1、水务“智慧化”建设的常见问题探讨 刘小梅 2017年5月13日 刘小梅 2017年5月13日 第三届中国城市智慧水务高峰论坛 第三届中国城市智慧水务高峰论坛 给水排水杂志社常见疑问 常见疑问 1.什么是智慧水务？（概念问题）（概念问题）2.存在什么问题，都处于什么水平（建设现状问题）（建设现状问题）？3.智慧水务就是软件系统？（内容问题）（内容问题）4.智慧水务建设的必要条件？（基础问题）（基础问题）5.已建系统不关联，数据不统一怎么办？在建设过程中如何避免？（标准问题）（标准问题）6.智慧水务能用来干什么？（应用问题）（应用问题）7.智慧水务建设工作应该如何开展？（建设时序问题）（建设时序问2、题）8.单位应该如何配套，建成后如何保证持续？（运营维护问题）（运营维护问题）给水排水杂志社1.什么是智慧水务？（概念问题）概念多样 背景与趋势：问题突出，原因多样：内涝、黑臭水体等，原因多样有气候变化、快速城市化、规划设计（系统不健全且设计标准偏低）、建设资金投入不足、粗放性管理模式 技术认识变化、政策支持：海绵城市、黑臭水体治理；管理系统化：由原来以点为主体的管理方式向以水系统为主体的管理方式转变 管理精细化：传统的以人工经验为主的粗放式管理方式已经无法适应复杂的城市给排水系统；信息化已成必然手段。给水排水杂志社 利用智慧手段解决水系统的规划、建设、运营问题，使其更高效、安全、科学、健康运3、行。监测技术 模型技术 大数据 GIS技术 安全性 高效性 科学性 系统性 手段 工具 规划 建设 运营 水源 河道 海绵设施 供排水管网 污水厂、水厂 手段不变 内涵延伸 1.什么是智慧水务？（概念问题）给水排水杂志社2.存在什么问题，处于什么水平（建设现状问题）？问题：缺乏统一规划，缺少必要的数据支撑，需求性临散建设 初级阶段 中级阶段 准高级阶段 高级阶段 大部分城市所处阶段 少数城市所处阶段 趋势及方向 无统一规划 GIS系统为主 业务系统较少 无模型、仅厂站监测 无统一规划 有业务系统 但无统一平台 有模型但未覆盖或未应用 少量管网监测 统一规划 统一平台 模型应用探索 但仅覆盖传统4、水务 统一规划 统一平台 模型应用 完备的监控体系 城市水系统 给水排水杂志社 3.智慧水务就是软件系统？（内容问题）现状与误区：开发各种软件；建设机房、服务器；不是，有软件、硬件、有模型，多专业系统性的，一定要有对应的管理配套，流程、标准、制度等 设施管理设施管理 基于GIS的设施数据的管理与动态维护 在线监测在线监测 运行工控的在线监测和预警 模型评估模型评估 建模评估的本地化、专业化 综合决策综合决策 业务协同优化 基于模型、监测，支撑业务的综合管理及决策 软件体系软件体系 集“资产管理-巡查养护-事故应急-模拟分析”于一体的、可伸缩、可扩展的特色排水管网综合业务管理与分析平台 硬件支撑5、硬件支撑 为运营模式构建提供可靠的、适宜的、必要的硬件支撑 组织管理组织管理 优化排水管理的组织结构、人员构成、管理制度，提高排水管理效率给水排水杂志社 3.智慧水务就是软件系统？（内容问题）人机人机交互交互层次层次门户门户层次层次企业门户OA办公任务提示财务部门门户生技科门户单点登入统一权限管理门户功能应用应用服务服务层层服务层企业服务总线EAI数据挖掘管网资产管理系统新建调度系统图纸管理系统分区计量检漏系统规划设计系统GISRFID模型新建系统现有系统营销系统财务系统Water ProProject