廈門市政水務二次供水管理平臺 全方位二次供水管理模式
引言：廈門市政水務集團有限公司是于2003年組建成立的國內首批實行供排水一體化經營的大型綜合性水務服務商，現為廈門市政集團有限公司下屬成員公司。是一家大型國有民生服務企業，現業務范圍以城市供水特許經營為核心，涵蓋水源建設、城市供水、直飲水等及與之密切相關的水務投資、建設、運營等。隨著城鎮化進程的發展以及城鎮二次供水設施保有量、服務人口的增加，政府、民眾對二次供水的關注到了前所未有的高度。作為供水企業，如何提高管理區域的供水安全，保障、改善居民用水質量以及從規劃、設計、運營、管理、維護方面建設完整的二次供水管理體系，將成為供水企業新的課題。建立二次供水管理平臺，對二次供水泵房進行規范化和精細化管理，為水務企業全面實現龍頭水水質安全保障和終端居民供水服務保障有著至關重要的作用。
一、項目概況
（一）項目背景
目前，廈門市現有二次供水泵房超1500個，預計遠期將達到2000個。現有二供泵房基本采用水箱+恒壓變頻設備的供水形式。二次供水泵房底層傳感器的配置較為完善，能采集包括設備運行數據、安防數據、水質數據、能耗數據、環境數據等。同時，二次供水泵房的設備設施分散于廈門市各個角落，包括地面地下兩種不同的建設環境，設計居民居住小區上千個。泵房內設備設施類型多樣，涵蓋管網、戶表、泵房、變頻設備、無負壓設備、水箱水池等設備，并且涉及的廠商眾多。大量的二次供水設施運維管理、設備廠商管理等給水務企業的管理和運維帶來了巨大的難點。
（二）項目簡介
平臺基于“無人值班，少人值守”標準進行總體設計，采用全分布開放式系統，利用模塊化、結構化設計方式，實現將數據監控、視頻監控、門禁及聲光報警、手機APP 巡檢、運行及維保管理等系統深度融合，可以彈出界面調用或進行數據共享。同時致力于在企業管理領域融入先進的管理理念、管理方式、管理手段，實現海量泵房的精細化管理，能夠更好的對二次供水泵房進行監控管理，保障二次供水泵房更加安全、穩定的運行。本著安全可靠、技術先進、經濟、實用的原則進行設備配置。使用物聯網網關進行數據傳輸時，泵房設備與管理平臺通訊中斷時，可提供補發功能，確保網絡中斷期間的數據不丟失。
利用信息化、平臺化手段，推動企業服務全面提升，打造企業形象，并規范各項管理運作，實現節能增效，進一步提高企業的供水運營效益。
（三）項目目標
1、打造高標準水務企業服務形象
v 基于前期調研規劃，打造標準化泵房，建立泵房建設、改造的高標準；
v 打造管理平臺實現無人值守，提升供水服務能力。
2、基于先進的技術架構，建立海量泵房接入管理基礎
v 建立先進的物聯網架構，滿足海量泵房接入管理；
v 建立先進的數據存儲架構，滿足海量數據存儲；
v 采用合適的平臺部署方式，兼容易運維、安全性和低成本。
3、構建海量泵房高效運維管理模式，提升運維管理效率
v 建立秒級數據采集能力，實時掌握所有場站、泵房情況；
v 搭建異常診斷專家經驗庫，實現海量設備故障快速預診斷；
v 搭建全生命周期管理機制，實現海量設備預防式維護；
v 搭建解決方案專家經驗庫，實現運維人員快速響應并解決故障。
4、滿足住建部與反恐辦《城市供水行業反恐怖防范工作標準》文件要求基礎上，建立泵房、網絡傳輸、數據存儲、業務應用的系統安全。
v 建立精細化管理模式，實現節能降本；
v 建立人員運維精細化績效考核，降低人員成本、運營過程管理成本；
v 建立漏損精細化分析，實現小區紅線內的漏損控制；
v 建立能耗精細化分析，降低能耗成本。
二、項目實施概況
（一）項目總體架構和主要內容
