智慧水务平台


            智慧水务建设能有效提高河湖水系水质,消除黑臭水体,改善水环境。控制安全事故与突发事件损失,最大限度地保证国家财产和人民生活免受经济损失及影响的重要保障。

    水务精细化、智慧化管理是水务事业发展的要求和大趋势,其资源共享,业务协同,智慧应用建设理念能够满足水务信息化在新形势下的发展要求。

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设计原则

   以总体设计为起点,结合“纵向到底、横向到边”的管控体系,由“目标驱动监管”向“数据驱动监管”转变,破解业务交叉、建设分散的情况,按照“强化管理、明确责任”的总体思路推动水务业务全流程数据和管理。


Ø业务导向、面向管理原则

现场与中心相结合,现场工程设施全部建设自控系统。运管中心通过则通信网络实现对各个现场自控系统数据的统一采集、汇总与集中监控管理,为区域整体联调联控提供基础条件。

Ø现场自控、集中监控原则

        以业务为导向,针对各涉水环境治理业务需求构建综合监控体系,以辅助运维及决策为出发点,兼顾模型校核等多角度考虑,发挥监控作用,全面服务于管理。

Ø数据有效、经济可行原则

        遵循流域整体布局原则,在河流关键节点布设流量、水位监测点,掌握水资源分配动态数据;对于重点断面重点部署水质监测点,实时监控水环境容量及水质动态变化情况。

Ø流域部署、突出重点原则

        确保监测数据准确有效,监测结果有效,可用于定量监测以及模型参数率定和结果验证,支撑智慧水务系统建设。充分利用和兼容各部门已有监测点位和设施,避免重复建设,提高建设的经济性。

基本功能

Ø综合监测体系

 基础信息

            1. 建成布局合理、结构完备、功能齐全、高度共享的空-天-地一体化水务基础信息采集与传输系统;

            2. 建立水环境系统的在线监测能力,获取真实、有效的数据,摸清水环境问题的病因; 

            3. 提高城市水环境治理与防洪排涝管理的监控抓手能力,为智慧水务平台提供数据基础。

            

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水量调度功能

       管理信息系统工程需要水量调度的全部功能,包括:当地来水情况汇总、用户需水统计分析、年内水量分配方案的编制、实时水量调度、水量统计和水费计算以及水量调度方案评估等。而对于年内水量分配方案的编制需要依靠水量分配模型,对于实时水量调度需要水量调度模型,对于水量调度方案评价需要依靠调度评价模型。


水质信息监测与管理功能

       水质信息监测与管理在固定监测站、移动监测站、实验室采集的信息基础上对水质进行评价分析。水质评价分需要水质评价分析模型提供支撑。


工程安全信息监测与管理、水情信息监测与管理和工程管理功能

工程安全信息监测与管理在渗漏、位移、沉降、变形等传感器采集的信息基础上对工程安全情况进行综合分析。

由于工程建设过程中不可能在所有工程部位都预埋传感器,因此,需要人工对工程进行巡查,管理信息系统工程在人工巡查的基础上进行工程管理。

工程中的建筑物以及引水渠(暗涵)都有防洪需求,水量调度也需要了解本地来水情况。水情信息监测与管理功能一方面采集工程沿线水情信息,一方面从水文局、气象局、防汛等部门获取相关信息,为水量调度和工程防洪提供支撑。


安防监控和自动控制功能

在阀泵站开度仪、水位计、流量计、压力计等采集的信息基础上,对阀、泵进行现地和远程控制,阀、泵远程控制需要控制模型的支撑。安防监控作为自动控制的辅助功能。


综合会商功能

当发生险情时,需要决策会商,根据会商结果,进行应急水量调度或应急处置。


辅助功能

包括网站功能、三维展示功能、综合信息服务功能、移动信息服务功能、财务资产管理、人力资源管理、计划合同管理、工程档案管理、日常办公功能等。



业务架构


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数据需求分析


Ø总体数据需求

根据对信息系统管理的功能需求分析,系统所需要的数据包括如下几类:信息监测与管理数据、水量调度数据、工程管理数据、综合会商数据、综合服务数据、应用交互数据、自动控制与安防监控数据等。


Ø信息监测与管理数据需求

信息监测与管理数据包括水质信息监测与管理数据需求、水情信息监测与管理数据需求和工程安全信息监测与管理数据需求。


Ø水量调度数据需求

  水量调度数据主要包括水量调度模型数据、水面线演进数据、工程运行数据、沿途区域来水、需水及分水数据、沿途区域水量分配指标;水质、工程安全、水情等突发性事件反馈信息;各类水量调度方案数据及调度方案评价数据等。其中,工程运行数据、沿途区域来水、需水及分水数据的来源包括自来水集团分调中心和引滦信息管理分调中心。


