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随着人民生活水平的提高和城市发展以及建设速度的快速提升,新增建设项目大都属于高层建筑,近几年更是呈现爆发式增长趋势。而与之配套的二次供水则长期处于一种极不规范的自主设计、建设、使用、管理的状态。建设与管理之间存在的矛盾以及衍生出的产权不清、收费混乱、管理不善、二次污染等一系列问题,引起了政府、供水行业和社会各界的广泛关注。为切实解决目前中高层住宅二次供水中存在的突出问题,确保人民群众的饮水健康,急需对二次供水的管理进行规范和完善。

为降低管理费用,提高专业化管理水平和管理工程效率,节约社会资源,二次供水系统采用自动化控制设备,实现泵房无人值守。为实现二次供水泵房满足无人值守要求,必须建设一套集监控、管理、分析于一体的二次供水智能管理平台,实现水泵机组等设备的正常运行及故障切换、增减、调试、设定运行参数、报警等功能。

二次供水智能管理平台针对二次供水服务提升集中管理、便捷管理、安全管理、高效管理等需求,提供远程安全通信、实时数据采集、泵房设备信息全面管理、实时监测数据多维跨平台呈现、大数据挖掘分析等功能,利用远程监控、互联网、移动终端应用、地理信息系统、大数据分析与信息集成等技术构建二次供水智能管理平台,实现对泵房的全面监控和无人值守,达到科学调度、提高供水突发事件的应变能力的目的,从而降低管理成本,提升服务质量。

一、    需求分析

为了给居民提供稳定、高质量的供水服务,同时降低成本,提升管理效率,二次供水智能管理平台将水泵房设备、视频监控、门禁等设备远程统一接入智能管理平台,一站式实现远程控制,实时数据采集监测、运维服务、数据分析等功能。为二次供水的管理、决策、成本以及服务等各方面提供支撑。

1、精细化管理的需求

将泵房中的水泵设备、门禁系统、监控视频系统等通过通过宽带、光纤网络、WIFI、移动3G4G网络等多种组网方式在一个平台上集中管理,管理者可以通过电脑、手机、监控大屏等随时查看各个泵房设备的运行情况,远程进行监控和设备控制,以及远程进行门禁开关等控制,远程进行视频的监控、录制,并可根据需要与门禁等设备联动,记录进出水泵房的人员影像。并根据需要随时调配人员对泵房进行巡查和维护,巡查和维护的具体操作通过平台预设流程细化、标准化,大大提升了管理的效率和精细化程度,做到了点和面的统一。

2、管理者决策的数据支撑需求

水泵房设备的数据采集监测的目的是为管理服务。以管理需求为导向,通过对水泵出水口压力、设备负载、水质PH值、浊度、用电量、故障次数、运行时间等关键参量的采集、记录,形成供水效率、供水质量、供水稳定性、运行能耗等分析数据图表,提供水泵房设备优化、管理流程优化的参考建议,为管理者的决策提供数据支撑。

3、降低运行维护的成本需求

通过预先设定的条件辅助完成泵房的管理工作。比如根据用户的用水量和用水习惯,智能设定水泵的启停时间,节约了运行的成本。另外通过远程操控和智能化的设置可替代部分简单重复的操作,降低了维护的成本。通过运维服务流程的配置,可对运维服务过程进行跟踪,实时对运维服务进行管理,提高运维服务效率,降低运维服务成本。

4、提升供水服务水平需求

供水服务的好坏最终是由居民、用户来打分的。供水稳定、维修快捷、服务零投诉是二次供水改革发展和服务水平提升的方向。通过将各泵房的运行状况以直观的方式呈现在终端上,辅以运行预警和故障提示。管理者可指派维修人员对运行不稳定的设备进行检查和预防性维修,降低了故障的发生率。即使发生故障,也可以迅速就近调派人员对设备进行维修,维修的过程通过预设的流程固化,提升了服务的水平,减少了服务投诉。