二供管理平臺致力于在企業管理領域融入先進的管理理念、管理方式、管理手段，實現海量泵房的精細化管理，推動企業服務全面提升，打造企業形象，并規范各項管理運作，實現節能增效，進一步提高企業的供水運營效益。
v 平臺采用B/S架構，支持IE10+，谷歌瀏覽器，火狐瀏覽器。
v 整體系統架構遵照國際工業互聯網架構；
v 數據傳輸與流媒體傳輸隔離，優先保障數據穩定性；
v 端到端數據傳輸安全、存儲安全。
二次供水管理平臺是廈門市政水務二次供水泵房進行精細化的運維管理，由底層傳感器、網絡傳輸、泵站管理系統、視頻管理系統、門禁管理系統及監控中心組成。管理平臺可分為物聯網層、數據分析層和業務層三部分。
（1）物聯網層除負責現場數據采集傳輸外，還支持現場自動化控制、現場水箱調蓄、安防聯動控制、水質預警聯動、工業系統加密等工作。
（2）數據分析層負責數據的清洗處理、存儲和分析。
（3）業務層負責數據的分析處理、故障診斷維護、工單管理、生命周期管理、安防管理、能耗管理、水箱管理、協調控制、運行分析（能耗分析、用水趨勢分析等）等綜合管理。其中，物聯網層是現場互聯自控的基礎，數據分析層是發揮智慧化供水管理的核心工具和手段，有效解決了二次供水設施的監控和數據分析需求。業務層更加方便、智能，大大提升了水司對二次供水的管理能力，提升服務效率，降低運維成本。
（二）網絡、平臺或安全互聯架構
通過底層數據采集器對泵房設備數據、環境數據、水質數據、安防數據等進行安全、高效的實時采集監控，數據采集頻率≤2s 且秒級上傳，全面提升泵房管理維度，作為精細化管理的基礎。同時，支持泵房信息化聯動控制功能，包括安防聯動控制、煙感報警聯動控制、水箱液位聯動控制、斷定續傳等功能。支持不同品牌的數據統一快速接入，支持不同來源的數據源接入，包括泵房內DTU 和網關等采集器數據。同時，也支持通過更多靈活的方式進行數據的采集，包括組態軟件采集的數據，第三方系統數據庫、第三方系統API 等。
（三）具體應用場景和應用模式
1．供水數據實時監控與智能報警
通過對設備基礎信息管理與供水工藝生產流程數據的實時監控，利用地圖直觀展示管轄范圍內的泵房供水數據情況及異常報警信息，并支持與工單系統的業務協同聯動，同時可利用內置多年水務運維經驗形成的報警規則庫與規則引擎，精準診斷、及時推送報警信息并自動派發工單，實現故障應急響應處理、供水情況實時監控等服務，提高居民用水質量。在部署后可根據運行情況不斷對規則進行優化，大幅降低誤報率。
2．泵房安防監控
平臺集成了視頻監控系統，可以監控實時了解泵房狀態，并對歷史視頻記錄進行查詢，滿足遠程運行管理平臺可支持進行錄像檢索及回放。故障智能診斷系統當泵房現場發生異常，平臺可進行實時智能診斷，輔助運維人員精準快速定位設備故障，診斷故障原因。異常診斷內容包括泵房設備異常、網絡連接異常、平臺異常等。異常處理主要用于解決一些特殊狀態的異常，主要包含報警翻轉、報警延時、報警升級、報警關聯等。系統可根據不同類型不同級別的報警設定報警提示方式，將報警第一時間推送到平臺，可使管理運維人員盡早發現設備故障問題。平臺可以統計設備歷史報警記錄，支持不同的品牌，不同的設備類型的分析顯示。對于用戶供應商管理，備品備件管理，售后服務的人員管理都能起到很大的作用。
3．設備零部件全生命周期管理
支持整合設備零部件使用的壽命統計（故障概率統計），將各個零部件的使用壽命形成故障曲線，可隨時查看各零部件的使用情況，在異常發生前預知可能發生的問題，通過運維計劃來提前更換零部件，避免故障的發生。
4．工單管理與故障應急響應
