智慧水务关键技术研究及应用

智慧水务关键技术研究及应用

发表时间：2019-05-07T15:37:55.587Z 来源：《防护工程》2019年第1期作者：王丹

[导读] 全面感知，智能分析，科学决策，才能实现现代化的水务管理。信息技术高速发展，为智慧水务建设提供了强有力的技术支撑。哈尔滨供水集团有限责任公司平房净水厂黑龙江哈尔滨 150000

摘要：随着科学技术的发展，我国的智能水务系统有了很大进展。采用先进信息技术、智能水系统的总体结构设计城市供水服务的特点,构建智能水软件和硬件平台,并提出云计算等关键技术,云GIS和SOA,讨论各种关键技术的重要功能和实现方法在智能供水系统的建设,这一研究对城市智能水系的建设具有一定的参考价值和指导意义。

关键词：智慧水务；关键技术；云GIS；SOA

引言

智慧水务采用先进的信息技术，实现城市水务运行的科学管理，确保供水水质安全，是城市管理信息化水平的重要标志，更是保障民生的重要技术手段。水资源的日益稀缺与水环境保护压力的持续增大，以及阶梯水价等政策的推行，传统的管理方式远远不能满足需求，使得智慧水务的建设成为当务之急。智慧水务是一项大型的复杂的系统工程，涉及水务系统的各个环节，水务系统存在分布范围广、时空跨度大、水环境突发事件多等特征，信息化、智能化也具有一定的独特性。只有采用先进的信息技术，全面感知，智能分析，科学决策，才能实现现代化的水务管理。信息技术高速发展，为智慧水务建设提供了强有力的技术支撑。

1构建“智慧水务”平台系统的必要性研究

1.1水利现代化的必然选择

水利建设关乎国计民生，与广大人民群众的利益息息相关，人们越来越关注水利的建设以及发展前景，国家也高度重视水利建设，通过专业研究人员的有效措施旨在促进水利现代化，进而促进我国的产业优化升级。虽然在先进水利现代化思想的指导下，配合当今进技术，我国的水利建设已经取得一定的进步，防止了一些水患灾难的发生，为实现我国工业现代化打下坚实的基础。但是，在进行水利建设的过程中仍存在制约水利现代化的因素：首先，大量存在的技术数据壁垒导致智能应用不广泛；其次，体制问题，体制没有进行改革导致业务协同形式过于简单。智慧水务作为目前新的信息化发展模式克服了传统的水利信息化模式，促进水利建设在当代新形式的条件下依然达到发展要求，促进智能应用程度更高达到水利现代化。

1.2水务系统特征

智能水务在特征上是一种具备兼容性质的可以随着技术的发展而不断改进，它可以根据需要添加，删除和修改监控点和参数，整个系统具有统一的协调能力。水务信息监测具有很高的实时要求，可以及时响应异常的运行状况，并有必要地发布和分享信息，所有人都参与水资源管理和信息互动。

2智慧水务关键技术

2.1智能感知技术

①基于RFID的水务部件信息感知技术。水务设施分布分散，管道采用地埋方式，管理困难，采用无线射频识别RFID技术，实现包括供水、排水设施，净水、配水设备，污水处理设施等的标识管理，建立水务设施管理档案库，全面实现信息化管理。RFID标签具有防水、防磁、耐高温，受环境影响小等特点；RFID读写器具有穿透性，无源和操作免接触，读取速度快，并能同时处理多个电子标签，高效且准确等特点。在管线上嵌入RFID标签，标签内存储管线设备设施的属性信息，结合GIS系统进行供水管网位置、管径、材质等信息管理。将RFID标签或传感器本身的物理编号与地图上的位置对应起来，精确定位地下设施，方便监测与维护，可以快速查找并识读地下设施信息，同时，城市地下施工时能够明确供水管道位置，减少开挖事故率并降低成本，提高应急抢险施工效率，有效保护地下设施。②基于智能控制器的生产运行数据自动采集技术。实时采集供水区域管网压力监控点、关键流量点及水质监测点反馈回来的数据，及时掌握管网运行、流量和水质情况。水务现场环境差，多数管网监测点不具备市电和有线通讯条件。采用智能控制器，具备一定的存储容量、无线通讯功能及逻辑运算能力，通过4G无线通讯功能与水务数据中心交互数据，通讯中断或异常时，运行数据存储在智能控制器存储卡上，通讯恢复后再上传。系统报警或出现紧急事件时，智能控制器根据逻辑运算结果自动操作现场执行机构做出应急处理。

2.2云计算技术

智能水系统平台涉及广泛的业务，需要更加完整的数据内容，建立高效可靠的数据中心，实现水系统生产过程，运行管理，注重安全监控，水疗等数据以及地理储存，传输，交换和管理。云存储是一种基于互联网的服务，它具有海量存储，统一管理，资源共享，低成本，易扩展的特点。在综合利用自来水公用设备存储设备的基础上，根据数据属性选择相应的存储模式。实时采集的各种数据存储在FCSAN中，具有访问速度快，效率高的特点。采用相对低成本的IP存储模式，降低了水利企业的数据管理文件和视频监控成本。云服务由WebServices提供Web服务的空间数据访问和交换，信息查询和分析服务应用程序接口，实现分布式空间数据集成，跨平台为用户提供分布式协同信息。关于处理和按需服务。云GIS实现为各种用户浏览地理信息和建立业务操作系统提供了便捷的方式，使得地理信息服务可以无缝地融入现有的水利企业部门业务系统中。GIS平台的统一建设和维护以及地图数据的统一更新可以缩短项目开发周期，显着降低施工和运营维护成本。

2.3互联网技术

现在是互联网时代，互联网技术已经深入到各行各业，在构建智慧水务平台系统时将会大量应用到互联网技术。利用互联网技术建立水务行业的管理系统，也可以将系统开发成APP或者连接个人电脑客户端，要求系统操作简单并且高效实用，极大的方便公众及时自主了解水务情况，最大程度地实现资源共享。水务企业的成本管理、基础数据、过程监督通过互联网技术实现数字化，防止出现信息孤岛和业务隔阂的不良情况，实现各水务企业资源对接，促进更好地对城市进行服务。

2.4SOA技术

智能平台在实际运用上需要依靠实际的应用进行，而这个过程的实现在智能水务管理中其中比较关键技术是SOA技术，可以通过这个

面向服务，从而实现系统之间的联系，不同的水务可以通过这个技术完成信息的交换与集成，打包组件，并通过服务交互或组合实现系统。

2.5信息安全技术

在满足实际应用的前提下，充分考虑水务系统数据的安全性。系统采用用户分级管理、网络防入侵等措施，确保系统的安全运行。重要数据采取容灾备份，能够保证内部信息不被外部窃取破坏，确保数据的完整性。充分利用网络级、数据库级、文档区域段级等安全保密机制，实现数据加密，保障信息的安全性；通过虚拟机备份和在线迁移技术保证系统安全可靠运行。咸阳智慧水务作为智慧城市的重要组成部分，通过智慧城市数据中心云存储实现水务数据异地容灾，水务数据长期安全存储。

结语

综上所述，通过对水系统特性的分析，探讨了智能水利工程的关键技术。系统运行稳定可靠，达到智能水处理的目的，取得了良好的效果。智能水的关键技术在城市水利建设中具有普遍性。本研究的成功应用可以为其他城市智能水系统的设计和实施积累经验，具有一定的参考价值。

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