近些年,由于极端气象事件增多,城建区域不断扩张,不透水面积增加,排水系统建设不完善等原因,导致了一系列“城市看海”的内涝灾害问题,进而引发交通瘫痪、负面舆情,甚至还会造成人员伤亡,这都凸显了城市暴雨内涝应对的紧迫性和重要性。因此,从根本上了解造成城市内涝灾害的原因,分析内涝防治中存在的问题,并采取针对性的改进措施,是各城市提升暴雨内涝灾害应急防御能力的关键。
传统的排水系统往往不能和污水处理设施实现一体化联动控制,即厂网一体化,并主要以基于流量的控制方法为主,缺少对水质的建模和优化,导致城市内涝在许多发展中国家成为雨季的常态事件,同时也导致水体污染得不到有效控制。现在的智慧排水系统在城市雨水、污水输送,控制水体污染和内涝溢流方面发挥着重要作用。智慧排水围绕信息采集自动化、传输网络化、管理智慧化、决策科学化的目标,主要完成以下几方面内容:
1、在建立数据中心的基础上,所有生产数据、业务信息无缝整合并实现全面可视化。例如:在排水综合管理平台上可同时查阅地理信息数据、视频安防数据和生产运行管理数据,同时,还可以查阅设备运行情况、故障情况,与该设备关联的所有业务数据,包括台账数据、维修养护数据,工单数据等。
2、实时动态掌握全市排水管网、泵站、污水处理厂的运行情况,迅速有效地发挥调度中心的指挥作用,排水泵站正在实施“无人值守”改造,在实现数据远程监测的同时还能实现远程控制,为保障城市道路通畅,排水管网正常运行等方面提供了强有力的辅助决策作用。
3、围绕排水行业的不同业务领域,运用建模仿真技术,建立相关的数学模型,并通过模拟来获得相应的决策调度方案,从而具备决策支持能力,实现防汛调度、汛情或排放预警、工艺优化等目的,完成从数字排水向智慧排水的关键转型。
4、结合最新的“移动和互联网+”的理念,可以实现整个智慧排水管控“尽在掌握”,可以将整个调度中心和日常业务管理的各种应用通过手机移动端实现。
智慧排水管理系统作为城市市政设施的重要组成部分,肩负着城市雨水、污水排放的重要功能,各级市政已从城市发展的战略高度来认识地下智慧排水管理系统在城市规划和建设管理中的作用与地位。各地市政管理部门充分利用地下管线普查成果,积极探索创新地下智慧排水管理系统的管理方式。在市政和企业的运作下,排水管网管理信息系统的功能日益强大且日臻完善,充分体现了其在维护城市“生命线”正常运行上的优势。
潜润科技智慧排水信息平台系统基于互联网、物联网、云计算、大数据技术,建设设施完整、拓扑清晰、位置准确的排水设施“一张图”,实现市、区、街镇三级排水设施精细管理、动态更新、实时监测和智能控制,实现污水流向和雨水流向全过程可视化查询、追溯与分析,为处置污水溢流、暴雨内涝等应急事件提供有效支撑,为排水空间规划、设计、排水设施改造与接驳提供决策支持。
1、排水综合管理平台
排水综合管理平台是一套排水设施信息展示与管理平台,采用成熟的BS系统架构,以监测点的信息展示为重心,集成视频监控、GIS系统、GPS公车管理等信息进行集中展示,逐步实现全市排水管网、泵站、污水处理厂等排水设施资源统一管理、统一监测,系统支持Oracle、SQL等主流数据库应用。平台首页以门户形式展示平台logo、用户登录信息、报警信息、发布信息、常用链接等相关内容,平台支持温州排水公司原有GIS系统接入,实现单点登录功能。
该子系统可以实现排水管网、泵站、污水处理厂等监测信息的实时状态、历史状态和报警状态的形象化展示和简单分析。所有监测信息需基于GIS地图服务上展示,并满足虚拟全国地图的方式和三维地图服务的扩展开发应用。系统支持的测点数量没有限制,允许根据工程的规模任意扩展,数据监测点与设备档案信息库之间应建立链接关系。
