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一、项目背景

 地下水是人类赖以生存的重要淡水资源,地下水本身质和量的变化以及引起地下水变化的环境条件和地下水的运移规律不能直接观察。同时,地下水的污染以及地下水超采会造成底层下陷,沿海地区甚至会造成海水渗入,使地下水咸化。因此准确开发保护地下水就必须依靠长期的地下水监测,及时掌握动态变化情况。通过掌握地下水变化规律、了解地下水开采状况、指导地下水资源保护的重要手段。地下水监测系统可对地下水的水位、水温、水质等参数进行长期监测并自动存储监测数据,可对地下水的变化规律进行动态分析。

 一套先进、易用、便于维护和运行可靠的地下水环境远程监测平台,对提高管理部门的管理层次和综合服务水平方面将起重要的作用。

二、项目目标

通过地下水环境远程监测平台,能够实现对监测点分布及设备状态监控,管理人员可以实时查看监测点设备的运行情况、分析监测点采集的水质、水位流量数据、规范管理保养设备、监管干预使管理人员规范操作设备。

通过地下水环境远程监测平台,将采集的地下水水质水位流量等数据,实时统一汇总至云数据中心,并经处理后,形成有效的、及时的和全面的参考指导决策数据,对地下水的分布状况进行分析指导,为政府、主管部门、经营单位提供地下水状况监管、数据统计分析和展现、决策支持分析等信息。

 通过地下水环境远程监测平台,可以实现维护人员服务位置的跟踪及派遣调度、工程师能够远程诊断调试设备,并随时了解监测点设备实时运行情况、管理人员能够即时发现故障预警信息做到预防式维护设备从而降低故障发生率、可以分析数据推导设备持续改进决策、监测分析维护人员服务质量及工作效率。

三、架构设计

 系统采用业界标准的规范体系,基于Asp.net、Delphi、Html5技术平台,可部署在Windows,LINUX等多操作系统之上;系统采用Asp.net及AJAX、NHibernate构架,实现了B/S架构,通过浏览器界面方便地实现管理;系统数据库基于Oracle11g管理,采用灵活的业务逻辑配置和备份机制,有效保障了系统的正常运行。系统移动端Delphi、Html5面向对象开发语言,实现C/S和B/S混合架构的有效互补C/S和B/S之间不足,达到高效稳定运行效果。

平台的软件体系结构分为三个层次,分别是展现层、业务服务层、数据层以及网络设备层。各层功能模块的基本功能介绍如下:

3.1展现层

展现层是平台与用户交互的接口。包括手机APP、微信端、web应用、大屏访问。该层为用户建立提供主观能动的接入界面,实现不同层面用户的个性化服务。

3.2业务服务层

业务服务层提供平台所有的业务服务功能模块。这些模块包括:监测点信息管理、数据分析、维护服务、客户管理、知识分享、资讯发布以及系统管理等。所有的业务功能模块构成系统的核心处理部分,为上层的行业用户提供通用、可扩展的服务接口。

3.3数据层

该层负责平台系统所有的数据汇聚、管理,包括系统基础数据、业务数据和运营数据的生命周期管理。可为上层应用提供高效、统一、便捷的数据访问接口。按业务类型分为:监测点数据、采集运行数据、设备故障数据、水质水位流量数据以及维护服务数据等。

3.4网络及设备层

平台通过互联网、物联网、移动网络及VPN专业网络来连接设备,并使用远程通信网关、数据采集终端来对PLC、传感设备进行数据采集和通信,将设备的实时数据采集到平台,为业务服务提供数据来源。

 3.5网络拓扑

为了满足安全高效的地下水远策监测管理需要,实现运营和管理的一致性和规范性,同时降低系统的复杂度和部署成本,平台对地下水监测点设备进行集中和远程管理,管理人员、监控人员、维护人使用手机APP或B/S方式访问系统。

以下为云平台网络拓扑图: 

四、平台功能

地下水环境远程监测平台是为服务于地下水监测点设备高效运行、持续稳定无故障运行、便捷人性化的保养、高效维护支撑而实现的智能物联网平台;平台实现监测点信息集中高效管理、高效便捷维护支撑系统、人性化的远程管理、安全便捷的数据采集服务、多维度全方面数据分析功能。

