淺談智慧水務(wù)建設(shè)的發(fā)展與配電設(shè)計(jì)

安科瑞 陳聰

 摘要：目前以新技術(shù)應(yīng)用帶動(dòng)水務(wù)信息化技術(shù)水平的全面提升，是水務(wù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，全國(guó)智慧水務(wù)正如火如荼建設(shè)中。智慧水務(wù)聚焦供水安全保障與水務(wù)精細(xì)化管理，本文通過(guò)各應(yīng)用場(chǎng)景深入分析智慧水務(wù)建設(shè)價(jià)值，提出智慧水務(wù)建設(shè)效益指標(biāo)，為正在建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)智慧水務(wù)的水務(wù)企業(yè)和管理單位提供應(yīng)用效益的事實(shí)依據(jù)，穩(wěn)定有效獲取數(shù)字化轉(zhuǎn)型成效，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。

   關(guān)鍵詞：智慧水務(wù)；管理平臺(tái)；建設(shè)思路；效益；可持續(xù)發(fā)展

1 前言

   智慧水務(wù)是水務(wù)發(fā)展到數(shù)字化后的高級(jí)形態(tài)，它充分利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，深入挖掘和廣泛運(yùn)用水務(wù)信息資源，逐步構(gòu)建水務(wù)企業(yè)生產(chǎn)管控能力、業(yè)務(wù)協(xié)同能力、經(jīng)營(yíng)管控能力、財(cái)務(wù)管控能力、用戶(hù)服務(wù)能力等新型能力，全面提升水務(wù)管理的效率和效能，最終建成為城市級(jí)水務(wù)智慧化支撐體系，以輔水務(wù)企業(yè)實(shí)現(xiàn)全要素生產(chǎn)率和可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力的提升，并實(shí)現(xiàn)“省 - 市 - 縣 - 村鎮(zhèn)"四級(jí)精細(xì)化管理，促進(jìn)水務(wù)從傳統(tǒng)服務(wù)到數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)型升級(jí)。

圖 1 智慧水務(wù)新型能力圖譜與建設(shè)價(jià)值分析

   智慧水務(wù)的業(yè)務(wù)體系和價(jià)值模式是基于數(shù)字生產(chǎn)力的新型能力共建、共創(chuàng)、共享形成的開(kāi)放生態(tài)，其產(chǎn)生的效益不僅是應(yīng)用新一代信息技術(shù)改造提升存量業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)提升效率、降低成本、提高質(zhì)量，而且賦能延伸業(yè)務(wù)和增值服務(wù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品/服務(wù)創(chuàng)新與業(yè)態(tài)轉(zhuǎn)變。本文從生產(chǎn)管控、運(yùn)營(yíng)決策、管理協(xié)同、用戶(hù)服務(wù)這四方面開(kāi)展分析。

1.1 生產(chǎn)精益化

1.1.1 提高供水水質(zhì)綜合達(dá)標(biāo)率

   通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在水源地、水廠、管網(wǎng)、供水節(jié)點(diǎn)、二次供水、用戶(hù)端等布置水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)余氯、氨氮、總氮、COD、TDS 等水質(zhì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)超標(biāo)報(bào)警、快速維修，有效控制水質(zhì)污染事件的發(fā)生。同時(shí)，通過(guò)源 水養(yǎng)護(hù)、水廠自動(dòng)化、管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)、泵站管理、二供管理等系統(tǒng)，從水廠進(jìn)出廠水、管網(wǎng)輸送、設(shè)備末端到用戶(hù)龍頭，全流程保障居民水質(zhì)的安全穩(wěn)定，提升供水水質(zhì)綜合達(dá)標(biāo)率，為市民創(chuàng)造出更加優(yōu)質(zhì)的供水、用水、飲水環(huán)境，保障用水水質(zhì)安全。

