2018年新型智慧水务建设项目技术方案

2018年新型智慧水务建设项目技术方案1总体规划方案1.1指导思想全面贯彻落实国家关于智慧城市、大数据、“互联网”等政策部署,紧抓创建国家新型智慧城市的战略契机,以我市经济社会发展的实际需求为导向,以改革创新为动力,以释放数据红利为核心,以信息惠民为宗旨,以产业振兴为基础,以善政法治为保障,以数据流引领技术流、物质流、资金流、人才流,为我市创建成为智能泛在的“互联网城市”中部标杆、高效幸福的信息惠民重点示范、健康繁荣的新兴产业特色集群奠定坚实基础。1.2发展原则整合共享,数据兴市。充分重视数据资源的重要性,推进现有数据资源的深度整合与应用,以互联互通、信息共享为目标,突破部门界限和体制障碍,加强政府部门之间、政府与社会间的数据共享,逐步有序推动数据的社会化开发利用,激发数据创新活力,提升数据创新能力,充分释放数据红利。产城融合,信息强市。促进大数据产业、智能制造产业、智慧城市建设和传统产业的改造协同发展,推进信息技术应用与经济社会发展的深度契合。积极提升信息化建设成效,充分发挥信息流对技术流、物质流、资金流、人才流的驱动作用,以现代信息技术驱动装备制造业、高新技术产业发展,推动现代服务业发展。需求导向,智慧融市。以经济社会各领域的发展需求为导向,推进智慧化建设与全市改革发展的深度融合,促进全市各部门、各行业协调发展,面向公众生活、工作等多元化需求,突出重点,分步实施,有序推进智慧城市建设,提高城市整体运行效率和管理服务水平,优化城市资源配置,提升资源利用效率。多元协同,创新立市。引导大众创业、万众创新,推动机制创新与智慧城市建设本质需求的深度吻合。通过创新应用、示范先行,带动产业和技术发展,促进形成技术创新、应用创新、商业模式创新、体制机制创新、开放合作创新、创业创新要素集聚的发展格局。充分发挥政府在规划设计、政策扶持、标准规范、试点示范等方面的引导作用,创新与沈阳经济社会发展相适应的投融资机制,充分调动市场积极性,广泛吸引社会资金投入信息化建设。1.3建设目标以科学发展观为统领,以坚持走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化、绿色化道路,深入推动信息化和工业化深度融合、促进社会信息化持续推进等精神为指导,立足我市发展实际,大胆开拓创新;具有科学性和前瞻性、实效性;有亮点,突出我市区位优势。通过2年努力,迈入全省新型智慧城市先进行列,到2021年建成全国一流新型智慧城市。——实现多元普惠的民生服务。构建以人为本、惠及全民的民生服务新体系,智慧应用的建设使民众在城市多个维度都能够分享提升市民满意度和生活品质,按照国家信息惠民示范城市创建工作的要求,市民卡“一卡通”覆盖率100%。电子健康档案和社区卫生服务全覆盖,医疗服务信息共享及医疗服务便捷度明显提升。为市民提供更高效、便捷的一站式服务,实现市民办事“一号申请、一窗受理、一网通办”,为不同群体提供协同性、综合性、针对性服务,线上为市民提供“足不出户网上办事”窗口,并能够采集基础数据支撑委办局工作。所有校园实现数字资源全覆盖。提供多样化、高质量的就业、养老、文化体育服务。交通拥堵明显改善,实现品质交通,绿色出行。——实现智慧高效的城市管理。以乌兰浩特经济社会各领域的发展需求为导向,推进智慧化建设与乌兰浩特全市改革发展的深度融合,促进全市各部门、各行业协调发展,面向公众生活、工作等多元化需求,突出重点,分步实施,有序推进智慧城市建设,以数据为基,实现决策有据,行动有方,提高城市整体运行效率和管理服务水平,优化城市资源配置,提升资源利用效率,构建城市管理的新模式。——实现融合创新的产业经济。互联网与实体经济融合发展,城市产业转型提质增效,推进智慧城市建设与产业发展相结合,城市产业支撑和吸纳就业能力显著提升。