智慧水务解决方案.docx
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1、智慧水务解决方案XXX科技有限责任公司20XX年XX月XX日第三章监控布设工程3. 1.工程概述岷县水投拟对辖区内水厂、泵房、水池进行自动化监控设备布设,布设水 质(余氯、pH值、浊度等)、液位、流量、压力、视频、远程控制单元等监 测监控设备。实时采集水质、管线运行、供水设备运行、周围环境等信息,搭 建信息传输网络,保障信息传入,提高供水管理的信息化能力,降低人员成本。4. 2.布设原则监测设备布置根据岷县水投提供的站点位置,在水池、主干线中布设水质、 液位、流量、压力等监测设备,设备安装时尽量采用不破管安装方法,利用原 有设置井室环境,优先考虑在主干道、人口密集区路段部署。通过现场勘查, 具
2、体分析所选拟建监测点的位置可行性,并且根据现场勘查情况可对初设监测 点位置进行适当的调整以提高整个方案的可行性。监控布设工程重点是对泵房的自动化控制及水质情况监测,同时在压力较 高的主干管线布设压力监测设备,基于现有井室和场站进行传感器等布设,实 现供水管线监测和应用效果的集中展示。供水管线监测设施布设工程依照供水 管线监测的需要,结合整个供水管线现状及将来运行情况,尽可能充分利用现 有资源、避免重复建设。在供水管线上依据现有井室规划监测点,在实际项目 建设中选择供水管道安装流量和压力传感器,过小的管径自来水漏失比较少,并不能够明显的减少漏失率。5. 3.布设流程管网监控布设分六个阶段,第一阶
3、段:点位选择阶段,根据重点区域、管 线改造及普查成果,在水厂结合部、干管末梢、地面标高峰值处、用水集中地 区、国家要害部门附近预先选定安装监控点位置;第二阶段:点位核实,选定 点位后现场勘查布设环境,判断具体安装位置、供电情况、是否需要开挖等周围 其他情况;第三阶段:设备选型阶段,根据第二阶段所选点位的实际环境情况, 选择合适设备;第四阶段:设备安装阶段,在监控点选择及设备选型完成后, 将监控设备安装在监控点。第五阶段:传感器网络建设阶段,完成传感器数据 转发工具部署和数据传输网络建设。第六阶段:整体调试完善阶段,调试监控 系统,对数据进行修正。6. 4.监测设备供电供电设备的安装方式,按照安
4、装、供电环境不同通常采用四种供电方式:(1)测井外市电供电型(2)测井外风光互补供电型(3)测井内锂电池组供电型(4)测井内充电电池组供电型,具体安装布设如下图所示。具体安装时以市政供电为主,不具备条件的选用太阳能加蓄电池交替供电 为辅方式,有效解决了野外安装无电源即可提供长时间供电的问题,白天照明 供电没有电时,采用太阳能及电池给设备供电,晚上照明供电给蓄电池充电, 交替使配电箱通过抱杆和墙体安装方式于就近交通信号灯控制杆、路灯杆、墙 体,电源线与通信线缆通过线沟布线给井内的设备供电,安装示意图如下图所 示:第四章智慧水务应用系统智弩水务应用系统软件是智弩水务系统前端的应用展示,通过智弩水务
5、应 用系统软件能够进行多种智弩水务上层的应用分析,为用户提供辅助决策支 持。4. 1.系统概述“一张图”展示系统结合管线地理信息数据,建成以管网普查数据为基础, 以地理信息技术、物联网等先进技术为依托,实现所有前端监控数据的实时展 示、综合分析以及管线基本信息的查询、统计和空间分析、智能高级分析等应 用,并通过自动报警实现管网异常情况的及时掌控,为处理提供科学依据。4. 2.系统组成“一张图”展示系统主要由数据展示、数据查询图控制、阈值故障、告警 功能4个功能模块组成,具体功能组成如下图所示。7. 3.系统功能7.1.1. 数据展示数据展示支持数字显示、曲线显示、柱状图显示、饼状图显示等方式实
6、时 展 示监测点的数据值、现场设备运行状态、监测时间等。通过平台的实时监视 页面可以查看监测点的状况,也可以选择之前的某一时间段,回放当时的监测 记录。实时监测显示模块提供监测点列表信息,用户可以通过点击列表监测点, 直接定位到监测点的位置并以不同颜色给出提示,并可以根据需要随时生成实 时报表存档或打印。系统支持二雄电子地图,操作灵活,具备方向导航,放大或缩小功能。监 测点的位置和名称均能在地图上准确显示,当用户使用光标移动至标识点时, 界面显示监测点数据、设备运行情况及监测时间等信息。7.1.2. 数据查询(1)管线数据查询为方便用户快速找到各种感兴趣的信息,系统支持多种查询功能,包括投 编
