智慧水務新構想摘要 随着IBM“智慧地球”的提出和物聯網應用模式的日(rì)趨完善,“智慧水務”的新構想應運而生(shēng)。本文闡述了“智慧水務”發展建設的必要性,提出了一種新構想,即“感”“控”“享”三個方面,并對其進行了詳細介紹。同時,文中爲未來(lái)智慧水務建設提供了一定的參考,并利用雲計(jì)算、大(dà)數據服務,爲“智慧水務”的實現提供了可(kě)能,使水務系統更智能化。 圖片來(lái)自(zì)網絡 多年(nián)來(lái),中國(guó)水資源質量不斷下降,水環境持續惡化,已經嚴重威脅到了社會的可(kě)持續發展,也威脅到了人(rén)類的生(shēng)存。 2014年(nián)4月17日(rì),國(guó)家發改委召開了全國(guó)“十三五”計(jì)劃,其中,張高麗強調必須要堅持綠色循環低碳發展,紮實推進生(shēng)态環境保護,打好大(dà)氣、水、土(tǔ)壤污染防治“三大(dà)戰役”,建設天藍地綠水清的美麗中國(guó)。水污染可(kě)分(fēn)爲兩個大(dà)類,即自(zì)然污染和人(rén)爲污染。 目前人(rén)爲污染對水體(tǐ)危害較大(dà),它包括工(gōng)業污染,農業污染和生(shēng)活污染。“智慧水務”新構想是基于IBM之前提出的“智慧地球”方案,所謂“智慧水務”是指通過數據采集、傳輸等傳感設備實時感知城(chéng)市供排水系統的運行狀态,并采用可(kě)視化方式有機(jī)整合水務管理(lǐ)部門(mén)與供排水設施,形成“水務物聯網”。 同時利用IT和大(dà)數據服務系統幫助水務系統做好各類污水處理(lǐ),實現最佳管理(lǐ)狀态,提升運營效益,通過系統的監測、信息采集分(fēn)析,使水務系統運行更加可(kě)靠安全,更加“智慧”。 本文将從(cóng)“感”“控”“享”三個方面詳細介紹“智慧水務”的新構想。 “感” “感”即感知層。水務系統需要采集各類事(shì)實數據,例如(rú)雨(yǔ)量站(zhàn)、水文站(zhàn)、需要主要供水主幹管的pH值、壓力、濁度及總氯,污水處理(lǐ)系統需要水質數據COD、氨氮、HP、總磷等。系統通過信息識别、信息感知、位置定位、通信技術(shù)進行處理(lǐ)。 2 “控” 這裡(lǐ) “控”指的是智能控制系統,即實現水務系統的實時狀态監控的全自(zì)動化。本文以某企業的污水處理(lǐ)廠(chǎng)爲例進行分(fēn)析。污水處理(lǐ)廠(chǎng)可(kě)采集的數據主要包括出口COD、氨氮、HP、總磷、流量等,但(dàn)不同污水處理(lǐ)廠(chǎng)使用的PLC/DCS品牌型号不一,通信方式也不同,再加上水質分(fēn)析儀表的品牌及接口類型不同,使數據采集的技術(shù)難度較大(dà)。 “智慧水務”整合了水力模型、供水管網地理(lǐ)信息系統(GIS)、管網壓力實時監控系統(SCADA),可(kě)針對西門(mén)子、AB、施耐德、三菱等系列PLC和愛默生(shēng)、新華、霍尼韋爾等實現DCS數據采集通信,以及與RS 485、MODBUS等總線接口通信并通過Internet、GPRS等進行遠(yuǎn)程通信。
