智慧水務解決方案

方案介紹

◆ 監測目標

　　建成布局合理、結構完備、功能齊全、高度共享的空-天-地一體化水務基礎信息采集與傳輸系統;

　　建立水環境系統的在線監測能力，獲取真實、有效的數據，摸清水環境問題的病因;

　　提高城市水環境治理與防洪排澇管理的監控抓手能力,為智慧水務平臺提供數據基礎。

監測原則

　　業務導向、面向管理

　　現場與中心相結合，現場工程設施全部建設自控系統。運管中心通過則通信網絡實現對各個現場自控系統數據的統一采集、匯總與集中監控管理，為區域整體聯調聯控提供基礎條件。

　　現場自控、集中監控

　　以業務為導向，針對各涉水環境治理業務需求構建綜合監控體系，以輔助運維及決策為出發點，兼顧模型校核等多角度考慮，發揮監控作用，全面服務于管理。

　　數據有效、經濟可行

　　遵循流域整體布局原則，在河流關鍵節點布設流量、水位監測點，掌握水資源分配動態數據;對于重點斷面重點部署水質監測點，實時監控水環境容量及水質動態變化情況。

　　流域部署、突出重點

　　確保監測數據準確有效，監測結果有效，可用于定量監測以及模型參數率定和結果驗證，支撐智慧水務系統建設。充分利用和兼容各部門已有監測點位和設施，避免重復建設，提高建設的經濟性。

方案架構

方案內容

水資源監控

◆ 源水取水監控

　　對源水取水進行有效監控成為保障水資源安全、提高用水效率的關鍵。通過實時監控水質、水量及設備運行狀態，可以及時發現并解決問題，確保供水安全。

　　遠程監控中心：設立監控中心，配置大屏幕顯示系統、綜合管控系統、存儲系統等。實時接收并處理前端采集的數據，進行可視化展示和報警處理。

　　信息管理平臺：構建信息管理平臺，實現數據的集中存儲、處理、分析和共享。支持歷史數據查詢、報表導出、數據圖表展示等功能。

　　水質監測：24小時在線監測源水水質，包括PH值、濁度、余氯、溫度等關鍵指標。支持數據實時顯示和歷史查詢，便于水質變化分析。

　　水量計量：通過流量計實時監測取水量。支持數據階段性分析和歷史數據存儲。

　　設備控制：支持手動、自動和遠程控制水泵、閥門等設備的啟停和調節。結合邊緣計算和邏輯控制，實現供水自動化和節能降耗。

　　報警與預警：設置水質、水量及設備的報警上下限，當監測數據超出閾值時自動報警。支持電話、短信、微信等多種報警方式。

　　信息共享與協同：開放數據接口，實現與不同層級和部門的信息共享。支持多用戶賬號管理，實現多人同時管理和督查水質監測信息。

◆ 降雨量監控

　　降雨量是影響水文循環、水資源利用和氣象災害的重要因素。準確監測降雨量對于預測洪澇、干旱等自然災害，合理安排農業生產、城市排水和水利工程建設具有重要意義。

　　數據處理中心：設立數據處理中心，負責接收、存儲、處理和分析監測數據。實現數據的分類、統計、轉換和格式化。提供多種用戶終端訪問方式(如PC端、手機APP、網頁平臺等)。用戶可實時查看降雨量數據、歷史數據、圖表展示等。

　　實時監測：雨量計實時采集降雨量數據，并通過數據傳輸網絡發送至數據處理中心。數據處理中心將數據進行處理后，實時展示在用戶終端上。

　　數據存儲：監測站點和數據處理中心應具備數據存儲功能，確保歷史數據的可追溯性。支持按時間、地點等條件進行數據查詢和導出。

　　數據分析：對監測數據進行統計分析，生成降雨量分布圖、趨勢圖等圖表。支持異常數據檢測和處理，提高數據準確性。

　　預警與報警：設置降雨量預警閾值，當降雨量超過閾值時自動觸發預警。支持多種預警方式(如短信、電話、APP推送等)，確保預警信息及時傳達。

　　數據共享與協同：開放數據接口，實現與氣象、水利、農業等部門的數據共享。支持多用戶賬號管理，實現多人同時查看和管理降雨量數據。

水系聯通泵站監控

　　水系聯通泵站作為水系工程的重要組成部分，承擔著水資源的調配、防洪排澇等重要任務。隨著智慧城市建設的推進，對泵站運行管理的自動化、信息化水平提出了更高要求。

　　實現對泵站運行狀態的實時監控，包括水位、流量、泵機運行狀態等關鍵參數。提高泵站管理的效率與精度，減少人工干預，降低運營成本。支持數據分析與預測，為泵站優化運行提供決策支持。

