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2023-09-26

廈門市政水務(wù)二次供水管理平臺全方位二次供水管理模式

引言：廈門市政水務(wù)集團有限公司是于2003年組建成立的國內(nèi)首批實行供排水一體化經(jīng)營的大型綜合性水務(wù)服務(wù)商，現(xiàn)為廈門市政集團有限公司下屬成員公司。是一家大型國有民生服務(wù)企業(yè)，現(xiàn)業(yè)務(wù)范圍以城市供水特許經(jīng)營為核心，涵蓋水源建設(shè)、城市供水、直飲水等及與之密切相關(guān)的水務(wù)投資、建設(shè)、運營等。隨著城鎮(zhèn)化進程的發(fā)展以及城鎮(zhèn)二次供水設(shè)施保有量、服務(wù)人口的增加，政府、民眾對二次供水的關(guān)注到了前所未有的高度。作為供水企業(yè)，如何提高管理區(qū)域的供水安全，保障、改善居民用水質(zhì)量以及從規(guī)劃、設(shè)計、運營、管理、維護方面建設(shè)完整的二次供水管理體系，將成為供水企業(yè)新的課題。建立二次供水管理平臺，對二次供水泵房進行規(guī)范化和精細化管理，為水務(wù)企業(yè)全面實現(xiàn)龍頭水水質(zhì)安全保障和終端居民供水服務(wù)保障有著至關(guān)重要的作用。

一、項目概況

（一）項目背景

目前，廈門市現(xiàn)有二次供水泵房超1500個，預(yù)計遠期將達到2000個。現(xiàn)有二供泵房基本采用水箱+恒壓變頻設(shè)備的供水形式。二次供水泵房底層傳感器的配置較為完善，能采集包括設(shè)備運行數(shù)據(jù)、安防數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等。同時，二次供水泵房的設(shè)備設(shè)施分散于廈門市各個角落，包括地面地下兩種不同的建設(shè)環(huán)境，設(shè)計居民居住小區(qū)上千個。泵房內(nèi)設(shè)備設(shè)施類型多樣，涵蓋管網(wǎng)、戶表、泵房、變頻設(shè)備、無負壓設(shè)備、水箱水池等設(shè)備，并且涉及的廠商眾多。大量的二次供水設(shè)施運維管理、設(shè)備廠商管理等給水務(wù)企業(yè)的管理和運維帶來了巨大的難點。

（二）項目簡介

平臺基于“無人值班，少人值守”標準進行總體設(shè)計，采用全分布開放式系統(tǒng)，利用模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計方式，實現(xiàn)將數(shù)據(jù)監(jiān)控、視頻監(jiān)控、門禁及聲光報警、手機APP 巡檢、運行及維保管理等系統(tǒng)深度融合，可以彈出界面調(diào)用或進行數(shù)據(jù)共享。同時致力于在企業(yè)管理領(lǐng)域融入先進的管理理念、管理方式、管理手段，實現(xiàn)海量泵房的精細化管理，能夠更好的對二次供水泵房進行監(jiān)控管理，保障二次供水泵房更加安全、穩(wěn)定的運行。本著安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟、實用的原則進行設(shè)備配置。使用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)傳輸時，泵房設(shè)備與管理平臺通訊中斷時，可提供補發(fā)功能，確保網(wǎng)絡(luò)中斷期間的數(shù)據(jù)不丟失。

利用信息化、平臺化手段，推動企業(yè)服務(wù)全面提升，打造企業(yè)形象，并規(guī)范各項管理運作，實現(xiàn)節(jié)能增效，進一步提高企業(yè)的供水運營效益。

（三）項目目標

1、打造高標準水務(wù)企業(yè)服務(wù)形象

v 基于前期調(diào)研規(guī)劃，打造標準化泵房，建立泵房建設(shè)、改造的高標準；

v 打造管理平臺實現(xiàn)無人值守，提升供水服務(wù)能力。

2、基于先進的技術(shù)架構(gòu)，建立海量泵房接入管理基礎(chǔ)

v 建立先進的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，滿足海量泵房接入管理；

v 建立先進的數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)，滿足海量數(shù)據(jù)存儲；