Pro调度系统数据数据支撑支撑层层营销系统财务系统调度系统项目系统资产系统主数据管理统一码6、表管理数据转换数据抽取数据分析其他系统数据数据采集采集层层数据传输网络管网检测仪表水厂监控接口视屏监控设备水质监测仪表数据标准化硬件硬件支撑支撑层层软件系统：操作系统、数据库管理系统、应用服务器硬件设备：服务器、存储设备、网络设备、安全设备、机房配套设备现场现场自控自控层层水厂自动化改造水厂变频改造其他现场控制浏览器桌面移动设备上级主管人员决策人员管理人员业务操作人员系统管理员应用层服务数据库实现厂站工业化自动控制构建广泛的传感网络构建智能水务硬件基础进行数据整合，构建数据中心建立智能的应用系统，实现智能化管理系统应用集成，实现系统协同运行统一门户展现，实现人机协同为各级管理者提供丰富的信息获7、取手段典型智慧水务框架 给水排水杂志社 3.智慧水务就是软件系统？（内容问题）给水排水杂志社设施基础数据 静态数据、动态数据 静态数据（首要完备）全生命周期数据 数据更新机制 动态监测（需要，整体方案，逐步完善）4、智慧水务建设的必要条件？（基础问题）规划规划现状诊断依据现状诊断依据规划系数确定规划系数确定规划成果检验规划成果检验建设建设接入条件确定接入条件确定建设进度管理建设进度管理建设效果核实建设效果核实运行运行运行情况跟踪运行情况跟踪运行风险预警运行风险预警设施效能评估设施效能评估联合调度依据联合调度依据运行信息公开运行信息公开改造改造薄弱环节识别薄弱环节识别改造工程优化改造工程优化改造8、效果验证改造效果验证设施全过程数据库给水排水杂志社 4、智慧水务建设的必要条件？（基础问题）绿地图层绿地图层水系图层水系图层建筑图层建筑图层交通图层交通图层基础地形数据库基础地形数据库行政区划图层行政区划图层综合地形图综合地形图专题专题地图地图数字高程图数字高程图土地利用图土地利用图LID设施图层设施图层节点图层节点图层（溢流口溢流口、出水口出水口.）汇水区图层汇水区图层雨水系统布局数据库雨水系统布局数据库管线图层管线图层雨量数据雨量数据模拟边界条件模拟边界条件监测及检监测及检测数据测数据模型参数模型参数汇水区参数汇水区参数节点参数节点参数空间数据库空间数据库属性数据库属性数据库水质数据水质数9、据流量数据流量数据污水再生利用率污水再生利用率雨水收集利用率雨水收集利用率气象数据气象数据统计数据统计数据管网漏损率管网漏损率积水点信息积水点信息制度建设制度建设显示度显示度管线参数管线参数年径流总量控制率年径流总量控制率考核目标及指考核目标及指标数据标数据数据库总体设计 集成多源、多格式、多类型数据，为水务管理提供可视化及分析评估基础。结构可扩充性 拓扑可维护性 数据完整性 空间与属性可关联性 空间数据多源性 数据编辑并发性 数据安全性 给水排水杂志社在重要的各类源头控制设施出水口或调蓄设施内部安装液位计或流量计，为设施控制容积计算提供依据。LID设施 地块 管道 区域 河道 在河道关键断面10、进行流量、SS水质在线监测，并辅以合理的人工水质采样化验，作为海绵城市年径流总量控制率与水环境质量考核的依据，并通过上下游的液位监测进行降雨过程中河道水位变化规律的监测及预警预报。在地块出水口进行液位、流量、水质监测，作为源头监测数据，支持海绵城市考核指标计算数据溯源，并为设施运行效果的考核提供依据。在管道的关键节点处进行液位、流量、压力监测，作为过程监测数据，并为运行评估及风险预警提供依据。排水分区内各河/湖的排口处：进行液位、流量、水质在线监测，为关键指标年径流总量控制率、城市面源污染控制的计算提供依据。城市热岛效应与饮用水安全：布设温度及地下水监测点，温度监测与中继器集成考虑，减少单独建11、设的通讯模块及线路费用。饮用水水质检测：饮用水水源地、自来水厂出厂水、管网水、龙头水的水质检测。建设分类、分区、分层水系统监控体系 4、智慧水务建设的必要条件？