　　實時監控：實時展示泵站的水位、流量、泵機運行狀態等關鍵參數。支持動態刷新和數據報警功能，確保管理人員能及時發現異常情況。

　　數據分析：對歷史數據進行統計分析，生成趨勢圖、報表等分析結果。支持數據對比、預測等功能，為泵站優化運行提供決策支持。

　　遠程控制：支持通過手機APP、網頁平臺等遠程方式控制泵站的啟停、調速等操作。實現遠程監控與現場操作的無縫銜接。

　　自動報警：設定報警閾值，當監測參數超過閾值時自動觸發報警。支持多種報警方式(如短信、電話、APP推送等)，確保報警信息及時傳達。

　　組態編輯：支持在軟件平臺上進行泵站場景圖的組態編輯，直觀展示泵站各設備的運行實況。可根據實際需求對設備名稱、量程轉換、顯示風格等進行自定義設置。

　　用戶管理：提供多用戶賬號管理功能，支持不同權限的賬號設置。實現數據訪問、操作記錄的追溯與審計。

河湖水系水量監控

　　河湖水系水量監控實現對河湖等自然水體的水量進行實時、準確的監測與管理，為水資源調度、防洪抗旱、生態環境保護等提供科學依據

　　感知層：部署水位傳感器、流量計等智能感知設備于河湖沿岸，實時采集水量數據。感知設備通過有線或無線方式連接，形成數據采集網絡。

　　網絡層：利用4G/5G、WiFi、LoRa等無線通信技術，將采集到的水量數據傳輸至數據中心。確保數據傳輸的實時性、穩定性和安全性。

　　平臺層：設立數據處理中心，對接收到的水量數據進行清洗、校驗、存儲和處理。結合云計算、大數據分析等技術，對水量數據進行深度挖掘和分析。

　　應用層：提供用戶交互界面(如PC端、手機APP、網頁平臺等)，展示水量監測結果、數據分析報告等信息。支持預警提示、遠程控制、數據查詢等功能，實現水量的智能化管理。

　　實時監測：實時展示河湖水系的水位、流量等水量數據。支持動態刷新和數據報警功能，確保管理人員能及時發現異常情況。

　　數據分析：對歷史水量數據進行統計分析，生成趨勢圖、報表等分析結果。支持數據對比、預測等功能，為水資源管理和生態環境保護提供決策支持。

　　預警提示：設定預警閾值，當監測到的水量數據超過閾值時自動觸發預警。支持多種預警方式(如短信、電話、APP推送等)，確保預警信息及時傳達。

　　遠程控制：支持通過應用層界面遠程控制河湖水系的相關設備(如閘門、泵站等)。實現水量的遠程調節和控制，提高水資源管理的靈活性。

水環境監控

河道斷面水質監測

　　實現對河道特定斷面水質參數的實時監測、數據分析與預警，支持水資源管理、環境保護和應急響應。

　　實時監測：實時展示河道斷面的水質參數，如pH值、溶解氧、溫度等。

　　支持動態刷新和實時數據更新，確保數據的準確性和時效性。

　　數據分析：對歷史水質數據進行統計分析，生成趨勢圖、報表等分析結果。支持數據對比、預測等功能，為水質改善和環境保護提供科學依據。

　　預警提示：設定水質參數預警閾值，當監測數據超過閾值時自動觸發預警。支持多種預警方式(如短信、電話、APP推送等)，確保預警信息及時傳達給相關人員。

　　數據查詢與報表：提供數據查詢功能，支持按時間、地點等條件查詢水質數據。支持生成各種報表(如日報表、周報表、月報表等)，方便用戶進行數據分析和管理。

　　遠程控制與配置：支持通過應用層界面對水質監測設備進行遠程控制和配置。

截污管網運行監測

　　截污管網作為污水收集與處理的重要基礎設施，其運行狀態直接影響城市水環境質量和居民生活質量。截污管網的規模不斷擴大，管理難度也隨之增加。傳統的監測手段存在監測點位少、數據不連續、反應滯后等問題，難以滿足現代城市管理的需求。

　　實時監測：實時展示截污管網的流量、壓力、液位、水質等關鍵參數。支持動態刷新和實時數據更新，確保數據的準確性和時效性。

　　數據分析：對歷史運行數據進行統計分析，生成趨勢圖、報表等分析結果。支持數據對比、預測等功能，為管網運行優化提供科學依據。

　　預警提示：設定預警閾值，當監測數據超過閾值時自動觸發預警。支持多種預警方式(如短信、電話、APP推送等)，確保預警信息及時傳達給相關人員。

　　遠程控制：支持通過應用層界面對管網中的閥門、泵站等設備進行遠程控制。方便用戶根據實際需要調整管網運行狀態。

　　數據查詢與報表：提供數據查詢功能，支持按時間、地點等條件查詢管網運行數據。支持生成各種報表(如日報表、周報表、月報表等)，方便用戶進行數據分析和管理。

　　GIS地圖展示：將管網運行數據與GIS地圖相結合，實現管網運行狀態的直觀展示。支持地圖縮放、漫游、標注等功能，方便用戶了解管網布局和運行情況。

入河斷面水質監測

　　實現對河流入水斷面水質的全面、實時、自動化監測，便及時發現并解決水質污染問題，保障水資源的可持續利用。通過集成傳感器技術、數據采集與傳輸技術、數據處理與分析技術，構建一套高效、智能的水質監測系統。