v 采用合適的平臺部署方式，兼容易運維、安全性和低成本。

3、構(gòu)建海量泵房高效運維管理模式，提升運維管理效率

v 建立秒級數(shù)據(jù)采集能力，實時掌握所有場站、泵房情況；

v 搭建異常診斷專家經(jīng)驗庫，實現(xiàn)海量設(shè)備故障快速預(yù)診斷；

v 搭建全生命周期管理機制，實現(xiàn)海量設(shè)備預(yù)防式維護；

v 搭建解決方案專家經(jīng)驗庫，實現(xiàn)運維人員快速響應(yīng)并解決故障。

4、滿足住建部與反恐辦《城市供水行業(yè)反恐怖防范工作標準》文件要求基礎(chǔ)上，建立泵房、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)存儲、業(yè)務(wù)應(yīng)用的系統(tǒng)安全。

v 建立精細化管理模式，實現(xiàn)節(jié)能降本；

v 建立人員運維精細化績效考核，降低人員成本、運營過程管理成本；

v 建立漏損精細化分析，實現(xiàn)小區(qū)紅線內(nèi)的漏損控制；

v 建立能耗精細化分析，降低能耗成本。

二、項目實施概況

（一）項目總體架構(gòu)和主要內(nèi)容

二供管理平臺致力于在企業(yè)管理領(lǐng)域融入先進的管理理念、管理方式、管理手段，實現(xiàn)海量泵房的精細化管理，推動企業(yè)服務(wù)全面提升，打造企業(yè)形象，并規(guī)范各項管理運作，實現(xiàn)節(jié)能增效，進一步提高企業(yè)的供水運營效益。

v 平臺采用B/S架構(gòu)，支持IE10+，谷歌瀏覽器，火狐瀏覽器。

v 整體系統(tǒng)架構(gòu)遵照國際工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)；

v 數(shù)據(jù)傳輸與流媒體傳輸隔離，優(yōu)先保障數(shù)據(jù)穩(wěn)定性；

v 端到端數(shù)據(jù)傳輸安全、存儲安全。

二次供水管理平臺是廈門市政水務(wù)二次供水泵房進行精細化的運維管理，由底層傳感器、網(wǎng)絡(luò)傳輸、泵站管理系統(tǒng)、視頻管理系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)及監(jiān)控中心組成。管理平臺可分為物聯(lián)網(wǎng)層、數(shù)據(jù)分析層和業(yè)務(wù)層三部分。

（1）物聯(lián)網(wǎng)層除負責(zé)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集傳輸外，還支持現(xiàn)場自動化控制、現(xiàn)場水箱調(diào)蓄、安防聯(lián)動控制、水質(zhì)預(yù)警聯(lián)動、工業(yè)系統(tǒng)加密等工作。

（2）數(shù)據(jù)分析層負責(zé)數(shù)據(jù)的清洗處理、存儲和分析。

（3）業(yè)務(wù)層負責(zé)數(shù)據(jù)的分析處理、故障診斷維護、工單管理、生命周期管理、安防管理、能耗管理、水箱管理、協(xié)調(diào)控制、運行分析（能耗分析、用水趨勢分析等）等綜合管理。其中，物聯(lián)網(wǎng)層是現(xiàn)場互聯(lián)自控的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)分析層是發(fā)揮智慧化供水管理的核心工具和手段，有效解決了二次供水設(shè)施的監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析需求。業(yè)務(wù)層更加方便、智能，大大提升了水司對二次供水的管理能力，提升服務(wù)效率，降低運維成本。

（二）網(wǎng)絡(luò)、平臺或安全互聯(lián)架構(gòu)

通過底層數(shù)據(jù)采集器對泵房設(shè)備數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)、安防數(shù)據(jù)等進行安全、高效的實時采集監(jiān)控，數(shù)據(jù)采集頻率≤2s 且秒級上傳，全面提升泵房管理維度，作為精細化管理的基礎(chǔ)。同時，支持泵房信息化聯(lián)動控制功能，包括安防聯(lián)動控制、煙感報警聯(lián)動控制、水箱液位聯(lián)動控制、斷定續(xù)傳等功能。支持不同品牌的數(shù)據(jù)統(tǒng)一快速接入，支持不同來源的數(shù)據(jù)源接入，包括泵房內(nèi)DTU 和網(wǎng)關(guān)等采集器數(shù)據(jù)。同時，也支持通過更多靈活的方式進行數(shù)據(jù)的采集，包括組態(tài)軟件采集的數(shù)據(jù)，第三方系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、第三方系統(tǒng)API 等。