1.1.2 提高能源利用率

   通過(guò)源水調(diào)度、管網(wǎng)調(diào)度、錯(cuò)峰調(diào)蓄等系統(tǒng)，平衡供水能力與用水需求，實(shí)現(xiàn)水資源的合理分配，降低設(shè)備能耗；通過(guò)水廠智能加藥系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)，可根據(jù)水質(zhì)情況實(shí)時(shí)調(diào)控藥劑量，實(shí)現(xiàn)藥劑精準(zhǔn)計(jì)算、投加，大大節(jié)約鋁鹽、鐵鹽、二氧化氯、次氯酸鈉、臭氧等藥劑量，并使藥劑得到安全儲(chǔ)存；通過(guò)設(shè)備管理、二供管理系統(tǒng)，尋求設(shè)備搭配組合，減少“大馬拉小車(chē)"現(xiàn)象，大大提升能源利用率，降低能耗，降低城市供水綜合單位電耗與成本。

1.2 決策科學(xué)化

1.2.1 提高供水保障率

   通過(guò)智慧水務(wù)系統(tǒng)，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)和減少安全事故和突發(fā)事件的損失，最大限度地保障國(guó)家財(cái)產(chǎn)不受損失和人民生活不受影響；通過(guò)源水調(diào)度、管網(wǎng)調(diào)度、錯(cuò)峰調(diào)蓄等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水資源合理分配，緩解高峰期“搶水"現(xiàn)象；通過(guò) DMA分區(qū)管理、漏損分析與管理、產(chǎn)銷(xiāo)差管理、大表管理等系統(tǒng)，及時(shí)預(yù)警、處置泄漏事故，高效處置、搶修，降低漏損率，提升漏損搶修效率；通過(guò) GIS、管網(wǎng)水力模型輔助工作人員全面了解供水管網(wǎng)運(yùn)行情況，作出決策；通過(guò)事故預(yù)警預(yù)測(cè)系統(tǒng)和管網(wǎng)外業(yè)工單系統(tǒng)，及時(shí)啟動(dòng)事件預(yù)警機(jī)制，并及時(shí)派發(fā)維修工單，提高應(yīng)急處置能力，提高供水保障率。同時(shí)公眾可以通過(guò)公共監(jiān)測(cè)平臺(tái)或移動(dòng)在線軟件等舉報(bào)黑臭水體，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水污染，保障用水安全。

1.2.2 提高運(yùn)營(yíng)效率

   改善供水企業(yè)的管理現(xiàn)狀以及提高供水的安全性能，為城市居民提供更加便捷、更加高效、更加舒適的供水服務(wù)。使得供水企業(yè)的運(yùn)營(yíng)與管理更加智能化，進(jìn)而提升企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率，使城市用水更加安全。有效提升水資源的使用效率，在智慧化城市用水與排水方面能夠更加高效，減少水資源的浪費(fèi)，同時(shí)在防洪等自然災(zāi)害方面等更加有效。使水務(wù)業(yè)務(wù)更加的智能化，進(jìn)而為城市居民提供更加高效便捷的服務(wù)，通過(guò)智慧化的水業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、自動(dòng)的水務(wù)服務(wù)。

1.3 管理協(xié)同化

   通過(guò)設(shè)備統(tǒng)一接入平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效、可拓展的物聯(lián)網(wǎng)接入，提供物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備基礎(chǔ)信息管理和維護(hù)；通過(guò)設(shè)備管理平臺(tái)，統(tǒng)一管理“水源 - 水廠"全流程設(shè)備，同時(shí)實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的全生命周期管理，科學(xué)預(yù)測(cè)設(shè)備剩余壽命，提示更換，降低供水設(shè)備剩余壽命預(yù)測(cè)失效率，提高設(shè)備利用率；通過(guò)數(shù)據(jù)中臺(tái)，進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)緩存，打通各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)孤島，提高信息資源利用率；通過(guò)公共服務(wù)基礎(chǔ)支撐中臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的打通，提高各業(yè)務(wù)部門(mén)間信息同步，實(shí)現(xiàn)水務(wù)應(yīng)用一體化管理，提高了任務(wù)協(xié)同度。實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)由被動(dòng)支撐管理向融入水務(wù)管理模式的轉(zhuǎn)變，推動(dòng)了水務(wù)業(yè)務(wù)流程的再造，不僅可以更加合理地利用水資源，確保水量、水質(zhì)、水壓和供水安全，還可以提高水司運(yùn)維水平，保持合理的運(yùn)維成本，從而減緩供水成本升高對(duì)水價(jià)的壓力。

