智能系列是熱門詞匯,主要是通過物聯(lián)網(wǎng)技術、云計算等新興技術與城市建設管理等領域相結合?!爸悄芩畡铡敝荚谔嵘畡展芾砗头盏乃剑瑢崿F(xiàn)水資源的合理開發(fā)、優(yōu)化配置、有效保護和高效利用,為城市的發(fā)展提供更好的支撐。
“智能水務”的應用包含水資源、供水、排水3個大方向,涉及場景包括水源、水廠、城市供水管網(wǎng)、二次供水、用戶、污水管網(wǎng)和污水處理廠。通過傳感設備、無線終端設備等,實現(xiàn)檢測、采集、定位、維護、監(jiān)控、分析、模擬、預測和管理。下面一起來了解下智能水務行業(yè)應用現(xiàn)狀。
水源地水質自動檢測
水源地水質自動檢測系統(tǒng)運用環(huán)境自動監(jiān)測、計算機、自動控制、網(wǎng)絡通信等技術,將數(shù)據(jù)自動檢測、采集分析、監(jiān)控、動力環(huán)境監(jiān)測和地理信息系統(tǒng)(GIS)相結合,應用物聯(lián)網(wǎng)技術和大數(shù)據(jù)分析技術,形成統(tǒng)一的監(jiān)控管理平臺,評價水質情況的過程。
一般水質自動檢測系統(tǒng)功能包括:(1)實時數(shù)據(jù)監(jiān)測功能,通過水質分析儀器實時反映飲用水源地生物毒性等指標的變化情況和趨勢,檢測參數(shù)包括5參數(shù)、藻類、葉綠素a、氨氮、總磷、總氮、重金屬、氰化物、氟化物、揮發(fā)性有機物等水質指標,以及水壓、流量等物理指標;(2)可視化管理功能,使用bGIS技術,直觀顯示水源地監(jiān)測站的地理分布情況;(3)故障報警,包括實時水質超標報警、系統(tǒng)和設備故障報警等;(4)遠程控制管理功能,系統(tǒng)能夠遠程開閉設備,調(diào)整采樣監(jiān)測頻率,遠程控制攝像機,全面查看水源地現(xiàn)場情況;(5)通過安裝在水質監(jiān)測站內(nèi)部的電力過載、燈控、煙感、水浸、紅外人體感應等動力環(huán)境監(jiān)控設備,保證水質監(jiān)測設備運行環(huán)境正常;(6)數(shù)據(jù)分析和報表管理功能,導出報表進行對比、分析。
智能管網(wǎng)
對供水管網(wǎng)應用智能化技術主要是要實現(xiàn)管網(wǎng)狀態(tài)的實時監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)故障,減少管網(wǎng)漏損率,實現(xiàn)整體化管理,提高管網(wǎng)的運行效率。目前管網(wǎng)上應用的是地理信息技術(GIS)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)(SCADA)和DMA獨立計量分區(qū),三者相輔相成結合現(xiàn)場流量、壓力等傳感器實現(xiàn)管網(wǎng)的智能化管控。
1、供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(GIS)
采用GIS方式實現(xiàn)對供水管網(wǎng)系統(tǒng)中所有管線、設備、構筑物(水池、水塔等)空間位置信息、屬性信息進行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理。系統(tǒng)提供完整的數(shù)據(jù)管理功能,主要包括管網(wǎng)數(shù)據(jù)查詢、信息統(tǒng)計、數(shù)據(jù)輸出、日常維護管理等功能。
2、供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)(SCADA)
數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析功能,主要包括管網(wǎng)的縱斷面分析、設備預警分析、爆管分析、關閥分析、二次關閥分析、區(qū)域停水分析和水壓水質監(jiān)測等功能,為管網(wǎng)建模與供水調(diào)度、設備管理維修、爆管處理及水質管理等業(yè)務提供科學合理的基礎數(shù)據(jù)和輔助決策功能。
3、DMA獨立計量分區(qū)
對供水管網(wǎng)進行DMA劃分、管理是進行管網(wǎng)漏損主動控制的最有效措施。城市供水管網(wǎng)DMA漏損管控分析系統(tǒng)是根據(jù)國際水協(xié)(IWA)管網(wǎng)漏損控制策略和DMA管理方法進行研發(fā),可以準確計量每個分區(qū)的用水量,快速發(fā)現(xiàn)管道漏損位置。系統(tǒng)主要功能包括管網(wǎng)分區(qū)計量管理、最小流量分析、水量平衡分析、壓力流量綜合分析、管網(wǎng)漏損評估以及產(chǎn)銷差分析等功能。
