摘要：
近年，由于國家政策的推波助瀾，促使智慧水務(wù)概念得到了深入研究和廣泛發(fā)展，水務(wù)行業(yè)信息化建設(shè)正處于迅猛發(fā)展勢頭，采用水務(wù)數(shù)字化管理模式也成為了國內(nèi)大型水務(wù)集團(tuán)競爭行業(yè)領(lǐng)頭羊的重點(diǎn)發(fā)展戰(zhàn)略，數(shù)字化管理模式能輔助水務(wù)集團(tuán)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行管理、工藝優(yōu)化調(diào)度、綜合運(yùn)營管理的信息化、智能化、規(guī)范化管理，使得水務(wù)企業(yè)更具行業(yè)競爭力。本文通過“武漢市的污水處理綜合運(yùn)營管理平臺”成功案例拋磚引玉，對水務(wù)數(shù)字化管理模式運(yùn)用在水務(wù)集團(tuán)所產(chǎn)生的效應(yīng)進(jìn)行了淺析。
關(guān)鍵詞：水務(wù)數(shù)字化管理、水務(wù)集團(tuán)數(shù)字化管理、污水處理數(shù)字化管理、智慧水務(wù)
政策背景
2013年，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部下發(fā)通知提出，確定北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)等103個(gè)城市(區(qū)、縣、鎮(zhèn))為2013年度國家智慧城市試點(diǎn)，并就做好試點(diǎn)工作提出具體要求。目前，各行各業(yè)對“智慧”的理念認(rèn)知逐漸加強(qiáng)，部分行業(yè)已經(jīng)開始運(yùn)作，并受益匪淺。作為城市建設(shè)重點(diǎn)的水務(wù)行業(yè)也正在進(jìn)行“智慧”的創(chuàng)新改革，尤其國內(nèi)大型水務(wù)集團(tuán)正在紛紛引進(jìn)數(shù)字化運(yùn)營管理理念，爭做行業(yè)領(lǐng)頭羊，一場水務(wù)革命就此展開。
污水處理行業(yè)是國家新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之一，國家“十二五”規(guī)劃也對城鎮(zhèn)污水處理提出了更高的要求，明確規(guī)定縣級鎮(zhèn)、尤其是重點(diǎn)鎮(zhèn)必須建立污水處理廠。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2013年年底，全國設(shè)市城市、縣累計(jì)建成污水處理廠3513座，污水處理能力約1.49億立方米/日，比2012年年底增加處理能力約680萬立方米/日。全國建有污水處理廠的設(shè)市城市為651個(gè)，占設(shè)市城市總數(shù)的99.1%；累計(jì)建成污水處理廠1999座，形成污水處理能力1.22億立方米/日，比2012年底增加了500萬立方米/日。由此可見，我國城鄉(xiāng)污水處理廠保持了持續(xù)高速增長的態(tài)勢。在污水處理廠數(shù)量高速增長的同時(shí)，地域分布廣泛、集團(tuán)與廠之間容易產(chǎn)生信息傳遞脫節(jié)、各廠運(yùn)營管理水平不一、運(yùn)營管理人才短缺、重點(diǎn)單元能源消耗大，這些問題日益突出，這使得水務(wù)集團(tuán)公司迫切需要進(jìn)行集約化管理，來實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源的合理配置，通過有效監(jiān)管提升下屬單位的運(yùn)營管理能力。
智慧水務(wù)的概念
2013年8月5日，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部下發(fā)通知提出，確定北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)等103個(gè)城市(區(qū)、縣、鎮(zhèn))為2013年度國家智慧城市試點(diǎn)。目前，各行各業(yè)對“智慧”的理念認(rèn)知逐漸加強(qiáng)，部分行業(yè)已經(jīng)開始運(yùn)作，作為城市建設(shè)重點(diǎn)的水務(wù)行業(yè)也正在進(jìn)行“智慧”的創(chuàng)新改革，“智慧水務(wù)”理念也隨之產(chǎn)生。
智慧水務(wù)是借助水智能系統(tǒng)形成的水務(wù)管理模式，在常規(guī)的水處理/管理技術(shù)基礎(chǔ)上，借助信息控制融合系統(tǒng)，對自來水、污水、中水等各種水處理設(shè)施的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行一元化管理，從而提高城市整體的水循環(huán)經(jīng)營效率。
延伸至水務(wù)集團(tuán)的管理