（三）具體應(yīng)用場景和應(yīng)用模式

1．供水數(shù)據(jù)實時監(jiān)控與智能報警

通過對設(shè)備基礎(chǔ)信息管理與供水工藝生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控，利用地圖直觀展示管轄范圍內(nèi)的泵房供水數(shù)據(jù)情況及異常報警信息，并支持與工單系統(tǒng)的業(yè)務(wù)協(xié)同聯(lián)動，同時可利用內(nèi)置多年水務(wù)運維經(jīng)驗形成的報警規(guī)則庫與規(guī)則引擎，精準診斷、及時推送報警信息并自動派發(fā)工單，實現(xiàn)故障應(yīng)急響應(yīng)處理、供水情況實時監(jiān)控等服務(wù)，提高居民用水質(zhì)量。在部署后可根據(jù)運行情況不斷對規(guī)則進行優(yōu)化，大幅降低誤報率。

2．泵房安防監(jiān)控

平臺集成了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以監(jiān)控實時了解泵房狀態(tài)，并對歷史視頻記錄進行查詢，滿足遠程運行管理平臺可支持進行錄像檢索及回放。故障智能診斷系統(tǒng)當泵房現(xiàn)場發(fā)生異常，平臺可進行實時智能診斷，輔助運維人員精準快速定位設(shè)備故障，診斷故障原因。異常診斷內(nèi)容包括泵房設(shè)備異常、網(wǎng)絡(luò)連接異常、平臺異常等。異常處理主要用于解決一些特殊狀態(tài)的異常，主要包含報警翻轉(zhuǎn)、報警延時、報警升級、報警關(guān)聯(lián)等。系統(tǒng)可根據(jù)不同類型不同級別的報警設(shè)定報警提示方式，將報警第一時間推送到平臺，可使管理運維人員盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障問題。平臺可以統(tǒng)計設(shè)備歷史報警記錄，支持不同的品牌，不同的設(shè)備類型的分析顯示。對于用戶供應(yīng)商管理，備品備件管理，售后服務(wù)的人員管理都能起到很大的作用。

3．設(shè)備零部件全生命周期管理

支持整合設(shè)備零部件使用的壽命統(tǒng)計（故障概率統(tǒng)計），將各個零部件的使用壽命形成故障曲線，可隨時查看各零部件的使用情況，在異常發(fā)生前預(yù)知可能發(fā)生的問題，通過運維計劃來提前更換零部件，避免故障的發(fā)生。

4．工單管理與故障應(yīng)急響應(yīng)

可根據(jù)工單模板、工作計劃等創(chuàng)建工單。通過手機端APP 進行定位，能夠查詢并在地圖上顯示管轄范圍內(nèi)的一個被定位對象的實時、歷史位置信息。工單管理包括但不限于工單類型管理、工單模板管理、解決方案庫更新、工單流程管理、接單人管理。同時平臺整合了任務(wù)派單系統(tǒng)。平臺支持工單記錄生成和查詢，同時對工單進行分類，便于查看瀏覽和操作，可進行excel 報表導(dǎo)出。

5．數(shù)據(jù)分析

平臺能夠同時對兩個及以上的設(shè)備進行單一測點的歷史數(shù)據(jù)對比分析，也支持同比和環(huán)比分析來了解設(shè)備的運行狀態(tài)能耗分析可以通過站點設(shè)備的運行電量和流量進行噸水耗電量統(tǒng)計，進行不同時間段的同比和環(huán)比分析，并可以對同類型項目進行環(huán)比分析，找出能耗異常點，為設(shè)備調(diào)控提供依據(jù)。平臺實時對設(shè)備監(jiān)控利用監(jiān)控圖像來查看水泵運行狀態(tài)，且根據(jù)水泵揚程-流量，揚程-效率的關(guān)系，展示水泵的實際運行效率，能夠直觀看出水泵是否運行在高效區(qū)間以及水泵效率運行對比。

