智慧污水管理综合应用平台的构想和实现
摘要:人类活动对水资源、水环境和水生态方面的造成的影响也日益加重,有些地区的形势已经日趋严峻。如何有效利用宝贵的水资源、保护日益损坏的水环境、维护不断被破坏的水生态,已经成为城市发展必须面对的重要课题。近年来,在发达地区的部分城镇,污水处理的应用管理已经从原来的经验型逐渐走向数字化和信息化。在污水管理实现数字化和信息化的基础上,如何更深一层进而实现精细化、智慧化,已经成为行业的焦点。该文结合具体的智慧污水管理平台的实现案例,旨在探讨智慧污水管理建设的思路、原则和方法。
关键词:智慧污水感知GIS
1背景与现状
随着经济发展,和生产、生活的规模不断扩大,人类活动对水资源、水环境和水生态方面的造成的影响也日益加重,有些地区的形势已经日趋严峻。如何有效利用宝贵的水资源、保护日益损坏的水环境、维护不断被破坏的水生态,已经成为城市发展必须面对的重要课题。国务院于2015年4月颁布的《水十条》亦明确提出,“水环境保护事关人民群众切身利益,事关全面建成小康社会,事关实现中华民族伟大复兴中国梦。当前,我国一些地区水环境质量差、水生态受损重、环境隐患多等问题十分突出,影响和损害群众健康,不利于经济社会持续发展”。《水十条》要求:“加快城镇污水处理设施建设与改造;全面加强配套管网建设;推进污泥处理处置”。但是随着各个系统的逐步推行、建成和应用,新的问题也随之而来。首先是各个系统之间彼此孤立、“老死不相往来”,形成企业内部“信息孤岛林立”的现象,导致不同系统之间信息无法充分共享、不同信息无法相互作用、互相参考、形成合力;其次,随着系统的应用推行,各个系统内日积月累,积累了大量的设施状态数据和运行数据。这些数据并没有有效的手段被充分利用,挖掘出有价值的信息,能为未来提供有效的、有意义的参考。(见图1)
2挑战与契机
毫无疑问,已经迎来了行业变革、革新的契机。首先,从政策层面,正如之前所述,不论是《水十条》还是“十二五”规划,都可以看出,国家、政府、乃至整个行业,都已经史无前例地对水资源、水环境和水生态给予了高度的关注、提出了明确的要求、建立了清晰的目标。其次,从技术层面,我们恰逢信息时代、新的概念、技术层出不穷、日新月异。“物联网、空间信息处理、大数据、云计算”这些新的科技和技术都已经在一些领域和行业带来了突破和变革。
3概念与思路
3.1概念
建设思路是基于地理信息系统(GIS)、物联网和云计算技术,打造城市污水处理综合运营管理平台,为污水运营企业安全管理、生产运行、水质化验、设备管理、日常办公等关键业务提供统一业务信息管理平台,对企业实时生产数据、视频监控数据、工艺设计、日常管理等相关数据进行集中管理、统计分析、数据挖掘,为不同层面的生产运行管理者提供即时、丰富的生产运行信息,为辅助分析决策奠定良好的基础,为企业规范管理、节能降耗、减员增效和精细化管理提供强大的技术支持,从而形成完善的城市污水处理信息化综合管理解决方案。
污水处理综合运营管理平台,依托云计算技术构建、利用互联网将各种广域异构计算资源整合,以形成一个抽象的、虚拟的和可动态扩展的计算资源池,再通过互联网向用户按需提供计算能力、存储能力、软件平台和应用软件等服务。系统可以对污水处理企业的进、产、排三个主要环节进行监控,将下属提升泵站和污水处理厂的水量、水位、水质、电耗、药耗、设备状态等信息通过云计算平台进行收集、整合、分析和处理,建立各个环节的相互规约模型,分析生产环节水、电、药的消耗与处理水排水、生产、排放之间的隐含关系找出污水处理厂的优化生产过程管理方案,实现对污水处理企业生产过程的实时控制与精细化管理,达到规范管理、节能降耗、减员增效的目的。
3.2设计思路
(1)统筹规划,持续建设。污水厂智慧管理平台是一个技术复杂、综合性的平台,其建设不可能一蹴而就。平台建设要在统一规划下,兼顾当前急需与未来扩展,设计上要有很强的开放性和扩展性,有步骤的持续性建设。(2)充分利用现有资源。(3)污水厂智慧管理平台建设是以各污水厂自控系统及相关数据为基础,并对原有数据进行归纳、整理、分析后实现各个业务系统、应用系统及监控系统的完善。(4)以先进技术为支撑,以业务需求为导向,以实用为目标。以技术为支撑,保证系统建设在未来一段时间的先进性;以需求为导向,保证系统设计的科学性、合理性;以实用为目标,确保系统在体现特色的同时不能偏离实用性的主题。(5)充分借鉴,集成创新。平台建设充分借鉴以往污水厂监管的建设经验,取其精华去其糟粕,采用先进成熟的技术标准和方法,并根据本地实际因地制宜,形成一个技术先进、具有本地特色的智慧管理平台。
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