圖 5    任務(wù)協(xié)同度提升分析

1.4 服務(wù)主動(dòng)化

1.4.1 提高服務(wù)水平

   利用移動(dòng)終端和互聯(lián)網(wǎng)為市民提供一站式涉水業(yè)務(wù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)實(shí)時(shí)投訴、網(wǎng)上辦理行政許可、電子支付水費(fèi)、智能水表等功能，進(jìn)而使水務(wù)公共服務(wù)水平得以大幅度提高。充分改善了傳統(tǒng)供水公司、政府機(jī)構(gòu)、用戶(hù)之間的交流方法，提高了資源的合理利用效率，便于進(jìn)行高效合理的信息傳輸。

1.4.2 提高用戶(hù)滿(mǎn)意度

   通過(guò)網(wǎng)上營(yíng)業(yè)廳系統(tǒng)、服務(wù)熱線，搭建與居民之間的橋梁，解決城市取水、供水、用水等問(wèn)題的訴求和矛盾，提高用戶(hù)服務(wù)便捷度；通過(guò)營(yíng)業(yè)收費(fèi)管理系統(tǒng)、客戶(hù)信息管理系統(tǒng)，記錄客戶(hù)信息，為水務(wù)企業(yè)提供精細(xì)化管理所需的統(tǒng)計(jì)分析信息，提高服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)智慧客服；通過(guò)營(yíng)銷(xiāo)類(lèi)工單系統(tǒng)、報(bào)裝管理系統(tǒng)、抄表管理系統(tǒng)、工程管理系統(tǒng)、表務(wù)管理系統(tǒng)等，提高任務(wù)響應(yīng)速度，快速派發(fā)工單，提高工單完成及時(shí)率，提高報(bào)裝、抄表效率，實(shí)現(xiàn)計(jì)量表具的及時(shí)維修與更換，提高用戶(hù)滿(mǎn)意度。

1.4.3 提高來(lái)電解決率

   通過(guò)客戶(hù)信息管理、抄表管理、服務(wù)熱線、設(shè)備管理等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)時(shí)代下對(duì)數(shù)據(jù)的智能分析，以更加精細(xì)、動(dòng)態(tài)的方式管理水資源生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、服務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)，充分采集、記錄、展示客戶(hù)信息，快速排查用戶(hù)來(lái)電原因，提高用戶(hù)來(lái)電解決率。

2. 智慧水務(wù)建設(shè)效益指標(biāo)

   智慧水務(wù)效益分析可以從基礎(chǔ)設(shè)施、人員、資金、管理、服務(wù)五個(gè)方面展開(kāi)。通過(guò)客戶(hù)信息管理、抄表管理、服務(wù)熱線、設(shè)備管理等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)時(shí)代下對(duì)數(shù)據(jù)的智能分析，以更加精細(xì)、動(dòng)態(tài)的方式管理水資源生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、服務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)，充分采集、記錄、展示客戶(hù)信息，快速排查用戶(hù)來(lái)電原因，提高用戶(hù)來(lái)電解決率。

3. 典型智慧水務(wù)建設(shè)項(xiàng)目效益分析

3.1 基于智能互聯(lián)的城市智慧供水管理平臺(tái)效益分析

3.1.1 項(xiàng)目實(shí)施概況

   本項(xiàng)目為市級(jí)二次供水改造項(xiàng)目，其中二次加壓最高日用水量104m3 /d；二次加壓最高時(shí)用水量為10.8m3 /h, 系統(tǒng)流量為24m3 /h；分區(qū)情況：加壓樓宇共四棟，樓層15層，加壓戶(hù)數(shù)130戶(hù)，均為一廚二衛(wèi)；泵房尺寸：14000mm（L）×7500mm（W）；泵房擬從室外市政給水管上接出兩根DN100的來(lái)水管進(jìn)入泵房，市政供水水壓為0.25MPa。原供水設(shè)備為變頻供水。

圖 6 用戶(hù)滿(mǎn)意度來(lái)電解決率提升分析

項(xiàng)目改造前存在以下問(wèn)題：

（1）缺乏科學(xué)的用水規(guī)律分析，使設(shè)備持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，保持恒壓供水滿(mǎn)足最不利點(diǎn)的用水