Ø应用交互数据需求

应用交互数据主要是由各业务系统提供的需要发布的数据。


Ø计算机监控与安防监控数据需求

每个采集站点要采集的监控信息主要包括:闸前水位、闸后水位、流量、闸门开启高度、闸门启闭状态、液压机状态、阀前管道压力、阀后流量、阀门开度、阀门状态、泵站运行状态、电流、电压、温湿度、限位保护、荷重保护、相序故障、PLC状态等信息。


应用支撑平台需求分析


在管理信息系统工程的设计过程中,如果不依托应用支撑平台进行整体的框架设计,将会出现开发与运用环境各异、整体应用发展水平很不平衡,系统开发成本高、系统适应性差、集成度低等问题;同时受计算机网络、数据库选择与内容和应用系统体系结构等因素的限制,客观上会造成以“应用系统”为单位形成一系列相对封闭的信息孤岛,不仅不同的业务系统间不能实现有效的协同运用,即使上下级同类系统间也不能有效地实现互联互通;为了防止系统今后在开发与建设以及运行中出现此类问题,亟待建设应用支撑平台,采用平台技术实施有效的集成。


技术层面统一布局的问题

应用支撑平台的核心需求是解决所有应用系统在业务层面的统一布局的问题。由于信息技术的发展,信息化系统的建设,可以有多种技术路线的选择,有多种开发平台,有多种实现技术,有多种软硬件支持环境,如果对这些因素不进行统筹考虑,系统间的协同工作,系统间互联互通将面临极大的挑战,同时增加对这些应用系统管理与控制的难度。


重复开发,效率低的问题

  所有应用系统,虽然针对的业务不同,但是其有很多相同的需求,包括:组织结构建立、用户与权限管理、综合检索、报表设计、安全管理等,如果没有统一规划,各应用系统分别开发,重复工作,软件的质量不能保证,同时影响各应用系统建设的速度与效率。


投资浪费的问题

绝大部分应用系统都需要多种商业中间件作为运行环境,包括应用服务器、消息中间件等;而部分应用系统可能需要一些共同的商业软件产品,例如GIS平台,报表工具等。如果各应用系统分别采购这些中间件与商业软件产品,一方面造成极大的投资浪费,另一方面,如果购买不同厂商的产品,在信息共享、业务协同方面也会产生一定的影响。


应用系统间互联互通的问题

如果在平台技术层面没有统一规划,会导致应用系统间的互联互通出现问题,同时应用系统间必然会存在数据、流程的交互,这些交互采取一对一的方式,还是采用独立交互平台的方式,会对复杂度、交互效率、扩展性、安全性等产生重要影响。


应用系统随需应变的问题

  由于外界条件和内部因素等各方面的变化,各个业务系统都需要在持续不断的变革创新中寻求更好的发展,组织结构、职能权利、业务流程都处于动态变化之中。这就要求各应用系统基于支撑平台来搭建,以满足其实时调整流程,实时更新业务信息,实时调整人员职责的基于业务流程管理(BPM)模式的信息系统建设需求。


解决采集系统和业务系统合理部署的问题

采用软件构件的技术搭建应用支撑平台,应用支撑平台向业务应用系统提供多种通用的支撑服务。应用支撑平台的存在,使得采集系统和业务应用系统成为一个柔性系统。能满足统一标准、信息安全、信息共享和灵活管理等多方面的要求,从而即便在发生系统规模伸缩、业务流程变更、组织更迭、技术进步等变化的情况下,系统仍然可以非常灵活地使用信息和处理业务,确保数据的存储、管理和应用的一致性、完整性和及时性。


应用平台


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支撑系统


“两体系”+“两中心”+“一网络”


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Ø应用支撑体系—两中心

水企业的业务支撑系统分别管理着供水基础空间数据、管网数据与业务数据,基于企业内网与数据更新机制,通过各业务支撑系统的开放数据库接口将不同专题数据统一汇总到供水综合运营数据中心,分别实现对应的基础地理信息数据库、管网GIS数据库、巡检维修数据库、管网工程数据库、SCADA数据库、营业收费数据库、客户服务数据库、用户报装数据库、水质化验数据库等数据库的实时更新,最终实现多源供水数据的统一集成,为供水业务集成与综合业务管理提供健全的数据分析依据。

根据自身的权限和管理范围进行部门协同和业务流转。流域级监管中心与城市级监控管理中心间网络互通,数据共享,可实现无缝的有机联动。


Ø应用支撑体系—两体系


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Ø应用支撑体系—一网络