数字智慧方案6064丨智慧水务数字化供水平台建设方案

*智慧水务数字化供水平台建设方案城乡供水一体化工程是通过信息化的手段建立城乡智慧供水管理平台。以数据统一接入、管理、联动为核心、以门户管理为纽带实现多系统间联动，通过建立标准体系和构建安全保障体系为框架。将基础感知体系、数据接入平台、结合硬件解决方案及业务应用系统进行整合。*在源水、水厂、管网、泵站、水池等重要关键环节布设各类感知终端和智能终端，实现全面监测监控，实时感知。建立统一的数据平台，对物联网感知及监测设备进行统一接入管理，实时数据感知设备采集，并对应用系统及相关业务系统数据采集汇入，实现数据统一采集，汇聚、清洗、分析等。针对项目定制化水务管网管理系统、全网综合调度系统、泵站设备管理系统等，实现业务的信息化应用。建立统一的管理门户，并定制智慧水务综合决策智慧大屏，将多方数据和信息综合分析，并可视化呈现，辅助领导管理决策，实现一表、一图纵览全业务域，以图看数据、以图深分析、以图统管理。*基于***场景系统构建综合监控平台集成水厂自动化控制、安防、边界防护、门禁、应急通信等系统通过数据融合、功能融合，协同各系统运行，构建水厂各个环节集中监测控制、报警联动、应急调度为调度、监管人员提供一个整体展现所管辖水厂运行状态的数字化平台功能变化、产业结构和节水*定建设规模。要进一步制定和完善相关标准和规范，建立业成本约束机制，绩效指体系和考核制度，促进企业优化和降低成本。通过技术进步、加强管理、减少冗员设备建模工艺建模车间建模工厂建模生产数据：COD、氨氮、进出水水量、污泥浓度、

BOD、SS、排泥量、气水比、回流比、投药量、PH值等运营数据：污水处理负荷、污泥处理率、水质达标指数、泥质达标指数等管理数据吨水处理成本、人工成本、药剂成本吨COD消减成本、药剂处理成本比重等专家支持数据分析优化工艺控制提效率节成本提高满意度数据建模与大数据分析****PLC与形式，对设备及工艺参数进行实时监控、调节，提高运行效率、降低运行成本，确保出水水质达标排放。基于***LK

PLC及场景系统的平台架构图进水泵房PLC站风机及配电室从站生化池PLC站生物滤池从站加药间及其他从站紫外线消毒PLC站SCADA作为污水厂运行的控制及监工程师站操作员站操作员站 服务器 场景大屏展示控核心，遵循“集

中管理，分散控制，数据共享”的原则。以“环形”和“星

形”两种网络架构中心交换机触摸屏强管理、减少冗员和提高生产效率，进一步降低能耗、降低漏耗、降低药耗，控制运行成本。*场景应用功能-1实时监测功能基于GIS的综合监控泵运行状态阀门状态进/出水压力水池水位风机流量通讯状态门禁等报警及联动功能操作控制功能·就地手动控制：阀门控制箱、启动柜就地操作·远程手动控制：泵启停、阀门开关等·远程自动控制：根据出水位自动控制进水阀门、恒压力供水设备故障报警水位超高报警管路压力超限报警网络通讯故障报警外设故障报警控制失败报警1234综合信息一支持GIS功能GIS与平台一体化展示与控制结合综合信息一*“通智过慧资水源务整”合系、统科建学设调能度够、极自大动提化升和自信来息水化公以司及形设象备，优同化和时也节能提降高耗了管来实理部现成门本的办优事化效和率提和高业管务理部效门率的、工劳作动效率和，设降备低效了率经的验目管理的成。本，加快了企业的反应速度，提高了自来水公司的服务质量，为城乡基础设施的建设添砖加瓦，更有利于促进城乡经济的发展，有利于创建良好的投资环境。优化供水成本，是必须继续坚持的行业自我约束目标，对于实现供水行业良性发展和促进资源节约型城乡建设具有重要用。供水设施的建设，应根据供水规划，全面考虑城乡经济社会的发展，依据国家有关政策和标准、规范，结合城乡功能变化、产业结构调整和节水技术进步，合理确定建设规模。要进一步制定和完善相关标准和规范，建立企业成本约束机制，绩效指标体系和考核制度，促进企业优化和降低成本。通过技术进步、加强管理、减少冗员和提高生产效率，进一步降低能耗、降低漏耗、降低药耗，控制运行成本。时钟同步功能场景应用功能-4多屏显示与大屏幕交互功能L