　　實時監測：實時展示各監測斷面的水質參數、水文參數及氣象數據。支持多種數據展示方式，如圖表、曲線、地圖等。

　　數據查詢與報表：提供歷史數據查詢功能，支持按時間段、監測參數等條件進行篩選。自動生成監測報表，包括日報、周報、月報等，支持導出功能。

　　預警與報警：設定水質參數閾值，當監測數據超過閾值時自動觸發預警或報警。支持短信、郵件、APP推送等多種報警方式。

　　數據分析與決策支持：對監測數據進行統計分析，生成趨勢圖、對比圖等，幫助用戶了解水質變化情況。結合GIS技術，實現水質污染源的快速定位與溯源分析。

污水處理設施監測

　　實現對污水處理過程中各項關鍵指標的實時監測、數據分析、異常報警及遠程管理，以確保污水處理設施的高效、穩定運行。

　　基于先進的物聯網(IoT)技術、云計算平臺和大數據分析技術，構建一套全面的污水處理設施監測系統。該系統通過前端傳感器采集數據，經過終端數據采集器處理，最終通過云平臺進行數據存儲、分析和展示，實現污水處理過程的智能化管理。

　　水質傳感器：包括pH值、溶解氧、化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、總氮(TN)等傳感器，用于實時監測污水的水質參數。

　　流量傳感器：采用多普勒流量傳感器或雷達流量計，監測進水、出水及處理工藝中的污水流量。

　　液位傳感器：監測處理池的液位高度，預防溢流或液位過低。

　　設備狀態傳感器：監測曝氣設備、污泥回流泵、攪拌設備等關鍵設備的運行狀態。

　　數據傳輸設備：支持有線、無線(如Wi-Fi、4G、LoRaWAN等)多種傳輸方式，確保數據實時、穩定地傳輸到云平臺。

　　數據處理平臺：基于云計算技術，對采集到的數據進行實時處理、存儲和分析。

　　數據分析與展示：提供數據可視化界面，展示水質參數、流量、液位、設備狀態等實時數據，并支持歷史數據查詢和報表生成。

　　報警系統：設置報警閾值，當監測數據超出正常范圍時，自動觸發報警，通過電腦端或手機端發送通知。

水安全監控

易澇點監控

　　積水水位：實時監測低洼路段、下穿式立交橋、隧道等易澇點的積水水位。這是最直接且關鍵的數據，能夠反映當前內澇的嚴重程度。通過安裝在水體中的傳感器(如超聲波水位計、電子水尺等)進行數據采集，確保數據的準確性和連續性。

　　降雨量：監測降雨量是評估內澇風險的重要指標之一。通過雨量計等設備，實時獲取降雨數據，有助于預測未來積水趨勢。

　　視頻監控：結合網絡攝像頭，對易澇點進行遠程視頻監控。這不僅可以直觀展示積水情況，還能幫助管理人員及時發現異常情況并采取措施。

　　設備狀態：監測與排水相關的設備(如排水泵、閥門等)的運行狀態。確保這些設備在關鍵時刻能夠正常工作，提高排水效率。

　　預警信息：根據預設的報警閾值，當監測到積水水位、降雨量等數據超過設定值時，系統自動發出預警通知。預警方式可以包括聲光報警、短信通知、微信公眾號消息、郵件等多種形式，確保相關部門和人員能夠及時收到預警信息。

　　數據分析與展示：對采集到的數據進行處理和分析，生成各種報表和圖表(如水位變化曲線、降雨量分布圖等)，為城市管理部門提供決策支持。通過可視化平臺(如安卓/IOS手機APP、電腦端網頁/軟件等)展示監測數據和預警信息，提高信息公開透明度，促進多方協同作戰。

　　聯動控制：支持與排水泵、污水泵等設備的聯動控制。當監測到積水嚴重時，系統自動啟動排水設備，輔助排水作業，減輕內澇影響。

　　GIS/GPS地理位置顯示：支持GIS、GPS地理位置顯示功能，可批量查看城市所有監測點的實時數據。通過地圖展示各監測點的位置和積水情況，有助于管理部門直觀地了解各區域的積水狀況。