（基础问题）给水排水杂志社5.已建系统不关联，数据不统一怎么办？在建设过程中如何避免？（标准问题）问题核心：协同问题 系统不关联流程梳理 数据不统一标准问题（基础数据、业务数据、生产数据）形成原因：未进行统一规划，分散临时需求性建设，不同承担单位技术不同；未进行内部流程梳理，业务怎么跟信息化结合；在建设过程中建设方未深入参与 如何解决 一个规划：信息整体规划 已有信息化基础全面梳理（重建、升级、新建）、统一标准、逐步完善 没有信息化基础12、梳理流程、统一规划、逐步建设 两个整合：数据层面整合、流程层面整合 建立内部标准，如数据标准、接口标准、集成标准等 形成标准化流程 给水排水杂志社 数据层面的整合 在数据层面上实现协同运行在数据层面上实现协同运行 实现数据的统一化、规范化管理 生产数据中心生产数据中心压力监测数据流量监测数据水质监测数据水泵运行数据水表远传数据人工填报数据药耗数据电压数据手工检测数据液位数据水源数据二次加压站数据城市排水防涝设施数据采集与维护技术规范（GB/T51187-2016）给水排水杂志社运营单位运营单位/厂站厂站 分管部门分管部门/运营大区运营大区 监管部门监管部门/集团集团 桌面端、手机端、网络端桌面13、端、手机端、网络端 微信端、网络端微信端、网络端 网络端、微信端网络端、微信端 任务接收 任务工单填报、上传 拍照 GIS查看 GPS定位 管网地图 任务过程监管 统计分析 计划审核 任务总体监管 绩效考核 监管 决策 计划下达 绩效考核 过程监管 信息上报 数据维护 问题反馈 角色列表角色列表 用户用户a用户用户b用户用户c角色角色a角色角色b角色角色c权限权限a权限权限b权限权限c角色、用户、权限关系示意图角色、用户、权限关系示意图工程建设子系统工程建设子系统综合信息展示子系统综合信息展示子系统综合受理子系统综合受理子系统排水户管理子系统排水户管理子系统防汛应急指挥子系统防汛应急指挥子系统14、管网在线监测子系统管网在线监测子系统设施信息管理子系统设施信息管理子系统管网巡查养护子系统管网巡查养护子系统泵站远程监控子系统泵站远程监控子系统处机关处机关、管理所管理所：管网监测数据、报警信息查看处机关处机关、管理所管理所：管网监测数据、报警信息查看及泵站远程控制管理所管理所：问题上报、处理情况反馈、下井申请、井下作业计划材料科计划材料科：巡查养护计划的制定、下发、下井申请审核等用户用户：排水户信息上报、查看行政窗口行政窗口：排水许可审批技术科技术科：管网验收、日常监管、入网申请审批等管理所管理所：问题的上报、处理和反馈指挥中心指挥中心：调度工单派发、回单审核管理所管理所：数据的查看、统计分15、析、设施错误上报、污水管道带压调查情况填报处机关处机关：数据的查看、统计分析、带压专题图查看数据管理与维护人员数据管理与维护人员：数据更新维护处领导处领导：综合信息数据的查看坐席人员坐席人员：信息收集录入电话回访技术科技术科：整改通知书、管管养养通知书下发管理所管理所：移交确认安全管理子系统安全管理子系统管理所管理所：隐患信息上报、检查情况反馈处机关处机关：隐患信息派发、检查考核、通知下发设备管理子系统设备管理子系统模型分析子系统模型分析子系统现状评估子系统现状评估子系统规划管理子系统规划管理子系统管理所管理所：设备异常信息上报、维修情况反馈处机关处机关：设备巡检、养护、维修任务派发、审核模型16、维护与分析人员模型维护与分析人员：模型模拟运行、结果文件导出管理工程科工程科：方案编辑委托、模拟结果查看模型维护与分析人员模型维护与分析人员：委托确认、模拟结果文件上传处机关处机关、管理所管理所：查看评估结果模型维护与分析人员模型维护与分析人员：模拟结果文件上传用户权限子系统用户权限子系统（分配权限分配权限）业务流程标准化与角色定位 