智慧供水工业互联平台方案(20201220111410)

智慧供水工业互联平台方案

1 验证示范平台名称

智慧供水工业互联平台

2 验证示范平台目标和概述

应用工业互联网的概念、模型和技术，集成城市供水设备、信息系统和业务流程，以可靠和高效的方式向居民提供安全优质的饮用水。

验证示范平台可以增加供水水质的安全性利用全系统的水质监测，用于物理和分析模型分析采集的数据，监测水质问题，识别水质

的变化，以提成表提高整体的供水安全。

增加供水设备的可靠性利用先进的供水设备的维护能力，及时的监测、故障探测及自动诊断，预测性维护技术，

提高供水设备的可靠性。

提高供水的效率减少设备的消耗，探测漏损，优化系统的同步运行效率，提高供水的效率。建立可复制的流程方法和解决方案：

(1) 基于流式大数据分析建模；

(2)通过现代化的模型提高系统的安全性和运营效率

3预期成果

[通过下面几个领域说明实施验证示范平台的预期成果

]

5.1 商业价值

本验证示范平台探寻通过新的技术和工具推动商业模式的转变，这会给供水行业带来新水 平的效率提升。在服务平台，供水运营公司不需要自己投资建设自己的

IT/OT 基础设施，相反,

他们会利用低成本的云服务平台，该平台是由最好的技术和工具推动，由规模经济和专业知识 驱动。

在新的经济模式下，设备供应商与负责设备部署和运营的公司(包括大多数的水务公司) 的关系从买买设备的关系转为服务提供者 /服务用户的关系，最终成为结果的提供者

/结果的消

费者。即，

新的商业模式是从目前设备供应商、系统运营商及消费者分离的城市供水模式，转变为统 一的服务供应商。它将促进业务模式的转型从卖产品的设备供应商，卖服务，并最终出售的结 果-安全和优质水，满足消费者在随时随地的需求。

5.2经济效益

很明显，本验证示范平台的目的在于有效地提升整体供水质量，摆阔安全性、可靠性、服 务和效率。下面能源管理和水质监测试用案例展示了潜在的经济效益。

水泵的能耗管理

能耗和降低成本在于寻找降低水泵的能耗。以下是在平均节能 5%的情况下的潜在节能估

算。

能耗等于100万城市供水需要消耗的能能等于 5个装机容量为500MW 的核电电站

3000套泵运行，每套耗能 lotial

C.onsur'nptjcKi

20KW 。100个城市，这么多泵的总

假设100万人口的城市需要

L r t 临鼻 L'c.-. sur-ipkzn;

± k 活卜/1"/ dfi 4!1

piiwi J iz 汕单id QQfik pop

根据可取的5%的能耗计算，节省的能耗足以给300，000 人口的城市供电，或每年节省电费1626M (US$94M)。

水质监测管网中无法监测水质不是由于技术的原因，而是在于不是整个管网传感器的成本和费用。本测试平台测试通过分析减少部署传感器成本的可行性。

基于工业互联网的供水系统能力可以当做服务提供给城市或全国的相关利益者，通过该系统可以得到提高水质安全性、可靠性及效率，以低成本向更广泛的人群提供供水。带有五项水质监测指标的设备成本降低20%

高安全性：应用全系统的水质监测，物理和分析模型，确定退化的水源并改善整体供水安全，低成本解决供水水质的安全问题；水质分析覆盖主城区，水箱循环率80%，可远程控制

水箱进水，控制准确率100%

提高供水可靠性：整合城市供水资产，信息系统和业务流程以高度可靠和有效的方式提供安全、优质的水给居民；水质监测设备投入减少60%以上

高效率：降低供水能耗，检测漏损，提升供水输送效率和资产的运营效率；供水能耗小于：千吨水每兆帕900kWh 。

5.3 社会价值这个验证示范平台的社会价值将是巨大的，它增强了应用水的安全和提高了供水设施的稳定性，通过允许公众访问水质税局提高了水质的透明性，建立对供水运行的信心。总而言之，它将有助于提高居民的生活质量

除此之外，它将减少能耗，有助于环境的改善。将减少漏损，避免水质污染和对自然生态系统的破坏。

4 验证示范平台技术可行性

6.1 物理平台

需要验证的物理平台包括:

(1)原来的物理平台，包括加压泵及内置的传感器和执行器，水箱(带有内置的液位传感器)、水质分析仪和各种阀门。

(2) 控制系统系统的功能，

(3) IOT 网关

6.2 软件平台

需要验证的软件平台包括：

边缘网关软件栈（集），包括从操作系统到中间件、应用平台、通信和连通栈、安全模块、工业控制系统集成模块和可管理模块。

云服务软件栈（集），从常规的云虚拟平台、容器技术、传统的和大规模的数据库及大数据平台、应用

平台、分析平台及工具集、安全模块和方案、用户管理模块和方案、业务应用和方案等。

6.3 分布式配置接口

为了更好的解决分布式环境下多台服务实例的配置统一管理问题，验证示范平台采用分布式配置管理解决方案。实现同构系统的配置发布统一化，提供了配置服务server,该服务可以

对配置进行持久化管理并对外提供restful 接口，实现对配置更改的实时推送，并且，提供了稳定有效的容灾方案，以及用户体验良好的编程模型和WEB 用户管理界面。

6.4 软件开发和环境模拟

验证示范平台将利用现有的一些物理管网实验室和水利模型模拟工具建立验证示范平台需要的物理模型。

5 和AII 技术及验证示范平台的关系

7.1 AII 总体架构

验证示范平台的整体架构设计将在工业互联网产业联盟的指导下进行。测试平台将在过程框架的过程中提供反馈，以报告的形式分享经验。