4.1监测点管理

实现对所监管的地下水监测点信息管理,可实现地下水监测点信息集中管理、采集运行管理、设备维护管理、采集远程服务等功能。

4.1.1监测点信息

实现地下水监测点自身属性信息管理、地下水监测点附属信息管理。用户可以采用浏览器或手机APP方便高效管理地下水监测点的档案信息。

4.1.2实时数据监测

平台支持地下水监测点实时数据的查询维护。

4.1.3监测点设备运行

4.1.3.1深水泵运行记录

设备运行记录包括运行的状态参数和设备运行过程产生的生产数据查询统计操作。对监测点深水泵的工作状态进行跟踪记录。

4.1.3.2设备故障

平台提供地下水监测点设备故障的管理操作。

4.1.4监测点远程服务

4.1.4.1远程管理

平台提供统一的远程地下水监测点设备访问接口;通过平台远程模块操作人员可以实现地下水监测点设备的远程实时组态、地下水监测点设备实时运行参数监控及修改操作;可以实现地下水监测点设备故障的远程调试等功能。

4.1.4.2数据采集

平台提供开放数据采集接口,方便灵活地实现异构数据之间转换;可以通过VPN专网或互联网实现远程实时采集水质水位流量等数据、地下水监测点监控画面等操作。

4.1.4.3视频采集

平台提供视频通道穿透功能,实现远程调阅监测点视频画面的功能。

4.3数据分析

4.3.1地下水差值分析

根据用户选择某地下水监测点的年平均水位与历史上某年进行对比,并将水位变化差值绘制成地下水年变化分布图。地下水差值分析相同的分析成果也可以通过图表和柱状图的方式进行展示。

4.3.2地下水距平分析

系统根据用户选择某地下水监测点的日、月、旬、年平均水位与历年同期的平均值进行对比,并将水位变化差值绘制成地下水年变化分布图。地下水距平分析的分析成果也可以通过图表和柱状图的方式进行展示。

4.3.3地下水质分析

系统根据用户选择某地下水监测点的年平均水质与历年同期的平均值进行对比,并将水质位变化差值绘制成地下水水质年变化分布图。地下水质分析的分析成果也可以通过图表和柱状图的方式进行展示。

4.3.4地下水流量分析

系统根据用户选择某地下水监测点的日、月、旬、年平均水流量位与历年同期的平均值进行对比,并将水流量变化差值绘制成地下水年变化分布图。地下水流量分析的分析成果也可以通过图表和柱状图的方式进行展示。

4.3.5深井泵运行分析

通过对深井泵运行的状态参数和深井泵运行过程产生的数据,以及深井泵维护记录等数据,综合分析后平台提供制定深井泵维护计划。

4.3.6维护服务分析

基于平台提供的地下水监测点信息、维护服务信息、维护人员维护信息以及客户评价信息等数据,通过大数据的分析,管理人员可以直观地通过各类报表分析数据,做出有效决策。

4.3.7监测点综合分析

提供地下水监测点水质水位流量统计分析、等位线分析、地下水环境趋势分析等。

4.4维护服务管理

维护服务管理主要用于维护部门对监测点维护过程的记录管理,方便用户随时查询监测点设备信息。固化维护服务流程达到维护服务质量可量化;服务过程可视化跟踪操作。

4.5知识分享管理

4.6资讯发布管理

4.7系统管理

4.8自定义管理

4.9地下水环境监控中心

监控中心由大屏拼接系统组成,它的组成有几个方面:第一个就是视频呈现模块,一般是采用相对较为主流的液晶屏。第二个就是信号调配模块,一般是利用矩阵模块来进行RGB、DVI还有VIDEO信号的分配还有切换等相关功能;第三个就是无线触摸屏的相应的控制模块。

一体化显示单元采用先进的标准化、模块化结构设计,采用坚固的框架式结构,具有良好的扩展性和维护性,在需要添加显示单元时,只需要将显示单元进行叠加组合即可。多屏图像控制器全部采用模块化设计,当系统需要扩展信号通道时,只需要根据需求,在控制器内增加相应数量的图形输入/输出通道,并升级软件配置。

其相应的功能有:

1.能够实现多元化控制

对于系统来说,能够在原有电脑软件控制平台上,利用外配无线触摸屏来进行大屏呈现视频图像的实现。并且能够让他做各种的功能。

2.可以接入第三方设备

这个系统利用一种开放式图形化软件平台,能够对各种的RGB、VGA、DVI、AV矩阵设备相应的协议进行轻松的接入。然后利用开放式软件平台让系统能够体现出广泛互补性。然后系统各硬件的模块以及相应的功能软件选用,不受单一模式的供应商控制。这个用户能够依据功能进行可靠性还有性能要求的替换,进而不会影响这个系统的整体运行。

3.能够利用多预案对局部或全部信息进行分析。

4.这个系统在接入多格式的信号时,相应的液晶屏能够对信号种类进行自动的选择与切换。

5.相应的系统能够适应行业要求,进而实现重点信息全天候监控。



 
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