给水排水杂志社给水系统分析与评估-现状分析现状分析 应用模式：日常运维 压力分析 模拟全管网压力分布，分析低压区域，补充在线监测的死角 流速分析 分析流速缓慢管段，采取放水、加氯等措施 分析流速过快管段，适当进行管道改造，减小水损 往复流分析 分析管网结构调整后流17、向发生改变的管段，预防水质隐患 水龄分析 利用模型分析水流在管网中停留时间的长短 水龄16小时以上管段可能引起细菌滋生和水质恶化，可采取定期放水或其他改造措施 流速分析 压力分析 评估诊断与现状分析（基于模型）给水排水杂志社 逐时流速分布较均衡 70%的管段的流速低于0.6m/s（国内设计标准规定污水管最小流速取0.6m/s）污水管道淤积风险 污水管道淤积风险 40.050.060.070.080.090.095.098.01000481216200.20.40.60.81.01.21.41.61.8时刻流速（m/s）40.050.060.070.080.090.095.098.0100逆坡管18、道统计 雨污混接口空间分布 倒虹管 结构瓶颈分析 结构瓶颈分析 评估诊断与现状分析（基于模型）应用模式：日常运维 给水排水杂志社 长期规律监测和分析 多点位、高频次的液位、流量与水质监测数据，用于管网长期运行规律及典型事件的分析；短期风险预警及异常事件识别 内涝或溢流事件预警和报警 爆管事件的智能识别与定位 信息的及时推送和发布 应用模式：日常运维 评估诊断与现状分析（基于监测数据）给水排水杂志社应用模式：日常运维 监测数据分析识别问题管段 基于模型现状诊断与评估 信息反馈 一个典型的给排水系统智能化日常维护流程 给水排水杂志社应用模式：日常运维 给水排水杂志社管网漏损监控系统 应用物联网技术19、和智能感知设备，实现数据集成与数据挖掘技术，进行管网漏损监控与分析，有效实现对管网产销差信息的统一在线采集、实时显示与评估分析；基础服基础服务层务层应用层应用层DMA分区管理水表计量管理产销差管理漏损管理统计分析评估分析措施建议数据挖掘海量数据的存储及管理数据支数据支撑层撑层硬件支硬件支撑层撑层系统软件：操作系统、数据库管理系统、应用服务器硬件设备：监测设备、存储设备、网络设备 数据集成数据整合分类统计分析评估人机交人机交互层互层公司领导业务主管技术专家业务操作员系统管理员决策分析一条线收集：多种时间尺度数据 一张图分层监管 实时数据 SCADA数据 远传大表数据 DMA计量监测数据 周期数据20、 营销库数据 巡检记录数据 应用模式：日常运维 给水排水杂志社指挥中心 模型预测 物资人员 分配 系统 实时动态 气象信息 防汛应急汛前预测（气象、监测、模型、人员）（气象、监测、模型、人员）应用模式：防汛应急 共形成内涝积水点46处,总积水量3.77万立方米 总积水面积约15.5公顷 5年一遇降雨条件下 共形成内涝积水点77处,总积水量7.74万立方米 总积水面积约42.1公顷 10年一遇降雨条件下 30年一遇降雨条件下 共形成内涝积水点144处,总积水量28.47万立方米 总积水面积约106.4公顷 给水排水杂志社应用模式：防汛应急 上报警情上报警情接收警情并及时派发工单接收警情并及时派发21、工单移动端移动端反馈工单反馈工单泵站运行泵站运行河道液位河道液位人员分配人员分配人员位置人员位置上报 呼叫中心 微信平台 网站 处置建议 巡查人员 公众 汛中应急（多渠道信息、手机端及时响应）给水排水杂志社情景方案设置 调度条件设置 自动生成方案 调度操作保存 人工修正 方案模拟评估 调度管理 