3 “享” “十三五”計(jì)劃要求堅持公平包容、共建共享,這裡(lǐ)提到的“享”即共享數據資源。 數據數量大(dà)且分(fēn)散性強,數據之間是不完全獨立的,但(dàn)卻對公司、用戶和社會經濟有巨大(dà)價值。從(cóng)環保角度來(lái)講,雖然可(kě)查詢的公益環保數據越來(lái)越多,包括全國(guó)氣象、水文、工(gōng)廠(chǎng)分(fēn)布及污染排放(fàng)達标情況等數據,但(dàn)這些數據太分(fēn)散、太專業、缺少分(fēn)析、沒有可(kě)視化,普通人(rén)難以理(lǐ)解。 若要使大(dà)衆看(kàn)懂(dǒng)并保持關注,真正地惠及民(mín)生(shēng),則要利用目前蓬勃發展的雲計(jì)算、物聯網和大(dà)數據技術(shù),它将成爲社會監督環保的重要手段。 大(dà)數據是指對大(dà)量的、種類各異的、來(lái)源複雜的數據進行發現、存儲、計(jì)算、分(fēn)析和處理(lǐ)。所以,大(dà)數據包括兩部分(fēn),首先,它涉及的數據量大(dà);其次,還(hái)包含了對數據的處理(lǐ)方法和分(fēn)析的理(lǐ)論和技術(shù)。
數據共享及交換平台。該水務物聯網系統和數據分(fēn)析處理(lǐ)系統在飲水安全監測、水文監測及預警、地下水監測、污水處理(lǐ)排放(fàng)、防汛抗旱、山(shān)洪災害監測及預警、水資源信息等多方面實現了平台整合,依賴雲計(jì)算将對采集到的海量數據進行整合、管理(lǐ)、存儲,提高水務生(shēng)産質量,改善運營管理(lǐ)模式。 同時對整個物聯網提供計(jì)算服務,目的是實現預測、決策,利用傳感網絡的反向控制來(lái)控制物聯網中事(shì)物的發展進程和運動過程,對全局狀态有更準确的把握,以更加合理(lǐ)、精細和動态的方式管理(lǐ)水務系統的生(shēng)産、服務管理(lǐ)流程,從(cóng)而達到“智慧水務”的目标。 例如(rú),通過網絡平台建成視頻監視點,并通過共享部門(mén)視頻資源,對中型水庫、重點海堤、特區内主要河道和某些易澇易浸點進行實時監控。 建立新服務模式,提升用戶體(tǐ)驗。通過“智慧水務”綜合平台惠及民(mín)生(shēng),除了通過銀行劃賬和親臨營業廳繳費之外,用戶還(hái)可(kě)自(zì)由選擇支付寶、翼支付、京東錢包客戶終端等多種方便快(kuài)捷的繳費方式。同時引入微信平台,水費繳納、停水通知、水質公告、水價信息、水費查詢、投訴建議(yì)等都(dōu)可(kě)通過各個官方微信發布。 開發大(dà)數據應用軟件(jiàn)。香港《南(nán)華早報》根據中國(guó)環境保護部發布的官方數據,繪制了2014年(nián)中國(guó)空氣污染地圖,它包含161個城(chéng)市幾近完整的空氣質量指數(AQI)水平和主要污染物。 水務系統中也可(kě)以利用相(xiàng)同的方法開發軟件(jiàn),如(rú)水質污染圖、污水排放(fàng)處理(lǐ)圖等。這些軟件(jiàn)要實現完全 “可(kě)視化”,以方便群衆查看(kàn)并可(kě)實時分(fēn)享到社交媒體(tǐ)平台。 要加大(dà)大(dà)數據價值挖掘的廣度和深度,将不同部門(mén)不同類型的大(dà)數據關聯起來(lái),如(rú)環保、衛生(shēng)、經濟、交通、氣象數據等。這才是“智慧水務”的特點,也是最困難最複雜的部分(fēn)。 結 語 現如(rú)今,城(chéng)市發展受到有限能源、資源減少、人(rén)口劇(jù)增等條件(jiàn)的限制,而發展又離(lí)不開水資源,“智慧水務”的核心是改善水質量、水工(gōng)業以及分(fēn)配水資源,它以一種更智慧的方法利用新一代信息技術(shù),即物聯網、大(dà)數據、雲計(jì)算等來(lái)優化水務系統,改良水處理(lǐ)工(gōng)藝過程,改善與人(rén)們的交互方式。 “智慧水務”将以準确的感知、先進的智能化和廣泛靈活的交互方式促進生(shēng)态系統的互動發展,并通過使用先進信息技術(shù)改善商業運作(zuò)和公共服務,構建“智慧水務”運行模型将有助于推動智慧地球的實現。 |