可根據工單模板、工作計劃等創建工單。通過手機端APP 進行定位，能夠查詢并在地圖上顯示管轄范圍內的一個被定位對象的實時、歷史位置信息。工單管理包括但不限于工單類型管理、工單模板管理、解決方案庫更新、工單流程管理、接單人管理。同時平臺整合了任務派單系統。平臺支持工單記錄生成和查詢，同時對工單進行分類，便于查看瀏覽和操作，可進行excel 報表導出。
5．數據分析
平臺能夠同時對兩個及以上的設備進行單一測點的歷史數據對比分析，也支持同比和環比分析來了解設備的運行狀態能耗分析可以通過站點設備的運行電量和流量進行噸水耗電量統計，進行不同時間段的同比和環比分析，并可以對同類型項目進行環比分析，找出能耗異常點，為設備調控提供依據。平臺實時對設備監控利用監控圖像來查看水泵運行狀態，且根據水泵揚程-流量，揚程-效率的關系，展示水泵的實際運行效率，能夠直觀看出水泵是否運行在高效區間以及水泵效率運行對比。
6．用水高、低峰期間錯峰調蓄/壓
結合設備運行頻率和瞬時流量判斷該設備對應供水范圍的用水高峰期，找出該小區的用水周期性規律；通過對水箱液位的管理，分析水箱的用水規律，為每個水箱生成調蓄計劃通過多個模塊協調工作，結合所有水箱的進水計劃，對所有水箱進行統一的排成和優先級排序，確定蓄水順序。將排程結果通過遠程參數修改的方式，批量下發至泵房錯峰調蓄控制器中；只要滿足蓄水條件，并且滿足優先級順序，則泵房水箱開始蓄水，實現錯峰調蓄。
7．設備運維管理與線上巡檢
巡檢內容包括但不限于設備實時運行情況的查看、設備歷史運行狀態的查看、泵房安防狀態的查看等。發現異常時，可快速發起工單。平臺能夠進行水箱信息后臺錄入、刪除、更新，前臺查詢；并且設定水箱清洗時間，定期提醒并派發工單，另外記錄水箱的清洗情況，系統自動存儲水箱清洗日志記錄進行更新記錄維修工單的日志，可支持自動生成和后臺錄入維保日志。針對泵房的日常運維工作，平臺依據日常泵房巡檢的工作內容、巡檢的標準與要求，形成了一套線上巡檢標準化作業流程，支持日常巡檢的平臺化，為巡檢人員提供便捷化服務，同時該巡檢系統與故障處理、巡檢績效等人員考核進行綁定，為企業提供了人員績效評價數據支撐。
8．檔案電子化管理
平臺能對水務關鍵資產檔案進行電子化管理，包括泵房檔案、設備檔案、水泵檔案、電氣控制柜檔案等。支持以統一的檔案模板批量導入檔案系統（含項目、泵房、設備信息），方便工作人員管理、查看和調用檔案信息。
（四）安全及可靠性
1．搭建平臺安全技術體系
在安全技術體系方面，從安全網絡通信、安全區域邊界、安全計算環境、安全管理中心和物聯網安全擴展要求方面進行設計，確保網絡通信可以滿足業務穩定運行、數據傳輸的安全可靠、區域邊界清晰隔離、網絡攻擊和病毒防護有效、網絡行為和主機行為審計全面、網絡安全管理管控集中。
網絡通信安全：基于密碼技術，實現泵房與服務器之間數據傳輸的機密性與完整性保障。
區域邊界安全：將網絡劃分為不同的安全區域，并在區域邊界部署安全措施，實現對區域的隔離，對網絡攻擊與病毒的檢測，以及對網絡行為的審計。
計算環境安全：基于云計算技術實現數據備份與恢復，并在服務器與管理終端部署主機入侵檢測與病毒檢測手段，確保計算環境安全。
安全管理中心：通過集中管理、集中審計和集中分析的方式，實現對全網安全的統一監控。
物聯網安全：在泵房物聯網邊緣部署安全措施，確保物聯網感知節點的安全接入和安全防護。
2．完善運維安全管理體系
在安全管理體系方面，建立從安全制度、安全機構、人員管理、建設管理和運維管理等方面進行體系化的設計，確保安全技術體系的運行能夠得到有效的支撐和保障。
三、下一步實施計劃
逐步接入管轄區內的泵站及二次供水設備
四、項目創新點和實施效果
（一）項目先進性及創新點
1．福建省首個5G專線組網項目，搭建高效、經濟、安全的通信網絡