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报警显示条人机交互L

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拼接屏交互WEB发布和报警信息通知对外接口功能权限管理功能“通智过慧资水源务整”合系、统科建学设调能度够、极自大动提化升和自信来息水化公以司及形设备象，优化同和时节也能提降高耗了来管实理现部成门的本办优事化效和率提和高业管务理部效率门、的劳工作动效率和，降设低备效了率经的验目管的理成。本，加快了企业的反应速度，提高了自来水公司的服务质量，为城基础设施的建设添砖加瓦，更有利于促进城乡经济的发展，有利于创建良好的投资环境。优化供水成本，是必须继续坚持的行业自我约束目标，对于实现供水行业良性发展和促进资源节约型城乡建设具有的重要作用。供水设施的建设，应根据供水规划，全面考虑城乡经济社会的发展，依据国家有关政策和标准、规范，结合城乡功能变化、产业结构调整和节水技术进步，合理确定建设规模。要进一步制定和完善相关标准和规范，建立企业本约束机绩效指标体系和考核制度，促进企业优化和降低成本。通过技术进步、加强管理、减少冗员和提高生产效率，进一步降低能耗、降低漏耗、降低药耗，控制运行成本。*综合监控设备管理生产管理专家决策企业管理工业互联网平台*污水处理设备管理模块是以“设备云”为基础，并结合污水处理设备的特点及需求，设计的一款面向污水处理设备的管理工具。具备设备台账管理、设备运行管理、设备维保管理、备品备件管理等功能，功能全面、专业，为设备的规范管理提供支持。实现水厂生产自动化，建立智慧生产系统，尽可能减少现场人工干预，实现水厂生产的自协调、自学习，从而全面提升整个生产过程的智慧化程度，做到自动、高效、低耗的生产控制。*设备台账管理设备基本资料扩展信息备品备件子设备信息工艺工单修改记录设备运行管理全局概况OEE设备信息故障报警故障记录设备维保管理设备维保计划维保派工维保记录设备巡检远程点检上报监控中心查看备品备件库存管理物资领用物资盘点设备台账管理设备运行管理设备维保管理设备巡检备品备件*添加设备使用维保报废设备添加设备使用报废设备台账建立设备位置信息设备备品备件信息规格参数技术资料设备运行状态设备运行记录故障报警设备检修&保养检修计划检修记录设备巡检设备维修维修计划维修记录备件管理工单管理故障管理设备更换面向设备全生命周期管理**1、实现设备基本档案的管理，为设备的规范管理提供支持。2、系统建立详尽的设备基本档案，快捷的设备档案查询功能，可轻松查询出设备的各类静态、动态信息，包括·设备基本档案·养护档案·运行状态·维修记录等和提降设低备经率验的管目理的成。本，加快了企业的反应速度，提高了设备扩展信息子设备信息备件设备资料工艺表单维修记录*厂区各重点设备的实时及历史运行情况进行分析，直接展示各设备的运行情况，如运行情况、运行时间、故障次数等查看设备的具体运行情况，运行状况历史变化趋势等，辅助管理者制定运行策略，提高管理水平，降低运行风险。鼓风机1号鼓风机1号设备运行管理-生产监控*设备运行管理–设备OEE*通过生产现场终端通“过异务整”合系、统科建学设调度能、够常信自息来水化公以司及形设象备信提能高降了耗管理实部现本优息率提和高业管务理部效率的、工劳的降设低备验的目管理的实业的

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现业自我约束目标场实现供水行业良性发问进资源

乡建题有的重要作用。供水设处建设

根据供

理虑城乡经济社的展，依国家有速和标

范，结

度、产业调；通过对现场异常事件的全程追踪、通过汇总报表分析，可随时了解导致效率损失的主要因素，从而进行相应的改善；*通过设备上传数据的记录和展示，分析设备运行状况，随时查看设备运行状况。为一线的生产运行人员提供设备运行情况的数据记录与查询功能，使运行管理人员准确记录设备的运行情况，发现设备故障时及时报修。设备运行管理–实时报警通过对设备累计运行时间、设备的运行状态曲线，系统可实现对设备维保进行自动提醒，可根据计划日期在界面上方实现维保的自动提醒。鼓风机01需要进行保养*鼓风机01需要进行保养鼓风机01需要进行保养鼓风机01需要进行保养鼓风机01需要进行保养维保人员查看维保自动提醒并接受维保任务后，按照维保任务要求执行维保任务，维保任务结束后对维保工作记录、维保内容、维保人员进行添加，形成高效的维保机制和完善的过程体系。实现对维保系统中设备维保记录及该设备的详细信息的按时间、按设备类别查询。主要包括：设备维保计划、设备维保记录、当月维保计划、未完成维保清单、维保设备信息六项内容，明细列表均可打印输出。**设备巡检是有效保证运行设备的安全、提高水厂设备可靠率、确保设备最小故障率的一项基础工作。巡检系统将实现城市地图与污水厂设施位置结合，实时查看设施详细信息。巡检人员通过巡检仪可实现对现场巡检情况（包括文字描述、现场照片）进行反馈，相关技术人员和管理人员可通过PC端查询现场巡检情况，并可及时对出现的问题进行抢修或维护，提高污水厂的运行水平和质量。与物资管理系统数据对接，可查询物资材料的出入库情况和工单派出情况，随时随地掌握公司物资材料使用和库存情况。实现巡检工作电子化、信息化、智能化、无纸化。备件管理系统具有库存管理、物资领用、物资盘点等功能，为设备在维修维保过程中及时提供所需要的备品备件，降低维修停顿时间，提高维保效率。*综合监控设备管理生产管理专家决策企业管理