6．用水高、低峰期間錯峰調(diào)蓄/壓

結(jié)合設(shè)備運行頻率和瞬時流量判斷該設(shè)備對應(yīng)供水范圍的用水高峰期，找出該小區(qū)的用水周期性規(guī)律；通過對水箱液位的管理，分析水箱的用水規(guī)律，為每個水箱生成調(diào)蓄計劃通過多個模塊協(xié)調(diào)工作，結(jié)合所有水箱的進水計劃，對所有水箱進行統(tǒng)一的排成和優(yōu)先級排序，確定蓄水順序。將排程結(jié)果通過遠程參數(shù)修改的方式，批量下發(fā)至泵房錯峰調(diào)蓄控制器中；只要滿足蓄水條件，并且滿足優(yōu)先級順序，則泵房水箱開始蓄水，實現(xiàn)錯峰調(diào)蓄。

7．設(shè)備運維管理與線上巡檢

巡檢內(nèi)容包括但不限于設(shè)備實時運行情況的查看、設(shè)備歷史運行狀態(tài)的查看、泵房安防狀態(tài)的查看等。發(fā)現(xiàn)異常時，可快速發(fā)起工單。平臺能夠進行水箱信息后臺錄入、刪除、更新，前臺查詢；并且設(shè)定水箱清洗時間，定期提醒并派發(fā)工單，另外記錄水箱的清洗情況，系統(tǒng)自動存儲水箱清洗日志記錄進行更新記錄維修工單的日志，可支持自動生成和后臺錄入維保日志。針對泵房的日常運維工作，平臺依據(jù)日常泵房巡檢的工作內(nèi)容、巡檢的標準與要求，形成了一套線上巡檢標準化作業(yè)流程，支持日常巡檢的平臺化，為巡檢人員提供便捷化服務(wù)，同時該巡檢系統(tǒng)與故障處理、巡檢績效等人員考核進行綁定，為企業(yè)提供了人員績效評價數(shù)據(jù)支撐。

8．檔案電子化管理

平臺能對水務(wù)關(guān)鍵資產(chǎn)檔案進行電子化管理，包括泵房檔案、設(shè)備檔案、水泵檔案、電氣控制柜檔案等。支持以統(tǒng)一的檔案模板批量導(dǎo)入檔案系統(tǒng)（含項目、泵房、設(shè)備信息），方便工作人員管理、查看和調(diào)用檔案信息。

（四）安全及可靠性

1．搭建平臺安全技術(shù)體系

在安全技術(shù)體系方面，從安全網(wǎng)絡(luò)通信、安全區(qū)域邊界、安全計算環(huán)境、安全管理中心和物聯(lián)網(wǎng)安全擴展要求方面進行設(shè)計，確保網(wǎng)絡(luò)通信可以滿足業(yè)務(wù)穩(wěn)定運行、數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽?、區(qū)域邊界清晰隔離、網(wǎng)絡(luò)攻擊和病毒防護有效、網(wǎng)絡(luò)行為和主機行為審計全面、網(wǎng)絡(luò)安全管理管控集中。

網(wǎng)絡(luò)通信安全：基于密碼技術(shù)，實現(xiàn)泵房與服務(wù)器之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C密性與完整性保障。

區(qū)域邊界安全：將網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的安全區(qū)域，并在區(qū)域邊界部署安全措施，實現(xiàn)對區(qū)域的隔離，對網(wǎng)絡(luò)攻擊與病毒的檢測，以及對網(wǎng)絡(luò)行為的審計。

計算環(huán)境安全：基于云計算技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)，并在服務(wù)器與管理終端部署主機入侵檢測與病毒檢測手段，確保計算環(huán)境安全。

安全管理中心：通過集中管理、集中審計和集中分析的方式，實現(xiàn)對全網(wǎng)安全的統(tǒng)一監(jiān)控。

物聯(lián)網(wǎng)安全：在泵房物聯(lián)網(wǎng)邊緣部署安全措施，確保物聯(lián)網(wǎng)感知節(jié)點的安全接入和安全防護。

2．完善運維安全管理體系

在安全管理體系方面，建立從安全制度、安全機構(gòu)、人員管理、建設(shè)管理和運維管理等方面進行體系化的設(shè)計，確保安全技術(shù)體系的運行能夠得到有效的支撐和保障。