需求；缺乏對(duì)設(shè)備重要零部件的全生命周期管理，無(wú)法預(yù)測(cè)更換零部件時(shí)間，導(dǎo)致零部件壽命較短；缺乏設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控與報(bào)警，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，無(wú)法第一時(shí)間進(jìn)行維修，導(dǎo)致縮短設(shè)備壽命。一般情況下一套供水設(shè)備以常態(tài)運(yùn)行的壽命是 15 年即 131400 小時(shí)，高效狀態(tài)運(yùn)行的壽命是 10 年即 87600 小時(shí)，項(xiàng)目改造前一套設(shè)備一天中連續(xù)高效運(yùn)轉(zhuǎn) 24h。

（2）運(yùn)維人員每個(gè)月進(jìn)行一次設(shè)備檢查，無(wú)法實(shí)時(shí)掌控設(shè)備狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，

只能通過(guò)自檢、用戶(hù)投訴兩種方式得知設(shè)備故障狀態(tài)，另外維修人員派單慢，無(wú)法第一時(shí)間趕赴現(xiàn)場(chǎng)維修。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般情況下，從設(shè)備發(fā)生故障到運(yùn)維人員維修需要5個(gè)小時(shí)。

（3）水箱清洗無(wú)規(guī)律，導(dǎo)致水質(zhì)有二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法預(yù)防水質(zhì)污染事件；另外僅

定期取樣檢測(cè)水質(zhì)情況，無(wú)法掌控水質(zhì)實(shí)時(shí)情況，當(dāng)檢測(cè)出水質(zhì)有問(wèn)題時(shí)水已經(jīng)供給用戶(hù)了，不能保障供水水質(zhì)實(shí)時(shí)達(dá)標(biāo)。

3.1.2 實(shí)施效果

3.1.2.1 設(shè)備能耗降低

   原有項(xiàng)目情況：系統(tǒng)流量 Q=25m3 /h，水泵揚(yáng)程 H=62m； 水 泵 的 參 數(shù) 為：50/DL12- 12.5X5，N=5.5kw，流量 Q=12.6m3 /h， 揚(yáng) 程：H=62m（二用一備）。針對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地考察及檢測(cè)，并通過(guò)檢測(cè)工具檢測(cè)出一年設(shè)備供水量 1508 噸，耗電量 1695 度。通過(guò)平臺(tái)對(duì)設(shè)備、水泵進(jìn)行科學(xué)選擇，達(dá)到了高效節(jié)能的目的，具體如下：原變頻供水設(shè)備的千噸水耗電量為 1813 kWh/（km3 .Mpa）。帶有水質(zhì)改善功能的新型無(wú)負(fù)壓設(shè)備的千噸水耗電量為 726 kWh/（km3 .Mpa）。因此，帶有水質(zhì)改善功能的新型無(wú)負(fù)壓設(shè)備相對(duì)于原有變頻設(shè)備的節(jié)能率為：59.96%。

3.1.2.2 設(shè)備壽命延長(zhǎng)

   平臺(tái)建設(shè)后，通過(guò)供水設(shè)備管理平臺(tái)對(duì)用水高峰時(shí)段規(guī)律進(jìn)行分析，用水量較低的時(shí)段，采取小流量保壓；使用算法對(duì)水箱進(jìn)水合理排程，并通過(guò)平臺(tái)下控，使水箱有序進(jìn)水，從而緩解區(qū)域供水壓力；平臺(tái)中具有對(duì)設(shè)備類(lèi)型進(jìn)行重要零部件管理，包括零部件名稱(chēng)、標(biāo)識(shí)碼、類(lèi)別、1 年 ~20 年的生命值、影響權(quán)重等，并根據(jù)設(shè)備調(diào)試完成上線使用時(shí)間，計(jì)算設(shè)備零部件的使用期限，并得出整體設(shè)備的生命值；在平臺(tái)中，可根據(jù) PLC 底層上傳數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)判斷水泵故障并報(bào)警，可在第一時(shí)間進(jìn)行維修。

   項(xiàng)目改造后設(shè)備一天高效運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間為8h，正常狀態(tài)運(yùn)行 16 個(gè)小時(shí)，因此項(xiàng)目改造 后設(shè)備可運(yùn)行時(shí)間為：87600 ′8/24+ 131400 ′16/24=116800h