7、号查询、管径查询、材质查询、复合条件查询。(2)管线数据查询通过快速导航按键的点击,可查询显示某监测点各监测因子的历史记录, 并以报表、曲线、柱状图等方式进行表现。高级检索功能可通过输入起止时间 进行查询,进行报表、曲线等多种方式进行表现,对各时期的数据变化作生动 体现。(一)视图控制提供对地图的基本操作功能,具体实现包括地图的放大、缩小、漫游、地 图全景、前一视图、后一视图、线面量测、清屏、打印等功能。同时提供地图服务及图层控制功能:地图服务加载:将数据列表中的地图服务进行加载;图层顺序控制:控制图层的显示顺序;图层透明度控制:控制地图的透明效果;(二)阈值故障告警管理员可根据终端监测项属性
8、设置阈值,系统采集检测设备的监测数据, 当数据越过监测项阈值时,提供实时报警功能。报警信息按时间先后排列,及 时显示在信息显示界面中,同时提供窗口、语音等提示方式,由管理人员确认 报警,并相应进行人工干预。第五章泵站自动化值守子系统5. 1.子系统概述自动化值守主要实现对泵房的远程监视和控制。自动化值守的主界面以 GIS地图为主,在地图上展示各个站点的分布信息,并显示站点的压力、流量 实时数据。5. 2.子系统组成自动化值守子系统主要由设备监控、数据分析、报警提示、预警反馈记录、 视频监控5个功能模块组成,具体功能组成如下图所示。8. 3.子系统功能5.3.1. 设备监控(1)点击地图上的任意
9、站点图标,可进入到该泵站的工艺流程图界面 (模拟真实环境)。(2)在此界面下,可实时显示监测数据(调节池液位、分配井液位,每台机泵的出水压力;水厂出水管的瞬时流皇和压力;在线式水质监 测仪表测定的原水浊度和氨氮值;机泵温度;软启动机泵的振动监测 数据。(3)可对各类监测数据进行统计分析(具体分析内容待定)以曲线、柱 状、饼状、表格的形式展现。(4)可对现场的PLC设备进行远程控制。5.3.2. 数据分析741中对泵站监测的用电量、频率、工况等信息进行数据分析,发现设备工作异 常状态,及时进行数据报警提示。5.3.3. 报警提示1)可对报警阔值及条件进行修改。2)根据预先设定的阀值或条件发出报警
10、信号,无论显示器当前在显示哪 幅画面,故障窗口都能立即弹出,并显示报告故障内容。3)将报警信号分为重大报警和一般报警(等级分类可配置),并发出不同 的报警声音。4)系统自动记录报警原因和处理结果,并可以按日期、时间、关键字、 报警等级、报警类别的检素方式进行查询。5.3.4. 预警反馈记录针对管理人员对预警信息处理情况及时进行记录,对处理的反馈情况进行时间、地点、处理人员等关键信息的记录。5.3.5. 视频监控1)可查看视频监控列表下的视频,可以单画面或者多画面观看同一视频源 的视频,也可以多画面实时观看不同视频源的视频。2)实时监控图像画面可以实现1-6幅画面分屏显示。3)可通过鼠标滚轮方式
11、控制摄像机变焦,通过鼠标点击实现画面的放大缩 小,可通过键盘实现对云台的控制,实现多角度远程控制。4)可进行定时录像、自动录像、24小时不间断录像的切换设定。5)可设定存储的分辨率(CIF、D CIF、2CIF、4CIF/ D 1)、帧速、文 件保存 时间和最小磁盘剩余空间,视频文件可以保存成wmv、a s f , rm、 rmv b、mpg、mpe g、mpe常规格式:如保存时间到期或可用磁盘空间 小于最小剩余空间则删除最久的视频文件。6)可根据区域、摄像机编号、时间检素录像记录:检素到的图像记录可以 实际尺寸或全屏方式回放:播放速度可以按照正常、快速、慢速回放,支持录 像下载播放。7)可以
