工业互联网支撑下的智慧水务平台

工业互联网支撑下的智慧水务平台

——智慧水务引领智慧城市新动向

目录

一、项目概况 (3)

1.项目背景 (3)

2.项目简介 (3)

3.项目目标 (3)

二、项目实施概况 (4)

1.项目总体架构和主要内容 (4)

（1）总体方案 (4)

（2）主要内容 (5)

2.网络与平台架构 (5)

（1）网络架构 (5)

（2）平台架构 (7)

3.可靠性 (9)

（1）工业无线传感网技术 (9)

（2）异构网络通讯技术 (9)

（3）流程工业数据建模技术 (9)

三、下一步实施计划 (10)

四、项目创新点和实施效果 (10)

1.项目先进性及创新点 (10)

（1）技术亮点 (10)

微服务与APP 技术 (10)

工业数据交换平台 (10)

（2）推广复制性 (11)

2.实施效果 (11)

一、项目概况

本项目重点解决水务系统存在的信息孤岛、管理离散等问题，采用多源异构

网络通信技术、统一架构数据规范、GIS 技术、大数据分析等技术构建具备自学习、自决策能力的智慧水务系统。该系统可实现对传统水务全领域的智慧化管理，切实提高水务建设和管理水平，加快水务改革发展，使水资源更好地为人类生活、经济发展、社会进步提供强有力的支撑保障。

1.项目背景

工业互联网技术与物联网技术的发展，对制水供水设施的全面感知与智慧化监控管理提供了技术支持。加快现有设施智慧化改造，建设全覆盖、安全高的智慧感知与传输网络，并在此基础上构建基于云计算环境、具备超大规模数据分析处理能力的信息技术应用平台，为智慧水务建设创造了良好的基础。

本项目目的是为水务部门提供一种智慧化解决方案与智慧服务平台，提高水务系统建设的智慧化水平；最终形成可复制、可推广的平台技术解决方案，有利于促进智慧城市的建设、最终实现智慧社会的构建。

2.项目简介

以水务企业及政府相关管理部门为服务对象，以水源、水厂、管网等为检测

管理对象，通过使用工业大数据、工业互联网、云计算、信息物理系统等技术，建立智慧水务平台，通过对海量水务数据的采集、传输、存储，再对数据信息进行及时分析与处理，以可视化的方式提供辅助决策建议，帮助水务企业及政府相关管理部门以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、运营和服务流程，达到生产管理数字化、网络化、智能化，使得调度更科学、流程更合理、系统更节能。

本项目在西安市水务集团进行实施，建设一套西安市智慧水务平台。通过该平台的建设，推进工业互联网技术在水务行业中的应用，提升西安市水务系统智慧化能力水平。

3.项目目标

（1）建设智慧水务平台，实现平台接入智能化仪器仪表设备 1 万台，实现西安市全市范围内水务集团和企业设备的数字化改造与信息入网。

（2）建设调度中心，完成供水调度、远程水表控制、管网参数、水厂调度、水质在线监控、二次供水设备、管网巡检、漏失率控制等的动态监控。

（3）实现水质、水压、能耗等管网参数的城域化汇集管理功能，为管理人员提出直观的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理水务

系统的整个生产和服务流程。

二、项目实施概况

项目主要以水务数据互联互通、协同调度、数据入云等为主要建设内容，重点是实现水务集团数据集中管理及其水务数据智能化管理。

1.项目总体架构和主要内容

（1）总体方案

总体架构如图 1 所示。

图 1 系统总体架构图

数采层：是工业互联网技术构架的基础，也是实时生产数据的来源。主要以西安水务集团下属生产企业的工业自动化仪表与控制系统为基础，使用各类智能控制系统、智能测量仪表、监测设备以及网络、服务器等对厂站级设备进行数采。网络层：利用无线网与有线网融合，建立网络层体系，将基础层的数据汇总，搭建数据仓库、功能仓库、工作流管理平台，提供应用搭建和业务协同机制，实现数据与功能共享。

云支撑基础层：实现底层数据入云，在云平台上实现数据的存储、虚拟化、提供数据服务器等，并在云服务层实现数据的云计算处理等功能，为智慧水务平台的建设提供云化数据资源，提高平台的云端部署能力。

应用层：提供各类异常预警、运行工艺模拟、优化调度分析、综合运营决策等，以及指导公司综合运营决策的工艺分析、设备分析、成本分析、风险分析等智能业务应用。

（2）主要内容

以水务企业及政府相关管理部门为服务对象，以水源、水厂、管网等为管理对象，通过使用工业大数据、异构网络、工业无线网络等工业互联网技术，建立智慧水务平台，并采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供排水设施，将海量水务信息进行及时分析与处理，做出相应的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程，实现水资源合理调度、水源地灾害预警、管网应急抢险指挥、节能降耗、水质安全预警等多种功能，完善水资源管理、调度、预警能力，提高水资源利用率。

2.网络与平台架构

（1）网络架构

结合水务现场设备复杂性、接入网络系统异构性等特点，采用工业互联技术构建水务互联总架构，如图2 所示。

结合工业互联网中现场数据采集总线技术、工业以太网、4G 和3G 等无线通信技术以及异构网络与传感组网技术等实现水务现场设备、水质信息、水资源信息等的统一采集与网络传输功能；针对水厂、污水处理厂等构建统一的现场数据采集监控系统（SCADA 系统），并通过工业通信协议结合工业以太网络通信技术实现厂级数据信息传输到云网通中间件之中，云网通将数据进行汇总归类，并进一步传输的云支撑基础服务平台中，通过云平台处理、数据虚拟化储存等，实现数据直达智慧水务应用服务平台中。

智慧水务平台主要实现水务数据的信息融合、挖掘学习，完善水务数据信息的专家知识库系统，构建智慧水务的专家诊断系统，并提供水务水资源的协同调度管理、设备预测性运行维护等功能服务。