设置情景方案 设置调度条件 自动生成方案 方案模拟评估 人工修正方案 调度指令下发 执行指令，保存调度记录执行指令，保存调度记录 短周期实时水量预测 自动调度指令实时生成 城市级供水信息综合展现与决策 调度指令管理 应用模式：给水实时调度 给水排水杂志社 实时调度应用案例 实时调度应用案例 每15min22、自动预测未来2h城市供水变化趋势 实时自动调度，无需人工干预，自动调控供水情况 50%以上指令由系统自动生成 在保障安全供水的情况下，整体节能5%自动指令执行列表 动态模拟计算 应用模式：给水实时调度 给水排水杂志社一体化、统一展示平台 由多个系统集成为一个完整的监控与服务的闭环由多个系统集成为一个完整的监控与服务的闭环 在线监控 综合决策 综合决策 日常运维 日常运维 客户管理 客户管理 监控、预警 监控、预警 应急、预测、调度 应急、预测、调度 巡查、养护、检漏 巡查、养护、检漏 服务、反馈 服务、反馈 中心平台 中心平台 给水排水杂志社 整体信息化规划 7.智慧水务建设工作应该如何开展？23、（建设时序问题）统一规划、分步实施、逐步完善。给水排水杂志社 规划实施步骤 第一步：统一规划 给水排水杂志社第一阶段：管网普查与在线监测 开展网测绘、普查与资产整理入库工作，制定并实施监测方案，对数据进行标准化处理，进行拓扑检查与修正，构建能基本反映现状排水GIS数据库。重点：不突出强调成果统计汇总，关注数据更新应用。第二阶段：业务管理系统建设 在数据完善的基础上，进行巡查养护、应急等业务过程的数字化管理，获取完整业务过程数据，实现业务工作的高效运行。重点：核心进行业务流程梳理与重组，应用人员全程参与 第三阶段：监测分析与模拟诊断 进行模拟技术的培训与咨询服务，构建城市给排水管网模型，进行模拟24、综合评估，分析系统功能缺陷，诊断管网现状问题及风险。重点：客观看待模型的作用，应用模式探索 第四阶段：业务化运行与决策支持 建立管网数据的动态更新机制，实现系统的业务化、常态化运行，为规划改造、运行调度、防汛应急等提供决策支持。重点：应用模式与人员本地化 第二步：分步实施、逐步完善 给水排水杂志社 整体信息化规划 8.单位应该如何配套，建成后如何保证持续？（运营维护问题）配套：人员+制度+标准 培养本地化的技术应用队伍：软硬件日常维护、数据更新、模型应用；配套相应的制度和流程：如数据更新机制、软件功能升级定期上报、软硬件日常问题反馈等；建立相应的标准：数据标准、标准化流程、平台接口标准、系统集25、成标准等 方式：日常维护 定期升级 委托运营 方式一：委托建设+日常维护+定期升级 方式二：建设+运营 给水排水杂志社智慧水务针对水系统 所以是系统性工程、长期持续性工程 有软件开发，有硬件集成 本质是一种管理及决策方式转变 规划先行 数据为重 建设逐步 维护必要 制度配套 给水排水杂志社 免费 免费使用的可视化模拟软件、普查平台 使用的可视化模拟软件、普查平台 辅助模型专业化辅助模型专业化人才培养人才培养与教育 与教育 支持1,000个管网节点，30,000个二维网格的模拟计算。支持1,000个管网节点，30,000个二维网格的模拟计算。使用期限1年，规划设计研究院可用于个人学习。使用期限1年，规划设计研究院可用于个人学习。支持教学、科研与个人学习。支持教学、科研与个人学习。可视化建模。可视化建模。直接导入SWMM的inp文件。直接导入SWMM的inp文件。操作手册及相关PPT。操作手册及相关PPT。不能用于商业用途。不能用于商业用途。运行环境自行提供 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