三、下一步實施計劃

逐步接入管轄區(qū)內(nèi)的泵站及二次供水設(shè)備

四、項目創(chuàng)新點和實施效果

（一）項目先進性及創(chuàng)新點

1．福建省首個5G專線組網(wǎng)項目，搭建高效、經(jīng)濟、安全的通信網(wǎng)絡(luò)

v 通過5GWVPDN網(wǎng)絡(luò)為用戶同時提供2個物聯(lián)網(wǎng)通道和1個數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通道，在一條物理電路中實現(xiàn)三合一貫通業(yè)務(wù)，實現(xiàn)專網(wǎng)專用。

v 依托5GWVPDN專網(wǎng)，廈門市政水務(wù)將5G應(yīng)用融入二次供水平臺生產(chǎn)及管理場景，可實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)卡超區(qū)域斷網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸管控、5G終端專網(wǎng)接入，支持手機終端通過專網(wǎng)訪問內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器，進行泵房設(shè)備運行數(shù)據(jù)、安防視頻數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)、SCADA等監(jiān)測數(shù)據(jù)監(jiān)控回傳等智慧化項目技術(shù)應(yīng)用，有效解決了傳統(tǒng)做法工作量大、效率低、安全風(fēng)險高等問題。

2．全面提升泵房數(shù)據(jù)感知能力與網(wǎng)絡(luò)安全

v 完善基礎(chǔ)傳感數(shù)據(jù)，從設(shè)備、水質(zhì)、環(huán)境、安防角度全面提升泵房管理維度和水平；

v 設(shè)計合理、安全的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，確保平臺支持的網(wǎng)絡(luò)形式多樣化，降低網(wǎng)絡(luò)費用。

3．搭建具備強大擴展能力、兼容能力、分析能力的系統(tǒng)

v 系統(tǒng)未來能滿足2000個泵房的數(shù)據(jù)接入和100個區(qū)域加壓泵站（包含農(nóng)供設(shè)備）的數(shù)據(jù)接入；

v 實現(xiàn)二次供水及泵站設(shè)備接入的兼容性，支持各廠商、各類型的供水設(shè)備接入；

v 符合企業(yè)管理信息化、自動化、智能化趨勢，平臺應(yīng)具備其先進性，具備智能化分析能力；

v 符合智慧水務(wù)大框架信息化、標準化要求，保證本平臺與智慧水務(wù)大框架的數(shù)據(jù)互通，消除系統(tǒng)孤島。

4．構(gòu)建面向網(wǎng)絡(luò)化運營的精細化管控模式

v 實現(xiàn)大量場站、泵房無人值守或少人值守高效化管理；

v 實現(xiàn)自動化異常診斷能力，完善專家知識庫，提升人員的運維管理效率；

v 建立企業(yè)內(nèi)部工單機制，結(jié)合異常自動診斷，實現(xiàn)自動發(fā)現(xiàn)問題，自動派送工單，自動績效計算；

v 結(jié)合設(shè)備生產(chǎn)廠商生產(chǎn)經(jīng)驗，對設(shè)備資產(chǎn)、設(shè)備零部件進行精細化管理，實現(xiàn)資產(chǎn)信息電子化、零部件全生命周期管理；

v 實現(xiàn)設(shè)備級別的精細化的能效管理，針對性降低設(shè)備能耗；

v 針對城市大規(guī)模水箱使用現(xiàn)狀，完成水箱清洗周期性管理。

（二）實施效果

1．實現(xiàn)全場景、高頻次的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入

v 多類型數(shù)據(jù)接入，包括但不限于泵房環(huán)境、設(shè)備運行、水質(zhì)、安防等各類數(shù)據(jù)；多場景接入方式，包括但不限于設(shè)備直采、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)接入、SCADA平臺、第三方系統(tǒng)等；

v 支持海量數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入、解析、清洗、上傳。

2．個性定制化駕駛艙

提供豐富的指標模型，直觀可視化地呈現(xiàn)泵房、報警、運維、水質(zhì)、能效等關(guān)鍵指標，可根據(jù)角色分配指標，可自定義訂閱或排序，可以層層下鉆、由粗到細地查看各類數(shù)據(jù)，幫助客戶從上至下貫徹指標、落實管理目標。

大屏駕駛艙

泵站管理平臺駕駛艙展示

3．操作更便捷、內(nèi)容更全面、分析更深入的泵房監(jiān)控

通過地圖直觀展示管轄范圍內(nèi)的泵房情況及相關(guān)信息，進入泵房詳情后，在一個功能中，集中、有序地呈現(xiàn)泵房相關(guān)的所有內(nèi)容，包括組態(tài)、實時及歷史數(shù)據(jù)、評分、檔案、生命周期、水箱及泵組的分析數(shù)據(jù)等，操作更便捷、內(nèi)容更全面、分析更深入。