在“智慧水務(wù)”理念的引導(dǎo)下，水務(wù)集團(tuán)的管理發(fā)生了變革，它們采用數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)葌鞲性O(shè)備在線檢測水務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并采用可視化的方式有機(jī)整合水務(wù)管理部門設(shè)施，形成“水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)”。集團(tuán)通過水務(wù)數(shù)字化管理平臺將海量水務(wù)信息進(jìn)行及時(shí)分析與處理，即在各污水處理廠、泵站安裝數(shù)據(jù)采集前置機(jī)或數(shù)據(jù)采集DSP模塊，將自控系統(tǒng)中的生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸?shù)脚潘?，進(jìn)行集中存儲和應(yīng)用。通過對各類關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)視和智能分析，再提供分類、分級預(yù)警，且利用短信、光、警報(bào)聲等通知相關(guān)負(fù)責(zé)人，同時(shí)給予相應(yīng)的處理結(jié)果輔助決策建議，以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理水務(wù)運(yùn)營系統(tǒng)的整個(gè)生產(chǎn)、管理和服務(wù)流程，使之更加數(shù)字化、智能化、規(guī)范化，從而達(dá)到“智慧”的狀態(tài)。
工程案例
作為智慧城市重要試點(diǎn)單位，為了滿足城市可持續(xù)發(fā)展的需求，有效管理污水處理系統(tǒng)，武漢市水務(wù)集團(tuán)采用污水處理綜合運(yùn)營管理平臺。平臺是依托云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建、利用互聯(lián)網(wǎng)將各種廣域異構(gòu)計(jì)算資源整合，以形成一個(gè)抽象的、虛擬的和可動態(tài)擴(kuò)展的計(jì)算資源池，再通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶按需提供計(jì)算能力、存儲能力、軟件平臺和應(yīng)用軟件等服務(wù)，這就是基于物聯(lián)網(wǎng)的污水處理綜合運(yùn)營管理平臺的三大模塊：感知層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層。
系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)
營管理平臺框架結(jié)構(gòu)圖.jpg)
污水處理綜合運(yùn)營管理平臺框架結(jié)構(gòu)圖
感知層
感知層設(shè)備主要包括各污水處理廠、泵站的在線儀器儀表、生產(chǎn)設(shè)備、自控系統(tǒng)等，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)架的基礎(chǔ)，感知層的建設(shè)是利用各廠自控系統(tǒng)，通過強(qiáng)大的數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，在不影響各污水處理廠生產(chǎn)運(yùn)行的前提下，進(jìn)行多種通信接口、通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)自動采集各種PLC和驅(qū)動器的生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并建立與各類PLC、驅(qū)動器、馬達(dá)控制器間的數(shù)據(jù)通訊，最終形成完善的感知層體系。
網(wǎng)絡(luò)層
利用先進(jìn)的3G網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，建立網(wǎng)絡(luò)層體系，實(shí)現(xiàn)對集團(tuán)公司下屬廠、分公司、總部各層級的關(guān)鍵生產(chǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的采集，實(shí)時(shí)傳輸?shù)郊瘓F(tuán)總部，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、維護(hù)、管理，且提供給外部應(yīng)用系統(tǒng)使用。
應(yīng)用層
感知層和網(wǎng)絡(luò)層體系的建立，為運(yùn)營管理工作提供了大量的各污水廠、泵站的生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，只有深入挖掘各類數(shù)據(jù)間的關(guān)系，合理利用好這些數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)體系的建立才有意義，即基于物聯(lián)網(wǎng)的污水處理綜合運(yùn)營管理應(yīng)用體系。首先它通過感知層的各類數(shù)據(jù)的初步加工和展示，實(shí)現(xiàn)企業(yè)廠站分布情況、各廠生產(chǎn)運(yùn)行工藝畫面的展示、實(shí)現(xiàn)對各廠實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的超限告警；其次通過對生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)的匯總計(jì)算，實(shí)現(xiàn)污水廠及集團(tuán)日常運(yùn)行管理的各類圖表，方便管理人員進(jìn)行日常運(yùn)行情況的總結(jié)與分析；再次通過對日常運(yùn)行管理中涉及的化驗(yàn)管理、設(shè)備資產(chǎn)管理、項(xiàng)目管理、辦公審核等功能進(jìn)行信息化管理，獲取更全面的運(yùn)營管理數(shù)據(jù)；最后通過生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)的深入分析挖掘?qū)崿F(xiàn)指導(dǎo)污水廠生產(chǎn)的各類異常預(yù)警、運(yùn)行工藝模擬、優(yōu)化調(diào)度分析、綜合運(yùn)營決策等，以及指導(dǎo)公司綜合運(yùn)營決策的工藝分析、設(shè)備分析、成本分析、風(fēng)險(xiǎn)分析等。