v 通過5GWVPDN網絡為用戶同時提供2個物聯網通道和1個數據聯網通道，在一條物理電路中實現三合一貫通業務，實現專網專用。
v 依托5GWVPDN專網，廈門市政水務將5G應用融入二次供水平臺生產及管理場景，可實現物聯網卡超區域斷網、數據傳輸管控、5G終端專網接入，支持手機終端通過專網訪問內網服務器，進行泵房設備運行數據、安防視頻數據、能耗數據、水質數據、SCADA等監測數據監控回傳等智慧化項目技術應用，有效解決了傳統做法工作量大、效率低、安全風險高等問題。
2．全面提升泵房數據感知能力與網絡安全
v 完善基礎傳感數據，從設備、水質、環境、安防角度全面提升泵房管理維度和水平；
v 設計合理、安全的網絡架構，確保平臺支持的網絡形式多樣化，降低網絡費用。
3．搭建具備強大擴展能力、兼容能力、分析能力的系統
v 系統未來能滿足2000個泵房的數據接入和100個區域加壓泵站（包含農供設備）的數據接入；
v 實現二次供水及泵站設備接入的兼容性，支持各廠商、各類型的供水設備接入；
v 符合企業管理信息化、自動化、智能化趨勢，平臺應具備其先進性，具備智能化分析能力；
v 符合智慧水務大框架信息化、標準化要求，保證本平臺與智慧水務大框架的數據互通，消除系統孤島。
4．構建面向網絡化運營的精細化管控模式
v 實現大量場站、泵房無人值守或少人值守高效化管理；
v 實現自動化異常診斷能力，完善專家知識庫，提升人員的運維管理效率；
v 建立企業內部工單機制，結合異常自動診斷，實現自動發現問題，自動派送工單，自動績效計算；
v 結合設備生產廠商生產經驗，對設備資產、設備零部件進行精細化管理，實現資產信息電子化、零部件全生命周期管理；
v 實現設備級別的精細化的能效管理，針對性降低設備能耗；
v 針對城市大規模水箱使用現狀，完成水箱清洗周期性管理。
（二）實施效果
v 多類型數據接入，包括但不限于泵房環境、設備運行、水質、安防等各類數據；多場景接入方式，包括但不限于設備直采、物聯網關接入、SCADA平臺、第三方系統等；
v 支持海量數據統一接入、解析、清洗、上傳。
2．個性定制化駕駛艙
提供豐富的指標模型，直觀可視化地呈現泵房、報警、運維、水質、能效等關鍵指標，可根據角色分配指標，可自定義訂閱或排序，可以層層下鉆、由粗到細地查看各類數據，幫助客戶從上至下貫徹指標、落實管理目標。
大屏駕駛艙
泵站管理平臺駕駛艙展示
3．操作更便捷、內容更全面、分析更深入的泵房監控
通過地圖直觀展示管轄范圍內的泵房情況及相關信息，進入泵房詳情后，在一個功能中，集中、有序地呈現泵房相關的所有內容，包括組態、實時及歷史數據、評分、檔案、生命周期、水箱及泵組的分析數據等，操作更便捷、內容更全面、分析更深入。
4．提升遠程監控能力、降本增效的線上巡檢
通過導航式的步驟、豐富的巡檢項定義、直觀的視頻及數據進行線上巡檢，并通過巡檢任務、巡檢記錄、異常跟蹤、巡檢報告等功能實現線上巡檢的管理閉環、落地執行，更加節省資源、提升效率。
5．拉動泵房管理水平、促進標準化建設的泵房評分
通過多類型多維度的評分模型，對泵房進行評分、排名，量化泵房建設情況及管理水平，幫助客戶直觀分析各類泵房的優勢劣勢維度，有的放矢提升管理。同時通過評分可拉動泵房信息的全面收集，落實泵房的標準化建設，促進節省運維成本。
6．基于運維經驗、大幅減少誤報、可落地并持續優化的報警管理體系
內置多年水務運維經驗形成的報警規則庫與規則引擎，精準診斷、及時推送報警信息并自動派發工單，在部署后可根據運行情況不斷對規則進行優化，大幅降低誤報率。
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