器能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，能指示報(bào)警部位并保存報(bào)警信息，保障了電氣安全的可靠性。

6.4.7 環(huán)境監(jiān)測(cè)

污水廠、自來水廠、水泵站等場(chǎng)所溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃?xì)怏w濃度展示和預(yù)警，保障污水廠、自來水廠、水泵站等安全運(yùn)行。當(dāng)可燃?xì)怏w或有害氣體濃度超標(biāo)可自動(dòng)啟動(dòng)排風(fēng)風(fēng)機(jī)或新風(fēng)系統(tǒng)，排除隱患，保持良好的水處理環(huán)境。

6.4.8分布式光伏監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)低壓并網(wǎng)柜每路的電流、電壓、功率等電氣參數(shù)及斷路器開關(guān)狀態(tài)，逆變器運(yùn)行監(jiān)視，對(duì)逆變器直流側(cè)每一光伏組串的輸入直流電壓、直流電流、直流功率，逆變器交流電壓、交流電流、頻率、功率因數(shù)、當(dāng)前發(fā)電功率、累計(jì)發(fā)電量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以曲線方式繪制上述監(jiān)測(cè)的各個(gè)參量的歷史數(shù)據(jù)。

平臺(tái)結(jié)合廠區(qū)實(shí)際分布情況，通過3D或2.5D平面圖顯示分布式光伏組件在屋頂、車棚的分布情況，顯示匯流箱、并網(wǎng)點(diǎn)位置，各個(gè)屋頂?shù)难b機(jī)容量。

6.4.9工藝仿真監(jiān)控

平臺(tái)通過2D、3D方式實(shí)時(shí)監(jiān)視粗格柵、污水提升、細(xì)格柵、曝氣沉砂、改良生化處理、二沉、加氯接觸消毒、污泥濃縮壓濾、生物除臭等工藝設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。在格柵清渣機(jī)、污水提升泵、回流泵、曝氣風(fēng)機(jī)、加藥泵、濃縮壓濾機(jī)、吸沙泵、吸泥泵等低壓電動(dòng)機(jī)控制柜或低壓饋電柜安裝電動(dòng)機(jī)保護(hù)，進(jìn)行短路、過流、過載、起動(dòng)超時(shí)、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、te保護(hù)、堵轉(zhuǎn)、逆序、溫度等保護(hù)以及外部故障連鎖停機(jī)，與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，監(jiān)視、控制各個(gè)工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。

7 相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單

8結(jié)語

寶安區(qū)是深圳的行政大區(qū)、產(chǎn)業(yè)大區(qū)和人口大區(qū)，充分利用新一代信息技術(shù)，采用松耦合架構(gòu)模式，構(gòu)建智能感知、數(shù)據(jù)融合和智慧應(yīng)用三大體系實(shí)現(xiàn)涉水事務(wù)感知、監(jiān)管及決策的全過程智能管控是寶安區(qū)智慧水務(wù)建設(shè)的核心任務(wù)。文章根據(jù)寶安區(qū)當(dāng)前水務(wù)現(xiàn)狀，針對(duì)目前水務(wù)管理業(yè)務(wù)現(xiàn)狀存在的主要問題，初步構(gòu)建了以“一張網(wǎng)、兩支撐、三門戶、四應(yīng)用、四體系”為總體框架的智慧水務(wù)系統(tǒng)，同時(shí)提出了智慧水務(wù)數(shù)據(jù)清洗“三階段”設(shè)計(jì)方案，可為推動(dòng)寶安區(qū)智慧水務(wù)建設(shè)提供參考。

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