12、对正在监控或回放的任意一路视频图像进行抓拍,支持将任意实时 图像存放成J PEG、BMPMPEG4、H.264、MPG格式的图像。8)可对系统配置信息、设备故障信息、历史视频资料列表、报警信息列表 相关业务相关数据均可产生详细制式报表,方便查询,导出和打印。第六章水质监控管理子系统6. 1.子系统水质监控管理子系统能够实现对水质的实时监测和水质异常报警,并能够 利对水质的变化进行分析,实现水质全过程与动态管理。通过水质在线监测分 析,建立水质全过程与实时动态的管理,确保水质安全。6. 2.子系统组成水质监控管理子系统主要由关阀处置分析、在线监测、水质异常预警、水 质报表五个功能模块组成,具体功
13、能组成如下图所示。6. 3.子系统功能6.3.1. 关阀处置分析关阀处置以管网拓扑形式进行站点实时数据跟踪,进而实现水质数据关联性分析功 能,通过上下游关系以点带面对水质污染区域进行分级定位。表现形式主要为 数据相关的拓扑图。并形成合理的关阀方案。6.3.2. 水质在线监测水质分析是在线水质与人工检测水质的数据分析,包括实时数据及历史数 据的分析。1)实时数据。利用示意图的形式,全面展示水厂、加压站,管网在线水质 监测点的实时数据。2)按监测站点。每个站点时均显示该站点的介绍资料、原始数据、日报 表、月报表、年报表,以各个站点自己分析为主3)按监测项目。模块下增加在线监测的项目,PH、电导率、
14、溶解氧、氨 氮、浊度、叶绿素、蓝绿藻等。单击各个参数时,显示这些参数对应泵站及各 剖面对应的数据。以单个参数在不同监测点之间的横向对比。4)合格率分析。按照某个指标对各点的合格率进行统计。包括监测次数、 合格次数、合格率。5)运行分析。备在线监测设备的缺数统计(按照采集频率)6)数据查询。在各个检测方案内,按照一个或者多个指标条件查询单个或 者多个检测点同一时刻的数值,用于分析在某些特定条件下,其他检测参数的 结果。7)指标分析。对每个监测点的水质项目进行分析,查找出各监测点最好的 水质项和最差的水质项,利用指数2=数值/标准值为依据。8)数值监测的站点分布,以及快速显示更新余氯、浊度等关键水
15、质数据。6.3.3. 水质异常报警与预警基于水质监测数据分析水质异常情况感知与报警,基于监测数据对水质异 常和设备故障的辨识与区分。己知管问事件水质影响范围的分析,以及未知突 发事故的污染源的大致定位和追踪。水质预警管理是针对水质化验过程中水质异常时产生的报警,产生报警后, 系统可以进行相应的派单处理。水质监测点的实时数据和历史数据进行分析与 监控;当管同压力、流量、水质和夜间最小流量偏高等出现异常时,可以实时 报警。水质报警的类型如下超时报警:在线监测设备未能在3个上发周期内取到数据。水质报警:与监测的某个水质超出了设定的标准值时报警,包括在线监 测、人工检测、现场检测A水质预警:与某个监测
16、的水质呈现出增长的趋势时,系统进行预警。业务预警:对于制定的各项方案未能够在规定时限内完成则产生一条报 警记录。促使各方人员及时上报工作内容。明细功能如下:实时数据:展示现有系统中所有的正在报警或者产生预警的数据。A报警记录:当系统产生了报警以后会产生记录,针对记录可以进行工单 的派送、以及维修回复。事件管理:对日常管理中发现的水质异常事件根据等级登记汇总。A预警方案:对超时周期,趋势预警的报警方案定义。第一章项目背景11.1. 建设背景11.2. 建设内容21.2.1. 监控布设工程21.2.2. 智慧水务应用系统21.2.3. 指挥中心建设21.3. 建设标准3第二章总体架构32.1. 感
17、知层42.2. 接入层42.3. 支撑层42.4. 应用层42.5. 展示层4第三章监控布设工程53.1. 工程概述53.2. 布设原则53.3. 布设流程63.4. 监测设备供电6第四章智慧水务应用系统74.1. 系统概述74.2. 系统组成74.3. 系统功能74.3.1. 数据展示74.3.2. 数据查询8第五章泵站自动化值守子系统95.1. 子系统概述95.2. 子系统组成96.3.4. 水质统计分析在一段时间内,把余氯、浊度、PH等的变化数值曲线规律变化分析;同 时支持不同站点之间的对应比较,分析同一管同的水质关联关系。6.3.5. 水质报表在一段时间内,比如日况、月况,显示余氧、浊