實(shí)施效果
武漢市的污水處理綜合運(yùn)營管理平臺對污水處理企業(yè)的進(jìn)、產(chǎn)、排三個(gè)主要環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，將下屬提升泵站和污水處理廠的水量、水位、水質(zhì)、電耗、藥耗、設(shè)備狀態(tài)等信息通過云計(jì)算平臺進(jìn)行收集、整合、分析和處理，建立各個(gè)環(huán)節(jié)的相互規(guī)約模型，分析生產(chǎn)環(huán)節(jié)水、電、藥的消耗與處理水排水、生產(chǎn)、排放之間的隱含關(guān)系找出污水處理廠的優(yōu)化生產(chǎn)過程管理方案，實(shí)現(xiàn)對污水處理企業(yè)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)控制與精細(xì)化管理，達(dá)到規(guī)范管理、節(jié)能降耗、減員增效的目的。
基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算的城市污水處理綜合運(yùn)營管理平臺為武漢市污水處理企業(yè)安全管理、生產(chǎn)運(yùn)行、水質(zhì)化驗(yàn)、設(shè)備管理、日常辦公等關(guān)鍵業(yè)務(wù)提供統(tǒng)一業(yè)務(wù)信息管理平臺，對企業(yè)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、工藝設(shè)計(jì)、日常管理等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理、統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)挖掘，為不同層面的生產(chǎn)運(yùn)行管理者提供即時(shí)、豐富的生產(chǎn)運(yùn)行信息，為輔助分析決策奠定良好的基礎(chǔ)，為企業(yè)規(guī)范管理、節(jié)能降耗、減員增效和精細(xì)化管理提供強(qiáng)大的技術(shù)支持，從而形成完善的城市污水處理信息化綜合管理解決方案。
效益價(jià)值
提升水務(wù)集團(tuán)運(yùn)營管控能力：建設(shè)具有前瞻性、實(shí)用性的集團(tuán)化運(yùn)營管控平臺，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)營數(shù)據(jù)進(jìn)行決策分析，為企業(yè)管控提供科學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化過程控制管理，提升企業(yè)核心競爭力，強(qiáng)化企業(yè)運(yùn)營管控能力。
提升水務(wù)集團(tuán)決策分析能力：建設(shè)具有科學(xué)的決策支持平臺，集中分析過程監(jiān)控、集成與填報(bào)數(shù)據(jù)，提供專業(yè)的分析、管理、支持，并逐步建立工藝仿真模型以及專家決策支持系統(tǒng)，協(xié)助管理層制定科學(xué)決策。
建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營管理體系：標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營管理體系，有效減少管理成本以及運(yùn)營維護(hù)成本，使集團(tuán)化公司業(yè)務(wù)得到有效擴(kuò)張，為公司信息化管理、運(yùn)營戰(zhàn)略規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。
技術(shù)前景
目前，國內(nèi)的大型水務(wù)集團(tuán)都將面臨經(jīng)營和管理的全方位挑戰(zhàn)，一方面要以戰(zhàn)略為指導(dǎo)、流程為主線、預(yù)算為控制、績效為結(jié)果，另一方面又要重點(diǎn)關(guān)注戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)、投資收益回報(bào)、集團(tuán)公司管理、人力資源管理、并購整合管理等。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化管理手段必不可少。水務(wù)數(shù)字化管理的發(fā)展趨勢是使水務(wù)生產(chǎn)過程自動化向集團(tuán)管理、經(jīng)營和決策信息化、集約化發(fā)展，從集團(tuán)內(nèi)部管理向外部市場的競爭、經(jīng)營和服務(wù)發(fā)展，從數(shù)字化基礎(chǔ)工程建設(shè)向數(shù)字化應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和建設(shè)發(fā)展，由此可見，水務(wù)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展對數(shù)字化平臺的依耐性將越來越大！
作者 1武漢城市排水發(fā)展有限公司 /梅丹 2武漢華信數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司/艾偉
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