完善数据资源、数据技术、数据应用一体化的大数据全产业链,大数据相关产业规模达到200亿元,带动智慧产业规模达到800亿元。培育一批以智能制造为主的国际知名品牌,打造中部地区智能制造谷。智能装备制造产值达两千亿级,汽车及零部件、食品医药、新材料分别达到千亿级,新一代信息技术产值过500亿。——实现集约统筹的基础设施。建设完善全市基础设施,为智慧城市的互联互通、信息共享奠定良好的发展基础。提升城市宽带网络性能,实现无线城市覆盖,深化政务网络建设,统筹规划部署物联感知网络,统筹规划、集约建设,利旧建新,降低成本投入,缓解财政压力。——实现安全可控的防护体系。强化网络与信息安全管理。按照“谁主管,谁负责;谁运营,谁负责”的原则,夯实网络与信息安全基础。各党政机关网站和重要信息系统应按照同步规划、同步建设、同步运行的要求,参照国家有关标准规范,从业务需求出发,建立以网页防篡改、域名防劫持、网站防攻击以及密码技术、身份认证、访问控制、安全审计等为主要措施的网站安全防护体系。积极落实信息安全等级保护制度,开展相应等级的安全审查、安全等级测评、风险评估和管理,做好信息系统定级备案、整改和监督检查。使得乌兰浩特智慧城市建设能够全时安全,溯源反制。图1新型智慧城市建设目标1.4建设内容1.4.1概念设计图2新型智慧城市概念设计图51.4.2总体架构新型智慧城市建设将围绕“开放共享、智慧创新”,充分整合现有数据、系统、服务等资源,强化基础设施建设,打造“大数据中心”和“智能处理中心”,重点推进信息惠民、在线政府、城市治理、产业经济四大领域建设。设施基础包括物联网、通信网、云设施、信息安全设施等,旨在通过设施建设为数据资源治理、各类新型智慧城市应用等提供基础保障。大数据中心即通过融合基础库、主题库、融合库,对数据进行初步处理,提高数据质量,保障数据安全,为数据资源的开发利用做好一级整备。智能处理中心通过对初步处理过的数据进行分析挖掘、业务建模等深度开发利用,形成知识和决策辅助信息,实现从数据到智慧的价值转换。领域应用主要包括信息惠民、在线政府、城市治理、产业发展四个方面,通过深化现有领域应用,强化跨行业、跨部门的智慧融合,促进业务的快速反应和政务的高效协同,提升政府的智慧治理能力,打造精细精准的城市治理体系,促进城市经济融合创新发展。1.4.3网络架构图4我市新型智慧城市网络架构示意图1.4.4数据架构1.4.4.1智慧城市数据架构图5我市新型智慧城市数据架构1.4.4.2非结构化数据规划1、地理空间数据规划建设好的地理空间框架应该是智慧城市建设的重要基础设施,通过物联网的互联性和智慧化的功能,把所有东西立体化、虚拟化,这是地理空间框架作为基础设施的基本目标。图6地理空间数据规划“地理空间框架”应包括空间数据集、管理服务平台、支撑环境、以及若干示范应用4个部分。为将地理空间数据更好的利用到政务、民生和产业上,在前期对地理空间数据架构的规划上需考虑以下四点:1)充分利用空间数据集的海量异构源数据,建立智慧城市的数据中心,通过数据中心的功能仓库和集成管理等几方面的提升,实现包括二维、三维、元数据信息的各类数据存储,为智慧城市提供直观的展现平台,为物联化、互联化、智能化提供基础和决策支持。2)管理服务平台的转化,从数字城市地理空间框架的管理平台向智慧城市的集成运营平台转化,为提供基础数据和各类专题数据的数据支撑,同时利用平台的快速搭建配置应用系统,零编程,模块化的特点来为新型智慧城市提供支撑。3)支撑环境的拓展,地理空间框架的环境应该向云的模式拓展。4)作为智慧城市的智慧国土、智慧交通、智慧规划、智慧旅游、智慧医疗等行业的各个方面,地理空间框架有较大的应用基础,属于能体现应用特点的尖端技术,能够成为智慧城市应用发展的必要支撑。