18、度、PH等的变化数值分 析。第七章智能巡检子系统7. 1.子系统概述智能巡检子系统针对市区内管道和山区管道的智能巡检分别进行设计。主 要由PC (B / S结构)端和移动端组成,针对供水管向日常管线巡检业务展开 设计的,主要解决传统人工巡检不到位、无法确定管线位置、遗漏巡检点、数 据保存不完整、不准确、数据丢失等问题。通过GPS、GIS等技术的应用实现 从工单派发、巡查、反馈、监督全过程的精细化管理;系统将巡检数据进行统 一管理,达到数据信息的实时共享的目的,减少人员的重复性劳动,提高资源 的利用率和工作效率。7. 2.子系统组成智能巡检子系统由日常管线巡检和管线快速巡检2个功能模块组成,具体
19、 功能组成如下图所示:7. 3.子系统功能7.1.1. 服务端服务端主要针对巡检维修的调度管理人员设计的,功能模块主要有外勤人 员监控、巡检计划制定、巡检上报事件查看等8部分组成,可以实现向移动端 下-发任务、巡检轨迹查看、查看上报的巡检事件、对巡检人员进行实时定位 等功能。731.1.外勤人员监控通过人员定位系统中的人员位置信息,可实现在二雄GIS地图上对巡检人 员位置、某段时间的巡检轨迹、是否偏离巡检任务、路线等情况进行可视化监 控,同时具有巡检人员巡线回放功能,有效地监督巡检人员工作。7312巡检计划制定系统按照指定规则和法定节假日自动生成每天的巡检任务,可直接在地图 上设置巡检核查点、
20、重要设施查核点等,并指定外勤人员,明确了巡检任务类 型、任务内容、开始及完成时间等信息。计划制定完成后,需经过审核方可生 效,通过审核的巡检计划自动下发到外勤人员手持智能终端上,外勤人员携带 智能终端,按照巡检计划完成巡检工作。并提供动态调整工具,保证巡检过程 的完整性,且计划调整结果与智能终端信息实时同步,保证巡检讦划的执行力 度及内容的准确性。此外,通过GIS服务实现可视化巡检路线规划(避免漏检、重复检查等情 况)的功能,给出最合理的巡检路线。7313巡检上报事件查看可以实时查看巡检事件的动态,巡检事件的完成情况,巡检事件中可查看 巡检人员、巡检时间、巡线长度以及发现的故障或隐患信息的描述
21、。7314工作督办当巡检、维修任务派发后,系统自动进行时效计时,若在规定时间内外勤 人员没有完成相应任务,系统对移动端进行督办提示(距离时间差3小时进 行)。时效计时的规则如下:巡检任务派发后,需10小时内完成;供水管道漏水维修,24小时内完成修复;爆管事故维修,维修人员需在4小时内止水并开始抢修,修复时间须符 合管道直径D N小于或等于600m m的管道24小时管道直径大于600m m 且小于或等于1200m m的管道36小时管道直径大于1200mm的管道48小时此外,冬季、汛期等特殊时期系统自动进行相关巡检维护信息的提示(如 防冻保护、防汛保护等),提前进行相应的措施的制定。7315自动生
22、成日志能够记录外勤人员上报的事件以及事件处理的整个详细情况,自动生成工 作日志。7316工作评价可以对某个或者全体巡检人员进行任意时间段内的工作统计,可以明确了 解巡检人员上报的事件个数、任务按时完成率,了解到维修养护人员维修养护 管网路径的长短、累计下班和掉线时间等,为工作评价提供可靠准确的依据。7317统计分析以历史数据为基础,系统可自动生成巡检日报和各类图表(如年度故障趋 势图、故障类型分析图、高发管段柱状图等),实现对巡检情况、隐患种类和 处理情况的统计分析。7.1.2. 移动端移动端针对出外勤的巡检及维修设计的,功能模块主要有三维GIS服务、 巡检事件上报、巡检任务管理等组成,可以实
23、现对巡检任务的接收,查看地下 管线的路由和属性等信息,拍摄图片或者视频上报巡检事件、巡检路线规划 等。7.1.3. .巡检任务管理管理人员在巡检服务端向巡检员派发任务,要求巡检人员按照指定的路线 进行巡检。巡检人员手持移动设备,通过GPS实时记录自己所在的位置。手 持智能终端设备可连接后台服务器,进行巡检任务实时更新,下载最新的巡检 任务,并实时提醒。下载后的巡检任务将以列表及图形两种形式进行展现,辅 助巡检工作人员了解巡检任务详细信息。7322巡检事件上报外勤人员在巡检过程中发现故障隐患,可通过智能终端应用软件对巡检、 维修过程中发现的问题及结果进行记录,实时图文上报并跟进处理;上报信息 包
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