智慧水廠
智慧水廠是從生產(chǎn)到管理全面信息化、自動化的框架系統(tǒng)組成,基于SCADA技術,結合傳感器,以水廠安全、可靠、節(jié)能降耗為目標,運用信息技術和控制技術,從而提高水廠生產(chǎn)效率和管理水平,降低設備的故障率,實現(xiàn)自動加藥等。部分水廠甚至可以實現(xiàn)無人模式。
根據(jù)水廠管理的細分要求,智能化主要應用于操作運行系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)、原料管理系統(tǒng)、設備維護系統(tǒng)、故障檢測系統(tǒng)、安保系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)等。
智慧運行系統(tǒng)
根據(jù)系統(tǒng)每日運行數(shù)據(jù)(進出水量、進出水質、污泥量等)和設備參數(shù)狀態(tài)(壓力、流量等)等數(shù)據(jù),結合外部條件的情況,進行智能預報、自動控制、優(yōu)化污水廠的運行狀態(tài),達到安全運行、出水達標、經(jīng)濟高效的目的。
智慧生產(chǎn)管理系統(tǒng)
利用視頻識別、機器人等技術,建立生產(chǎn)巡檢系統(tǒng)、水質分析系統(tǒng)、應急處理系統(tǒng)等,及時發(fā)現(xiàn)并處置應急事件。
智慧原料管理系統(tǒng)
建立生產(chǎn)藥劑、試驗藥劑等原材料倉儲管理系統(tǒng)、供應商信息系統(tǒng)等,根據(jù)數(shù)據(jù)制定采購計劃,合理進料儲存。
智慧設備維護系統(tǒng)
重要設備設立在線監(jiān)測系統(tǒng),利用BIM等技術,建立機械、電氣、儀表、自控、試驗等設備檔案管理系統(tǒng)、供應商信息系統(tǒng)、產(chǎn)品追溯系統(tǒng),針對設備運用進行智能維護。
故障檢測系統(tǒng)
污水處理廠日常運行中會出現(xiàn)的如出水懸浮物濃度超標、污泥膨脹、泡沫問題等的解決方法集成到系統(tǒng)中,不斷累積經(jīng)驗,以發(fā)展智能診斷和處置的功能。
智慧泵站
智慧泵站結合云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等前沿科技,實現(xiàn)泵站無人值守,提高運行效率、降低人力成本、減少設備能耗,同時還能實現(xiàn)集中管控。智慧泵站能實現(xiàn):(1)安防監(jiān)控,門口設置人臉識別的門禁、內(nèi)部安裝監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)異常,可以在遠程上即時報警,防止外人入侵;(2)實時監(jiān)控泵房的流量、水壓、水質等運行參數(shù),設備故障時自動啟動備用設備,遇突發(fā)情況及時上報,保證泵站供水的穩(wěn)定性;(3)水質監(jiān)測,能夠對pH、濁度、電導率和余氯等水質參數(shù)進行實時監(jiān)控,保證水質的安全。
智能水表
智能水表可以解決人工抄表上門難、收費難問題,對水質、水壓、用水量進行實時化、可視化、精細化管理,同時水表網(wǎng)格化,可以實時監(jiān)控、快速定位管網(wǎng)問題,降低漏損率。雖然現(xiàn)在機械表仍然占比較大,但是智能水表將是主流發(fā)展方向。智能水表包括小無線技術RF(FSK)、LORA等,存在信號干擾、穿透能力有限,GPS技術由于水表安裝位置比較封閉,也會出現(xiàn)信號的問題,同時GPS技術能耗較大。華為NB-IOT技術具有低功耗、深覆蓋和大連接的優(yōu)點,目前得到大力地推廣。國家工業(yè)和信息化部在2017年6月初下發(fā)《關于全面推進移動物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)建設發(fā)展的通知》,要求到2020年,中國NB-IoT網(wǎng)絡的基站規(guī)模要達到150萬個,實現(xiàn)對于全國的普遍覆蓋以及深度覆蓋。
智能井蓋
城市井蓋被盜、破損、淹沒的事件時有發(fā)生,智能井蓋通過LORA等無線技術或GPRS/NB-IoT技術,實現(xiàn)對井蓋狀態(tài)(開啟、位移、傾斜、破損)、井下液位高度、有害氣體等的監(jiān)測、報警等功能,保障安全運行,降低市政運維人力和物力成本。