该系统包含了管网管理(GIS)、水位监测(数字排水的数据整合)、井盖监测、气体监测、管网及河道流量监测、闸门监测、水质监测、管道沉降监测、淤积监测等子系统的数据整合。同时,涵盖了业务管理子系统的所有内容,包括:污水厂及泵站的设施/设备的台账管理、维修养护管理、巡查管理、工程及安全台账管理、防汛监测和管理、案卷管理(社会应急联动等)、报表管理、模型模拟及管网决策等十多个业务子系统,真正实现了一个集成平台上的综合无缝管理。
2、排水生产监控平台
排水生产监控平台主要满足“监”和“控”的功能,对于实时性要求较高,同时要配合无人值守泵站的改造,全面实现厂站的监控,主要完成了28座泵站数据,实现泵站供电系统电量参数、液位(进水池、格栅池、泵池)、出水流量、气体、工艺运行设备(开停状态、轴温、电量参数、保护装置、故障信息、台时)、温湿度等数据进行实时监控。同时,根据调度需求,监控中心人员可实现对水泵、格栅机、进出水闸门、除臭设备、空压机等工艺设备的远程控制,实现对关键性设备的历史数据查询、统计、趋势图分析、打印、导出等常规功能。
3、移动终端应用
移动终端的应用提高了管理人员的日常巡检及监控管理能力,公司领导、管理人员在移动终端上可以随时、随地查询系统信息,对于公司日常业务开展及突发性、应急性事件的处理具有重要意义。其中包括:
1)管网数据查询。随着手持移动端用户的移动,系统自动定位并搜索附近的排水管网于地图上显示,方便管理人员查看。
2)生产监测。将排水管网、泵站、污水处理厂等排水设施的主要监测数据传输至移动端进行查询。
3)设备二维码扫描。系统支持现场设备条形码扫描,自动弹出对应设备的档案信息,针对权限许可用户可提供转存、编辑、上报等功能。
4)巡检轨迹。系统自动记录巡检人员的 GPS 轨迹信息, 并发送到服务器端。管理人员可以随时查看巡检人员的实时位置及历史巡检轨迹。
5)巡检报告。手持移动端用户可浏览上报的各类报告,也可将现场照片、问题反馈、巡检记录、语音留言等信息上传。
6)数据报警。将各类报警信息推送到移动终端,方便手持移动端用户及时掌握各种风险。
智慧排水管理系统综合运用GIS、在线监测、物联网、自动化控制、数学模型等先进技术手段,充分考虑行业技术发展与排水管网规划管理智慧化需求,以提高排水系统整体规划管理水平和设施运行绩效为核心,建立可维护、可运行、可扩展的智慧排水系统。具体建设目标如下所示:
1、摸清排水管网现状,建立数据动态更新机制,形成排水一张图,为规划设计、工程改造、运行管理提供可靠依据,使得规划设计和工程建设的效果有保障、可考核。
2、建立排水管网动态监测与预警机制,通过监测网络及分析系统,对雨污混流、水质异常、排水户偷排、入流入渗、污水厂进水浓度低、管网带压运行等提供数据依据,大幅提高排水管网的安全运行水平。
3、建立基于监测与模拟的综合管理模式,实现按效分析的新型规划设计流程,通过模型辅助排水系统的问题诊断、方案制定、工程决策等,系统级优化巨额建设资金的投入,改善管网运营效果,节约排水管网建设运营资金投入。
4、基于信息化技术建立现代化的运营管理体制,保障运营管理的质量,并全过程电子化记录运营信息,为业务管理的大数据分析与诊断提供基础。
5、建立厂网一体化的智能控制模式,实现系统级整体在线优化调度,大幅提高排水系统整体运行的可靠性及有效性,充分挖掘管网及污水厂潜能,最大限度发挥设施已有能力,减少不必要或低效的建设资金投入。