工业互联网平台*化验数据管理：数据录入、数据异常提醒针对污水厂每日例行监测的水质数据、污泥三要素等数据，建立独立的化验数据录入功能，每日将化验结果进行录入，录入后可以按日期查询。可根据设定极值、关联值等限制条件，自动判断数据是否异常，及时发现问题，快速响应。化验数据管理：数据查询可按照月、年或选择的时间段对所记录的数据进行查询。集团可以根据所需要对每个厂进行单独查询可按照任意时段查询，多数据同时查询；同时也可以对同类曲线对各厂进行对比查看。数据曲线可对比标准值、平均值曲线*生产数据管理：数据录入针对在线传感器无法获取的生产数据，比如用电量、混凝剂及絮凝剂投加量、消毒等其它药剂投加量、维修费用、人员费用等关键生产数据，提供独立的数据录入模块，有利于厂区精细化管理，实现数据的透明化。生产数据管理：生产计划管理主要针对水量、电耗、药耗、维修费用、人员费用等目标制定全年计划，并分解到每月计划（冬夏水量和电耗相差较大，可依据往年数据适当调整比例）。用统计数据计算计划完成率，并做图展示计划和实际偏差，为管理决策者提供成本控制的依据。*BIM-SCADA方案1、

BIM配置软件：功能主要包括BIM图形数据、结构数据解析，理想情况能对上文提到的多种格式BIM文件进行适配；对结构数据进行配置，通过WebService接口关联SCADA实时数据点；对图形数据动画渲

染、操作配置等。2、 BIM显示组件：BIM图形前端显示；配置SCADA实时数据点实时变化；图形基本操作，以及复杂的前端定制功能等。BIM-GIS-SCADA方案目前主流的GIS厂家都支持BIM数据的导入，通过GIS组态软件将BIM数据导入后转化为地质数据，SCADA再将两者数据以地址数据的形式一起集成，SCADA不用考虑BIM数据格式的解析。*综合集成水厂自动化控制、设备、生产、化验等系统，通过数据融合、功能融合，协同各系统运行，构建水厂各个环节集中监测控制、报警联动等为一体的综合信息平台。工艺监控监控报警无人巡检数据展示监控中心*监控管理：工艺监控监控管理：监控报警监控报警视频监控通讯状态监控报警联动信息综合监控报警模块采集水厂各生产、设备、工艺等各系统数据，集成各子系统的应用功能，通过多源异构数据的处理，实现多维信息监控预警平台，具有视频监控、通讯状态监控、报警、联动、无人巡检、数据展示等功能。被集成的各专业监控数据能够在统一的功能模块上实现融合显示。无人巡检数据展示*监控管理：通讯状态监控全系统通讯状态监测：系统能够监测、诊断每路数据通道状态，进行异常报警。监控管理：视频监控*实现了与视频监控的无缝集成，实现了数据和视频的有机结合，支持

SCADA画面与视频画面的联动监控管理：报警功能各监控终端都具备完善的报警功能，实时报警推送。可将报警信息进行分级，筛选重组，建立一个报警体系。当出现重大事件时，系统进行声音报警，并能根据事件严重性以不同形式分类报警。系统将水厂生产相关的人员、环境、设备等生产运行信息在一个界面下进行展示，形成水厂综合生产信息统一平台显示，