二、    方案组成

1.   系统架构


系统架构图

通过远程通信采集终端对水泵房的控制系统、门禁系统、传感设备、视频系统等进行数据采集和通信,远程通信采用点对点的传输方式确保数据的安全性,将设备的实时数据采集到智能服务平台。通过对泵房设备数据、水质数据和视屏门禁数据的汇聚分析管理,为设备更换、效能优化、服务提升等决策提供数据支撑。手机APP、微信端、web应用、大屏监控等应用接入为管理者提供多样化的接入界面,为便捷管理、高效管理提供条件。

2.   系统功能

二次供水智能管理平台是为服务于二次供水设备高效运行管理、安全便捷的远程服务、便捷管理高效管理支撑的智能物联网平台。平台实现设备信息集中高效管理、人性化的远程服务管理、安全便捷的数据采集服务、多维度全方面数据分析、高效便捷管理支撑等功能。主要功能有:

1)  泵房设备管理:

通过GIS地理信息系统,在地图上标识出水泵房的分布情况,可实时查看设备的运行通信状态,同一平台实现水泵房设备的信息集中管理、设备运行管理、设备维护管理等功能。

2)  远程服务:

通过远程管理设备搭建专用数据安全通道,保障数据安全性,管理部门可以在系统管理员授权的条件下有限或完全远程控制设备,对设备程序进行上传下载等操作,并可通过监控视频系统远程查看现场视频。并可根据预设条件智能启停设备,以及根据需要与门禁等设备联动,记录进出水泵房的人员影像。

3)  实时采集:

通过数据采集变量的配置,可实时监测供水设备的相应参数,如:设备负载、水压、水质量、供水时间、供水量、能耗等;设备的实时运行状态;并通过配置的组态画面来展示实时采集的数据;支持显示设备预警和维护提示。

       运行组态                                               实时参数

4)  多维度数据分析:

实现对水泵房设备的监测统计、设备运行状态分析、供水质量以及能耗状况等数据进行分析,为设备维护、优化、管理提供数据支撑。

水泵房设备监测统计:对参数的实时数据按照小时进行统计、对小时数据进行按天统计、对日数据进行按月统计;

设备运行状态分析:某个时间段的数据结合对应设备运行状态算法,实现对应的设备的运行状态分析统计(根据时间区间生成产量与设备状态之间的对比图表);分析设备使用处于重度或者是轻度使用状态;

供水效率分析:通过对采集的总进水量,各水泵的出水量等数据进行统计分析,对供水过程中的跑冒滴漏等问题分析提供数据支撑。

供水质量分析:对采集的水质参数进行分析统计,对照标准水质数据形成安全或威胁提示。

供水能耗状况:某个时间段的数据结合对应设备运行能耗算法,实现对应的设备的能耗状态分析统计(根据时间区间能耗与设备状态之间的对比图表);

         能耗分析                                             运行状态分析

 

水质分析

5)  运维服务:

基于移动互联网的维修服务管理,为管理者及维修工程师带来便捷的工作方式,提高工作效率,减少维护成本。通过信息集成技术将原来分散在各个部门的数据集中存储到云端服务,以便维修服务过程能高效分享管理数据;通过维修流程的固化达到维修全过程透明化、可视化、流程可被追踪,从而最终实现维修服务量化管理。维修服务管理提供安装单、维修单的管理,以及工单流程配置,工单流程跟踪、备件申请、服务评价等功能。

6)  移动应用:

移动端(包括手机、平板电脑等)应用提供水泵房设备的运行监控,设备采集数据的实时显示;设备运行告警数据;数据分析报表;设备保修,设备保养,设备信息查看等。

7)  大屏监控中心:

大屏监控中心由图像显示系统、图像处理系统、信号源切换系统等子系统组成。拼接墙采用先进、高速图像处理技术,实现了多路信号的统一处理,以高清晰度、高亮度与高色域的液晶显示技术、嵌入式硬件拼接技术、多屏图像处理技术、信号切换技术等合为一体,形成一个拥有高亮度、高清晰度、低功耗、长寿命、先进技术的液晶拼接屏显示系统。能满足多种信号显示需求,支持模拟信号、高清信号、网络信号的输入输出,能支持超高分辨率输入,采用人性化的拼接控制软件,系统操作简单,切换信号灵活方便。实时监控供水设备的运行状况、展示供水量、能耗等综合分析报表,实时显示摄像头视频等。

 
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