作者 1武汉城市排水发展有限公司 2武汉华信数据系统有限公司

　　摘要：

　　近年，由于国家政策的推波助澜，促使智慧水务概念得到了深入研究和广泛发展，水务行业信息化建设正处于迅猛发展势头，采用水务数字化管理模式也成为了国内大型水务集团竞争行业领头羊的重点发展战略，数字化管理模式能辅助水务集团实现生产运行管理、工艺优化调度、综合运营管理的信息化、智能化、规范化管理，使得水务企业更具行业竞争力。本文通过“武汉市的污水处理综合运营管理平台”成功案例抛砖引玉，对水务数字化管理模式运用在水务集团所产生的效应进行了浅析。

　　关键词：水务数字化管理、水务集团数字化管理、污水处理数字化管理、智慧水务

　　政策背景

　　2013年，住房城乡建设部下发通知提出，确定北京经济技术开发区等103个城市(区、县、镇)为2013年度国家智慧城市试点，并就做好试点工作提出具体要求。目前，各行各业对“智慧”的理念认知逐渐加强，部分行业已经开始运作，并受益匪浅。作为城市建设重点的水务行业也正在进行“智慧”的创新改革，尤其国内大型水务集团正在纷纷引进数字化运营管理理念，争做行业领头羊，一场水务革命就此展开。

　　污水处理行业是国家新兴战略产业之一，国家“十二五”规划也对城镇污水处理提出了更高的要求，明确规定县级镇、尤其是重点镇必须建立污水处理厂。据相关数据显示，截至2013年年底，全国设市城市、县累计建成污水处理厂3513座，污水处理能力约1.49亿立方米/日，比2012年年底增加处理能力约680万立方米/日。全国建有污水处理厂的设市城市为651个，占设市城市总数的99.1%;累计建成污水处理厂1999座，形成污水处理能力1.22亿立方米/日，比2012年底增加了500万立方米/日。由此可见，我国城乡污水处理厂保持了持续高速增长的态势。在污水处理厂数量高速增长的同时，地域分布广泛、集团与厂之间容易产生信息传递脱节、各厂运营管理水平不一、运营管理人才短缺、重点单元能源消耗大，这些问题日益突出，这使得水务集团公司迫切需要进行集约化管理，来实现企业资源的合理配置，通过有效监管提升下属单位的运营管理能力。

　　智慧水务的概念

　　2013年8月5日，住房城乡建设部下发通知提出，确定北京经济技术开发区等103个城市(区、县、镇)为2013年度国家智慧城市试点。目前，各行各业对“智慧”的理念认知逐渐加强，部分行业已经开始运作，作为城市建设重点的水务行业也正在进行“智慧”的创新改革，“智慧水务”理念也随之产生。

　　智慧水务是借助水智能系统形成的水务管理模式，在常规的水处理/管理技术基础上，借助信息控制融合系统，对自来水、污水、中水等各种水处理设施的运行数据进行一元化管理，从而提高城市整体的水循环经营效率。

　　延伸至水务集团的管理

　　在“智慧水务”理念的引导下，水务集团的管理发生了变革，它们采用数据采集、传输等传感设备在线检测水务系统的运行状态，并采用可视化的方式有机整合水务管理部门设施，形成“水务物联网”。集团通过水务数字化管理平台将海量水务信息进行及时分析与处理，即在各污水处理厂、泵站安装数据采集前置机或数据采集DSP模块，将自控系统中的生产运行数据通过3G网络实时传输到排水公司，进行集中存储和应用。通过对各类关键数据的实时监视和智能分析，再提供分类、分级预警，且利用短信、光、警报声等通知相关负责人，同时给予相应的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理水务运营系统的整个生产、管理和服务流程，使之更加数字化、智能化、规范化，从而达到“智慧”的状态。

　　工程案例

　　作为智慧城市重要试点单位，为了满足城市可持续发展的需求，有效管理污水处理系统，武汉市水务集团采用污水处理综合运营管理平台。平台是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，这就是基于物联网的污水处理综合运营管理平台的三大模块：感知层、网络层及应用层。

　　系统框架结构

　　感知层

　　感知层设备主要包括各污水处理厂、泵站的在线仪器仪表、生产设备、自控系统等，是物联网技术构架的基础，感知层的建设是利用各厂自控系统，通过强大的数据协议转换功能，在不影响各污水处理厂生产运行的前提下，进行多种通信接口、通信协议的转换，实现自动采集各种PLC和驱动器的生产运行数据，并建立与各类PLC、驱动器、马达控制器间的数据通讯，最终形成完善的感知层体系。

　　网络层

　　利用先进的3G网络与互联网融合，建立网络层体系，实现对集团公司下属厂、分公司、总部各层级的关键生产指标数据、设备运行参数的采集，实时传输到集团总部，并对数据进行存储、维护、管理，且提供给外部应用系统使用。

　　应用层

　　感知层和网络层体系的建立，为运营管理工作提供了大量的各污水厂、泵站的生产运行数据，只有深入挖掘各类数据间的关系，合理利用好这些数据，物联网体系的建立才有意义，即基于物联网的污水处理综合运营管理应用体系。首先它通过感知层的各类数据的初步加工和展示，实现企业厂站分布情况、各厂生产运行工艺画面的展示、实现对各厂实时运行数据的超限告警;其次通过对生产运行数据的汇总计算，实现污水厂及集团日常运行管理的各类图表，方便管理人员进行日常运行情况的总结与分析;再次通过对日常运行管理中涉及的化验管理、设备资产管理、项目管理、办公审核等功能进行信息化管理，获取更全面的运营管理数据;最后通过生产运行数据的深入分析挖掘实现指导污水厂生产的各类异常预警、运行工艺模拟、优化调度分析、综合运营决策等，以及指导公司综合运营决策的工艺分析、设备分析、成本分析、风险分析等。

　　实施效果

　　武汉市的污水处理综合运营管理平台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。

　　基于物联网、云计算的城市污水处理综合运营管理平台为武汉市污水处理企业安全管理、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。

　　效益价值

　　提升水务集团运营管控能力：建设具有前瞻性、实用性的集团化运营管控平台，实现对运营数据进行决策分析，为企业管控提供科学依据，实现精细化过程控制管理，提升企业核心竞争力，强化企业运营管控能力。

　　提升水务集团决策分析能力：建设具有科学的决策支持平台，集中分析过程监控、集成与填报数据，提供专业的分析、管理、支持，并逐步建立工艺仿真模型以及专家决策支持系统，协助管理层制定科学决策。

　　建设标准化运营管理体系：标准建设标准化运营管理体系，有效减少管理成本以及运营维护成本，使集团化公司业务得到有效扩张，为公司信息化管理、运营战略规划奠定基础。

　　技术前景

　　目前，国内的大型水务集团都将面临经营和管理的全方位挑战，一方面要以战略为指导、流程为主线、预算为控制、绩效为结果，另一方面又要重点关注战略发展目标、投资收益回报、集团公司管理、人力资源管理、并购整合管理等。为了应对这些挑战，基于物联网的数字化管理手段必不可少。水务数字化管理的发展趋势是使水务生产过程自动化向集团管理、经营和决策信息化、集约化发展，从集团内部管理向外部市场的竞争、经营和服务发展，从数字化基础工程建设向数字化应用系统的开发和建设发展，由此可见，水务行业的持续发展对数字化平台的依耐性将越来越大!

 

（责任编辑：崔凤娇）