   所以相比于項(xiàng)目改造前，設(shè)備運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)為：（116800 - 87600）/87600*100%=33.33%

   通過(guò)供水設(shè)備管理平臺(tái)對(duì)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管及故障預(yù)警，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并維修，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，可提高設(shè)備壽命 10%。因此項(xiàng)目改造后設(shè)備壽命延長(zhǎng)43.33%。

3.1.2.3 維保及時(shí)率提升

   平臺(tái)建設(shè)后，水司對(duì)泵房及設(shè)備進(jìn)行日常運(yùn)維，包括設(shè)備日?，F(xiàn)場(chǎng)巡檢，水箱清洗等； 平臺(tái)通過(guò)工單系統(tǒng)對(duì)日常運(yùn)維任務(wù)實(shí)現(xiàn)周期性的派發(fā)工單，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)派單，通過(guò)定位、排班等選擇最佳運(yùn)維人員，并對(duì)運(yùn)維人員實(shí)現(xiàn)全流程的跟蹤與監(jiān)管；在管理上，實(shí)現(xiàn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的事故隱患，提前預(yù)知設(shè)備性能的改變，降低設(shè)備故障率，另外通過(guò)平臺(tái)秒級(jí)數(shù)據(jù)采集結(jié)合異常自動(dòng)診斷，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)發(fā)現(xiàn)供水異常，及時(shí)派發(fā)帶解決方案的自動(dòng)工單，大幅提升供水事故發(fā)現(xiàn)及時(shí)率，大幅縮短響應(yīng)時(shí)間和事故解除時(shí)間，從而提升用戶(hù)滿(mǎn)意度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般情況下，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障后平臺(tái)會(huì)立刻到報(bào)警，再通過(guò)工單系統(tǒng)自動(dòng)派發(fā)帶解決方案的自動(dòng)工單到合適的運(yùn)維人員，從設(shè)備發(fā)生故障到運(yùn)維人員維修整個(gè)過(guò)程僅需要 2 個(gè)小時(shí)。經(jīng)過(guò)對(duì)項(xiàng)目改造前后的分析，可見(jiàn)設(shè)備維保及時(shí)率提高了（5-2）/5*100=60%

3.1.2.4 水質(zhì)達(dá)標(biāo)率提高

   通過(guò)供水管理平臺(tái)查看當(dāng)前用戶(hù)下所有水箱的清洗周期，指導(dǎo)派發(fā)工單，保障水質(zhì)，并 對(duì)水箱清洗周期性排程（來(lái)自工單系統(tǒng)）；另外多參數(shù)水質(zhì)在線分析系統(tǒng)集成平臺(tái)，能直接將多種水質(zhì)在線分析參數(shù)集成在一臺(tái)整機(jī)內(nèi)部，在觸摸屏面板顯示器上集中察看和管理；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的水質(zhì)參數(shù)包括 pH、電導(dǎo)率、溶解氧、余氯、濁度等，測(cè)量精度在 1% 左右，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)智能化在線監(jiān)測(cè)，當(dāng)水質(zhì)數(shù)據(jù)超過(guò)限定值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警并停止供水；該系統(tǒng)集水質(zhì)在線分析、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送、數(shù)據(jù)庫(kù)以及分析軟件、系統(tǒng)校準(zhǔn)功能于一體，對(duì)現(xiàn)代化水質(zhì)數(shù)據(jù)采集和分析提供了極大便利。經(jīng)過(guò)對(duì)項(xiàng)目改造前后的分析，可見(jiàn)在項(xiàng)目改造后，通過(guò)工單系統(tǒng)對(duì)水箱清洗周期性排程，確保水箱的定期清洗，保障水質(zhì)不受到二次污染，另外通過(guò)多參數(shù)水質(zhì)在線分析系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)，可通過(guò)供水管理平臺(tái)掌控水質(zhì)數(shù)據(jù)，當(dāng)水質(zhì)超出限定值時(shí)會(huì)立刻啟動(dòng)報(bào)警并停水，保障了供水水質(zhì)安全，確保了設(shè)備供水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率 100%。