2、视频类数据规划视频类数据包括交通道路视频信息、公共安全视频信息、社区监控视频信息等。视频类数据为城市智慧交通、智慧城管、智慧公共安全等提供了海量的数据支撑。对视频类数据的规划和地理空间数据类似,需要建立统一的数据中心、管理平台向集成运营平台转化、支撑环境的云化。视频数据有几大特点:①采集设备多②实时性要求高③非结构化数据流④传输和存储数据量大。针对视频数据的特点,有必要制定采集设备维护和管理的制度、数据传输方案、记录和存储策略、数据定期整理的规则,而且对非结构化视频数据的有效智能感知和识别,是智慧城市视频类数据能否真正智能的关键。1.4.4.3结构化数据规划1、公共数据库规划依托公共基础数据库的建设,实现数据共享并形成自然资源与空间地理信息数据库、人口基础数据库、法人基础数据库、宏观经济数据库、城市基础空间数据库、建筑物基础数据库、政务信息资源共享数据库等公共基础数据库。数据中心是各类数据资源、信息资源的汇聚地。数据中心采用通用标识编码技术对城市内的人口数据、法人数据、地理数据、房屋数据、经济数据、设施设备数据、网格数据等各类需要标准化的数据统一用一套方法建立通用标识编码标准,形成“全信息链”数据库。在此基础上再构架一体化云应用平台,实现各种业务系统在该平台上的高效构建和集成。2、核心数据规划在智慧城市的建设中,应充分考虑核心数据的安全,避免数据丢失和被窃取,保证核心数据的安全。对于核心数据应该按机密、重要程度进行分类,采用分级的安全策略。对于机密程度和重要性都非常高的数据,可采用网络物理隔离、强密钥的身份验证机制、多重安全保障体系、及时可靠的容灾备份方案来保障数据安全。2智慧水务详细技术方案2.1智慧水务技术方案2.1.1方案背景十九大报告指出:加快转变经济发展方式,推动产业结构优化升级,把政治、经济、文化、生态、民生五位一体发展,这是关系国民经济全局紧迫而重大的战略任务。2017年7月,国务院印发《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》,明确指出:推动信息化和工业化深度融合,加快经济社会各领域信息化。加强重要信息系统建设,强化地理、人口、金融、税收、统计等基础信息资源开发利用。推进物联网研究应用。以信息共享、互联互通为重点,大力推进国家电子政务网络建设,整合提升政府公共服务和管理能力。确保基础信息网络和重要信息系统安全。自治区水利厅召开了2017年度工作总结大会。会议总结了2017年水利改革的发展成就,安排部署了2016年水利工作,科学谋划“十三五”水利改革工作。会上提出,“十三五”是全面建成小康社会的关键时期,需要水利提供更加有力的支撑和保障,到2020年,拟基本建立支撑全面小康社会的人水协调现代水利体系。“智慧水务”作为智慧城市管理的重要组成部分,是体现城市管理信息化水平的标志之一,也是保民生的技术支撑手段。智慧水务对政府、社会和用户的价值在于,它将最大程度上帮供水公司进行资产建库,便于公司的营运管理、便于公司的办公服务和对外公众服务,提高企业透明度,让公众信息对称,使社会和谐。“智慧水务”对于拉动地方经济发展、刺激内需、推动民生将起到重要的推动作用已经成为普遍共识,国家对TD等3G、4G发展的扶持也为智慧水务的建设提供了良好的政策和环境。城市发展一方面为城市供水事业的发展提供了强劲的动力,促使城市供水企业需要不断的开源节流,通过新技术应用,挖掘自身潜力,提高生产能力,优化管理方式,保证安全供水。另一方面,城市在快速发展的过程中给城市供水企业带来新的挑战的同时,也提供了新的发展机遇。因此坚持和落实科学发展观,研究和探索解决城市发展中供水企业存在的不适应问题和策略,对当前和今后城市社会经济发展均有着十分重要的意义。