同时当生产场合发生重大报警时，系统能够实现跨系统的报警联动控制、联动推图、数据调用、辅助应急指挥等功能。监控管理：联动功能*当监控平台发现系统产生重大报警时，可自动\手动执行以下动作：·自动\手动执行紧急情况下的设备控制命令；·监控平台PC端及大屏幕端同时推出报警水厂的报警信息；·同时推出报警设备所关联的实时视频图像；·将报警信息推送到手机端提醒；监控管理：无人巡检在关键位置点建设无人巡检模块，通过SCADA与视频监控系统集成，对多元数据实现规范管理；在远程监视中集成数据展示，可远程查看各设施设备的实时监控画面，减少人员参与，达到无人巡检的目的。监控管理：数据展示实时显示COD、氨氮、进出水水量等水质生产数据及各设备电流电压等能耗数据*统计分析：报表管理各厂区一次填报生产数据后，可以自动汇总至月度报表，厂级和集团管理层用户均可对数据进行追踪。通过填报的数据进行月报自动汇总展示。统计分析：汇总分析系统对各类数据进行综合统计分析，以柱状图、饼状图、折线图等方式进行呈现，为生产运行提供数据支撑。*综合监控设备管理生产管理专家决策企业管理工业互联网平台*生产数据、化验数据、排故数据等数据寻优计算排故方法查询、水质超标诊断专家决策历史数据 工艺优化 问题解决 知识共享在线知识库、专家答疑、交流讨论*采用网络智能化技术，建立数据分析模型，解决污水处理厂运行管理中出现的实际问题的智能化专家系统。数据库生产数据化验数据其他排故数据*专家决策系统的核心数据的中心枢纽数据分析的依据和支撑污染物指标历史数据匹配结果数据寻优计算利用数据挖掘技术为用户提供污水处理厂运行参数的指导。建立稳定达标的运行参数数据仓库，与用户输入的数据计算的二次参数进行数据计算，再通过寻优目标的设置，最终以匹配

率为参考标准，筛选出匹配率较高的五组参数作为控制参数的参考依据。用户可根据提供的运行参数，做出相应策略的调整。该功能在系统运行过程中通过评估已有行为的正确性或优良度，自动修改系统结构或参数以改进自身品质。所以尽早应用该系统就能尽早优化适应于本水厂的运行策略。*结合管理实践，建立问题库划分多级目录，可持续扩充根据所属类别，按分级检索*根据具体问题，知识库会匹配该问题产生的“原因”及对应的解决措施。根据污水厂获得的条件参数诊断超标原因，并提出改进运行的建议。基于水厂的多年运行经验及方法，在专家系统中将这些经验转化成一系列智能化逻辑推理程序，可以指导污水厂发现超标根源，进行整改和预防。水质超标原因查询采用基于故障树和启发式搜索的推理方式，可以简明直观地表达知识,提高推理效率。*综合监控设备管理生产管理专家决策企业管理工业互联网平台*管理、绩效评估指标-KPI一级指标二级指标计算指标方法运营(T)污水处理负荷T1实际日处理量/设计日处理水量*100污泥处理率T2污泥处置量/污泥产生量*100水质达标指数T3水质达标日数/运行日数*100泥质达标指数T4含水量达标日数/运行日数*100设备优化运行T5成本(S)吨水处理成本S1年运营成本/年实际处理水量*100人工费（年）/年实际处理水量*100人工成本

S2人工处理成本比重S3人工费（年）/运营成本*100药剂费（年）/年实际处理水量*100药剂成本

S4药剂处理成本比重S5药剂费（年）/运营成本*100年运营成本/年COD消减量*100管理(P)吨COD消减成本

S6排水管理

P1污水处理费管理

P2*通过基础数据计算获得厂区电耗信息，对厂区能

耗、吨水电耗进行分析，并对单位污染物（COD和氨

氮等）削减电耗进行分析，分析结果以图表形式进行直观展现，为运营管理人员提供客观有效的数据支撑，为后期节能降耗提供数据积累。**污水污泥的提升生物处理的供养与推动混合污泥的处理处置附属建筑用电与厂区照明污水处理厂电能主要消耗环节鼓风曝气重点关注节能环节50%泵提升过程*15%污泥处理环节20-30%开拓视野3-5%数据采集与汇总指标分析建模与优化控制实现达标排放与节能降耗的平衡生产决策支持12数字双胞胎231234曝气装置空间布局设计优化风机优化控制模型泵效率提升模型基于不同工艺模拟预测*企业根据自身情况编制各种计划；协助和督促执行单位落实计划任务，组织实施，保证计划的完成。利用各种统计信息和其他方法检查计划执行情况，并对计划完成情况进行考核，据此评定企业经营成果；在计划执行过程中环境条件发生变化时，及时对原计划进行调整，使计划仍具有指导和组织生产经营活动的作用。企业通过对计划的制订、执行、检查、调整的全过程，便能合理地利用人力、物力和财力等资源，有效地协调企业内外各方面的生产经营活动，提高企业效益。“通智过慧资水源务整”合系、统科建学设调能度够、极自大动提化升和自信来息水化以公及司设形备象，优同化时和也节提能高降了耗管来理实部现门成本的优办化事和效提率高和业管务理效部率门、的劳工动作效率和，设降备低了效率