3.2 智慧水務(wù)大數(shù)據(jù)中心建設(shè)效益分析

3.2.1 項(xiàng)目實(shí)施概況

   某自來(lái)水公司相繼建設(shè)了營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)、報(bào)裝系統(tǒng)、呼叫中心等多個(gè)系統(tǒng)，但因?yàn)樾畔⒒ㄔO(shè)周期長(zhǎng)，沒(méi)有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致信息孤島越來(lái)越嚴(yán)重，嚴(yán)重制約協(xié)同工作的能力，生產(chǎn)調(diào)度和運(yùn)營(yíng)分析缺乏數(shù)據(jù)撐和科學(xué)依據(jù)。通過(guò)搭建水務(wù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)打通數(shù)據(jù)孤島，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成一體化、數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)便捷化、數(shù)據(jù)資產(chǎn)規(guī)范化、數(shù)據(jù)服務(wù)流程化，形成貫穿智慧水務(wù)各系統(tǒng)的無(wú)邊信息流，大大提升信息化系統(tǒng)對(duì)需求變更的響應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的精準(zhǔn)服務(wù)和主動(dòng)服務(wù)，為市民提供更好的用水服務(wù)體驗(yàn)。大數(shù)據(jù)中心主要建設(shè)內(nèi)容如下：

（1）數(shù)據(jù)梳理。本項(xiàng)目的數(shù)據(jù)源系統(tǒng)主要圍繞營(yíng)銷(xiāo)客服主題，進(jìn)行系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)初始化、系統(tǒng)增量數(shù)據(jù)抽取、系統(tǒng)變更數(shù)據(jù)抽取、系統(tǒng)全量數(shù)據(jù)抽取等。

（2）數(shù)據(jù)清洗轉(zhuǎn)換。利用 ETL 工具將各業(yè)務(wù)系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，并轉(zhuǎn)換成可以開(kāi)發(fā)建模的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

（3）數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用。建設(shè)管理駕駛艙，將各類(lèi)分析指標(biāo)通過(guò)多維度圖形直觀展示；

建設(shè)報(bào)表設(shè)計(jì)器，隨時(shí)生成不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的組合型報(bào)表；用戶(hù)畫(huà)像，通過(guò)不同維度分析用戶(hù)屬性及用戶(hù)行為信息。

（4）數(shù)據(jù)綜合業(yè)務(wù)查詢(xún)。業(yè)務(wù)人員可通過(guò)簡(jiǎn)易搜索條件快捷查詢(xún)相關(guān)用戶(hù)的基礎(chǔ)信息、繳費(fèi)記錄、欠繳信息、熱線服務(wù)工單、熱線錄音等所有血緣數(shù)據(jù)。

3.2.2 實(shí)施效果

3.2.2.1 節(jié)約人力

   通過(guò)建設(shè)的水務(wù)大數(shù)據(jù)中心打通綜合業(yè)務(wù)服務(wù)平臺(tái)，居民可通過(guò)公眾號(hào)、短信、網(wǎng)站等平臺(tái)進(jìn)行自助式查詢(xún)，大大降低了對(duì)人工客服的需求。項(xiàng)目建設(shè)之前每日平臺(tái)呼入數(shù)1000，其中接通率 68%，來(lái)電分類(lèi)包括故障報(bào)修、水質(zhì)問(wèn)題、水壓?jiǎn)栴}、咨詢(xún)查詢(xún)、投訴建議等，平均隊(duì)列長(zhǎng) 20 人，最大隊(duì)列長(zhǎng)度100 人，在水務(wù)大數(shù)據(jù)中心建設(shè)后，人工客服呼入數(shù)減少 60%，大部分人傾向選擇自助式服務(wù)，客服人員可減少50%。

3.2.2.2 改善工單處理狀況

   通過(guò)水務(wù)大數(shù)據(jù)中心把熱線工單系統(tǒng)、供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS）系統(tǒng)、工單系統(tǒng)對(duì)接，相關(guān)客服人員在接到故障信息后，可根據(jù)受理地址定位，立即確認(rèn)故障點(diǎn)，并上傳至工單系統(tǒng)，在工單系統(tǒng)上按照工單類(lèi)型分類(lèi)進(jìn)行自動(dòng)派單，完成故障維修后及時(shí)進(jìn)行回訪。從收到故障信息到派單整個(gè)過(guò)程不超過(guò)三分鐘，而在過(guò)去需要十分鐘才能進(jìn)行派單，派單效率提高了 70%，另外故障維修后并通過(guò)回訪提高服務(wù)質(zhì)量，回訪及時(shí)率提高了 90%。