智慧水务建设构建基于云计算、大数据,基于地理信息GIS、物联网的智慧水务管控一体化平台,服务于水务企业战略目标,更好的保证城市的供水安全;有效降低管网事故;可对城市用水进行可持续规划和统筹布局,进行有效的生产控制,制定准确可靠的应急预案。最终实现水务管理科学化、规范化、流程化、精细化、电子化、网络化和动态化的重要方式。用智慧水务的手段可以改变传统水司的运营模式和经营模式,使其符合时代的发展、科技的发展、物联网的发展、大数据的发展。2.1.2发展现状四季分明,雨量丰沛年降一般在1500毫米左右。全市水资源总量多年平均为37.75亿立方米。其中,地表水亿立方米。其中,地表水亿立方米。其中,地表水31.45亿立方米,地下水亿立方米,地下水6.3亿立方米。湘江和涟水、涓都流经潭面427.59平方公里,占8.53%。《2014年我市水资源公报》显示,全市年平均降水量1498.2毫米,水资源总量(不包括入境流量)41.23亿立方米,为偏丰水年份。过去一年,实际用水总量19.17亿立方米,而洞庭湖的蓄水量为178亿立方米。“从公布的数据显示,我市用水总量与往年相比基本持平,但用水效率有所提升,优于全省平均水平。市内有湘江、涓水、涟水和韶灌水渠,年降水量一般在1300毫米左右,相对来说水资源较为丰富。但另一方面,水质性缺水矛盾仍然突出,人均水资源占有量只有全省平均水平的一半左右。从《公报》中我们可以看到,近年来,我市主要水源的水环境质量明显好转,市内各流域地表水水质污染都在逐步减缓,主要表现为污染物的种类减少、污染物浓度降低,绝大部分河流水功能区水质达标,只部分流经城镇和工业河段区域水质仍有待改善。怎样通过互联网、物联网、无线网络和软硬件,聚合各类水务信息,为政府、企业、市民提供无处不在的信息化服务,实现可为感知的绿色智能水务。成为水务管理的当务之急。2.1.3建设目标智慧水务是将传统的水资源管理、农业灌溉管理、供排水计划管理、水土保持措施、防洪减灾措施、工程安全运行管理等水务工作中涉及到的监测数据及信息化管理手段进行整合,以大数据平台为中心,以信息传输网和水务物联网为纽带,以监控中心为基础,建立指挥中心和政务中心,通过“智能感知、智能仿真、智能诊断、智能预警、智能调度、智能处置、智能控制、智能服务”等功能体系以及对数据的深度挖掘,实现传统业态和新型管理理念的充分结合,提供分类、分级预警,利用移动互联网等方式提供即时的信息分发和共享,同时给予相应的处理结果辅助决策建议,以更加精细和动态的方式管理水务工作,达到自动化控制、科学化决策、生态化运行的“智慧”状态。具体体现:(1)解决水的合理连通主要是建立数字水务,依托蓄、引、提以及河湖连通等水利工程,实现区域内水的合理连通,完成对供水、防涝、防汛、抗旱的有效控制。(2)实现水的高效循环主要是建立智能水务,在研究自然界水的特性、存在方式和运动规律的基础上,通过对水的控制、开发、利用、管理和保护,实现对区域内水的高效循环利用。(3)达到水与生态的融合主要是建立智慧水务,在水务物联网、大数据分析技术基础上,以水资源综合管理为中心,通过对区域内水资源、水环境、水安全的综合分析和自然调节,达到水与环境的生态融合。2.1.3.1总体目标增强城市整体的防汛抗洪抗旱、水资源开发利用、水生态环境保障、城乡供水排水以及对公众服务的能力,提高水务建设管理和服务水平;促进取水、供水、排水等相关涉水资源整合,为建立和完善城市防洪防台抗旱减灾体系、水资源合理配置和高效利用体系、水资源保护和河湖健康保障体系,城乡供水和排水保障体系提供“智慧保障”。2.1.3.2具体目标智慧水务是充分利用新一代信息技术,深入挖掘和广泛运用水务信息资源,包括水务信息采集、传输、存储、处理和服务,全面提升水务管理的效率和效能,实现更全面的感知、更主动的服务、更整合的资源、更科学的决策、更自动的控制和更及时的应对,实现以下四个方面的具体目标:(1)实现控制自动化:水源地、自来水管网、排水管网、城市生态河湖水系等各类监控对象,建立防洪抗旱减灾工程、水源工程自动化、城乡供水、城市排水工程和生态河湖工程等控制体系,实现水务工程及时、可靠、自动控制。(2)实现管理协同化:面向业务人员,建立联动的协同管理工作体制,在业务和政务管理方面实现统一流程、用户、资源、配置的协作化管理。通过对目标、过程、执行及结果等管理的统一把控,使业务人员的管理更加高效、共享和协同,实现精细化管理。(3)实现决策科学化:面向领导,建立模型,实现多水源多用户水资源联合调度、洪水资源利用、风险管理等分析,为领导科学决策提供支持。通过信息支撑,以及决策依据、方法及过程的科学化,使得水务局领导的决策更加综合、合理、可行,形成科学化决策。(4)实现服务主动化:面向社会公众,建立涉及水行政、民生的公共服务,提供了解水务的渠道,实现水务信息资源共建共享,避免重复建设。通过服务内容、方式、品质及社会交互,使得社会公众体验到水务品质的人性化、便捷性、舒适性,实现主动化服务。2.1.4总体架构在智慧水务的总体建设思想指引下,总结多年水资源管理经验的基础上,结合国内外的先进观念和科学方法,设计遵循统一的标准和规范,基于SOA架构的智能水网系统平台总体架构。系统从下至上分为五层:信息采集及传输层、数据资源层、技术支撑平台和通用工具集、业务应用、门户层;各层都以服务的方式接入企业服务总线,实现灵活构建、可拆可合。在业务管理上,实现支持多级管理的运行模式和业务持续创新。系统总体结构见下图。物联网应用框架,是适应开放和动态环境的新型软件集成体系结构,能够贯穿基于物联网的信息传感设备集成、通信服务和应用服务各个环节,屏蔽各种异构硬件、软件、网络带来的差异,建立感知资源之间的多元化协同模式,支持服务的按需聚合与自主协同,以实现对业务需求的变化快速做出反应。应用数据中心是按照信息资源目录体系标准,对水资源各类数据进行管理,在数据接入和共享方面,由数据资源中心定义数据对接的业务和技术标准,实现多来源渠道多技术标准的数据接入与共享;在存储和管理方面,对数据进行分类管理,建立业务关系,形成一个“为管理服务”的,“大而全”的,“干干净净”的信息资源仓库,具备业务关系的数据以空间可视化展示、数据追踪、数据挖掘等多种方式,进行直观表达,为领导决策和资源共享服务。建立信息服务平台架构模型,来支撑整个系统运转,基于物联网体系结构可以实现对数据信息和服务信息的接收、分流、处置、反馈等一系列业务过程;基于业务规则引擎实现根据事件类型、区域、级别等多种条件的智能化分流;基于多种通信手段实现信息的上传下达;基于应用数据资源中心实现各种数据的综合利用;基于信息服务实现信息监控、图形定位和可视化在内的水资源监控与业务智能化管理多样性应用。系统平台实现水务监控数据的实时采集、互联和集中处理;水务业务的管理、持续优化和创新;水务数据分析和决策支持。2.1.5建设内容智慧水务管控一体化平台是整合物联网、GIS地理信息和大数据、云计算技术,实现水压、水量、水质、能耗及二次供水设备的实时数据和水厂运行数据的城域化汇集管理,通过供水数据建模分析、水力学模型,可视化的做出相应的处理结果辅助决策建议,以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程;并站在城市整个供水系统的角度,以更加“智慧”的辅助水务企业进行管理和运维,从而提升水司的运营管理能力、增强核心竞争优势、达到决策过程的敏捷化和智慧化,实现企业经济效益和社会效益的不断提升,提供有力支撑。供水信息监测与管理系统建立后,可将系统实时监控、数据分析有机地结合起来,在管理层和自动化信息采集层之间起到承上启下的作用。