3.2.2.3 提高工作效率

   在水務(wù)大數(shù)據(jù)中心建設(shè)后，客服人員臺(tái)席接通率 98%，示忙時(shí)長(zhǎng)減少 90%，抄表員在抄表數(shù) 8000 個(gè)時(shí)，抄表及時(shí)率提高 40%，外勤人員處理及時(shí)率可達(dá) 80%，比之前提高40%，營(yíng)業(yè)廳的柜員處理用戶(hù)問(wèn)題的平均時(shí)間為 8 分鐘，相比于之前減少了 50%。水務(wù)大數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，大大提高了各個(gè)崗位工作人員的工作效率，工作效率的提高也相應(yīng)增加了用戶(hù)的滿(mǎn)意度。

3.2.2.4 強(qiáng)化安全保障

   在水務(wù)大數(shù)據(jù)中心建設(shè)之前未建立數(shù)據(jù)安全保障措施，在項(xiàng)目建設(shè)后，通過(guò)對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行監(jiān)控，具體業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)置輸出規(guī)則，避免數(shù)據(jù)被非法利用，保障用水戶(hù)信息安全；通過(guò)大數(shù)據(jù)分析用戶(hù)用水行為，分析供水區(qū)域內(nèi)疑似群租房群體，并接合抄表核實(shí)形成相關(guān)報(bào)告，提供給相關(guān)部門(mén)，為強(qiáng)化社會(huì)治安控制提供輔助能力。

3.2.2.5 提升社會(huì)服務(wù)滿(mǎn)意度

   通過(guò)對(duì)客戶(hù)服務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)資源進(jìn)一步集成和整合，充分發(fā)掘利用數(shù)據(jù)資產(chǎn)價(jià)值，為客戶(hù)服務(wù)工作人員提供更便捷的工具用于支撐服務(wù)工作，在進(jìn)一步提升服務(wù)于響應(yīng)速度和質(zhì)量的同時(shí)，通過(guò)用戶(hù)畫(huà)像，實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步精準(zhǔn)服務(wù)和主動(dòng)服務(wù)，為市民提供更好的用水服務(wù)體驗(yàn)。

3.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智慧水務(wù)一體機(jī)項(xiàng)目效益分析

3.3.1 項(xiàng)目實(shí)施概況

   某貧困縣，長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，為響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，打好脫貧攻堅(jiān)站，采用“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智慧水務(wù)一體機(jī)"以解決農(nóng)村飲水難問(wèn)題，通過(guò)營(yíng)業(yè)收費(fèi)，客戶(hù)服務(wù)，抄表系統(tǒng)的上線部署，使農(nóng)村供水運(yùn)營(yíng)水平實(shí)現(xiàn)整體提高，完成了農(nóng)村分水站信息化提升和飲用水安全保障任務(wù)。該縣供水系統(tǒng)主要存在以下問(wèn)題：（1）整個(gè)供水過(guò)程缺少水質(zhì)檢測(cè)設(shè)施和水質(zhì)處理設(shè)備，存在二次污染問(wèn)題，水質(zhì)污染事件無(wú)預(yù)警機(jī)制。（2）縣 32 個(gè)分水站的水池進(jìn)水跟城區(qū)用水高峰期重合，造成高峰期搶水。由于數(shù)字化程度低，管網(wǎng)資料遺失問(wèn)題嚴(yán)重，同時(shí)，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)的爆管、跑水事故，即使發(fā)現(xiàn)也很難精確定位，供水管道漏損嚴(yán)重，漏失率個(gè)別高達(dá) 65%。（3）缺少必要的監(jiān)督機(jī)制和人員考核機(jī)制，設(shè)備、管網(wǎng)、水表的維護(hù)無(wú)法滿(mǎn)足規(guī)定要求，造成設(shè)備故障率高，損壞嚴(yán)重。（4）供水系統(tǒng)自動(dòng)化程度低，供水設(shè)備、水池液位無(wú)法遠(yuǎn)程監(jiān)控，分水站運(yùn)營(yíng)成本過(guò)高。（5）未做到抄表到戶(hù)，個(gè)別不交水費(fèi)或超量用水，影響其他村民正常用水，同時(shí)給分水站的經(jīng)營(yíng)造成很大壓力。（6）水質(zhì)事故、停水通知、用戶(hù)意見(jiàn)建議等，缺少溝通渠道，嚴(yán)重影響用戶(hù)的用水體驗(yàn)。