该系统以实时、历史数据库为数据共享、分析、交换的基础平台,帮助管理人员快速、准确地掌握管网输配和供水水质情况,通过统计分析,及时准确生成统计分析报表,全面提升供水管理的效率,提高供水安全保障水平。智慧水务管控一体化平台是站在整个城市供水体系的角度,对其进行智慧化的管理,以达到降低运维成本,提升运营管控能力,实现经济效益和社会效益的不断增长;智慧水务包含智慧生产运维、智慧管网及调度、智慧客户营销、智慧计量、智慧工程管理、智慧办公和智慧管控决策七个方面。智慧生产运维,是对水厂和水司日常运维进行监管,可降低供制水成本,提升运维效率和管控水平,减少和控制人员成本;智慧管网及调度,是对供水企业的核心资产“管网”,进行智慧化运维管理和科学化调度,从而达到减少爆管、降低漏失率,保证安全供水,提升供水效益;智慧客户营销,是将供水客户的所有业务数据有机的进行关联、分析和展示,让供水客户感受到智慧水务带给他们的便捷和更加高效的服务;智慧计量,计量是供水企业对用户结算核心方式和效益来源,以更加智慧的方法来实现全面计量管理可以有效减少偷漏水现象和抄表人员开销、降低产销差节省、提升水费收益。智慧水务工程管理,将供水工程管理同管网GIS、供水在线模拟仿真模型融合,为管网、水厂工程的规划、设计、建设、施工和监理提供全流程管理,纵向贯穿招标、分包、采购、施工、竣工的全过程,是一套全方位、集成的供水工程管理平台。智慧管控决策,适用于水务管理者把握全局,运筹帷幄。以简洁、直观的界面,展现企业各环节的经营数据,并以丰富的展现形式为企业决策者提供分析和管理上的帮助,洞察企业的运营状况,帮助水务企业将运营的海量数据转化成高价值的可获取信息。2.1.5.1智慧生产运维(SCADA生产调度管理系统)水务生产调度管理是总体解决方案是将城市供水生产监控、调度和业务管理统一到一个综合性的系统平台,实现了供水全过程生产运行数据采集存储、运行情况可视化展示、调度分析决策、业务过程管理、异常检测预警及运行能效分析和智能报表管理等内容,为全面提升调度管理水平,形成城市供水管控一体化提供坚强支撑。2.1.5.1.1在线监测信息服务在线监测子系统是对城市供水生产全过程的各重要环节进行集中监控,真实反映城市供水系统运行情况,使各级调度及各类管理人员能够及时、准确、全面、直观的了解和掌握现场情况。在线监测子系统是城市水务监测信息的实时展示窗口,是在信息采集传输系统采集信息的基础上,采用文字、图形、图像等多媒体对数据信息进行监视、展现与分析,为领导和业务人员提供直观的水务监测在线信息。通过分布广泛的监测点可在动态监控画面中全面反映出城市水务系统的流量、压力、水质等的实时情况,通过实时画面以及实时数据能及时准确的掌握城市水务状态。具体部署:1、每个水厂内建设一个监测中心,配置计算机、供水远程监控系统软件。2、在每个水厂安装远程测控终端、流量计、压力变送器;安装视频服务器、摄像机。在水厂大门口处安装带夜视功能的变焦摄像机,其他地方安装定焦摄像机。3、在供水管网上安装微功耗测控终端、流量水表、压力变送器设备4、水务局内不设立监控中心,但是可以通过INTERNET网络访问各水厂的固定IP地址,查看各水厂的运行数据及视频图像。所以水务局只需要有能上网的电脑即可。(如水务局想建立总中心,可增加服务器电脑与水厂监测系统中心软件。)5、水厂计算机与远程测控终端、视频服务器之间通过网线连接;水厂计算机与管网微功耗测控终端之间采用GPRS无线通信方式。检测信息服务功能可分为以下模块:(1)水厂监控管理模块水厂监控管理模块通过简单、直观、专业的图形化展示界面,实现对整个厂区的制水工艺流程的实时监控,提供给工作人员一个简单直接的展示界面。水厂内需要监测出厂清水的余氯,出厂压力,出厂总流量。在加压泵房处、清水池处、源水进水口处、大门口处各安装一个摄像头。在水厂内安装在线余氯仪、压力变送器、超声波流量计、水厂监测终端,可实