   “工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智慧水務(wù)一體機(jī)"是為中小水司提供智慧水務(wù)建設(shè)的應(yīng)用軟件、計(jì)算及存儲(chǔ)硬件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、信息安全為核心的一站式解決方案，含管理門(mén)戶(hù)、大屏數(shù)據(jù)可視化、DMA 漏損控制管理系統(tǒng)、大口徑水表監(jiān)控管理系統(tǒng)、工單系統(tǒng)、二供管理平臺(tái)、錯(cuò)峰供水、智能故障診斷、水廠監(jiān)控集成、綜合調(diào)度管率 100%，城市供水綜合單位電耗與成本降低10%~15%。

4AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)

4.1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(guò)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。

4.2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(guò)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(mén)管理需要。

4.3平臺(tái)拓?fù)鋱D

4.4平臺(tái)子系統(tǒng)

4.4.1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(wú)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)。

4.4.2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(guò)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。

4.4.3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(guò)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。高效、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)。

4.4.4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(guò)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(lái)水廠、水泵站等的用電、用水、燃?xì)?、冷熱量消耗量，同環(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(chē)間/職能部門(mén)的能效水平進(jìn)行分析，同比、環(huán)比、對(duì)標(biāo)等。通過(guò)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(guó)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(lái)調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

4.4.5智能照明控制

   系統(tǒng)為污水廠、自來(lái)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。

4.4.6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(lái)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(guò)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(mén)監(jiān)控系統(tǒng)：防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)集中控制其各終端設(shè)備即防火門(mén)監(jiān)控模塊、電動(dòng)閉門(mén)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(mén)的開(kāi)啟、關(guān)閉及故障狀態(tài)，顯示終端設(shè)備開(kāi)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(lái)，當(dāng)終端設(shè)備發(fā)生短路、斷路等故障時(shí)，防火門(mén)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。

4.4.7 環(huán)境監(jiān)測(cè)

   污水廠、自來(lái)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(lái)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。

4.4.8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(kāi)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(guò)3D或2.5D平面圖顯示分布式光伏組件在屋頂、車(chē)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。

4.4.9工藝仿真監(jiān)控

平臺(tái)通過(guò)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(guò)流、過(guò)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)。

5相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單

6結(jié)語(yǔ)

   智慧水務(wù)聚焦供水安全保障與水務(wù)精細(xì)化管理，以新技術(shù)應(yīng)用帶動(dòng)水務(wù)信息化技術(shù)水平的全面提升。正在建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)智慧水務(wù)的水務(wù)企業(yè)和管理單位可以從生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)優(yōu)化、產(chǎn)品/服務(wù)創(chuàng)新、業(yè)態(tài)轉(zhuǎn)變等方面，明確數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)型過(guò)程中不斷躍升的價(jià)值效益，在實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)方面價(jià)值效益基礎(chǔ)上，通過(guò)產(chǎn)品/服務(wù)創(chuàng)新開(kāi)辟業(yè)務(wù)增量發(fā)展空間，獲取新技術(shù)/新產(chǎn)品、服務(wù)延伸與增值、業(yè)態(tài)轉(zhuǎn)變，依托產(chǎn)業(yè)合作伙伴共建的開(kāi)放價(jià)值生態(tài)，在數(shù)字新業(yè)務(wù)和綠色可持續(xù)發(fā)展等方面實(shí)現(xiàn)更大的價(jià)值效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

【1】李美玲. 智慧水務(wù)建設(shè)效益淺析.城鎮(zhèn)供水.2022.02版

【2】田雨，蔣云鐘，楊明祥．智慧水務(wù)建設(shè)的基礎(chǔ)及發(fā)展戰(zhàn)略研究 [J].中國(guó)水利，2014

【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版