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图1 智慧水务总体技术架构
该系统总体架构具有特点:
功能明确,流程清晰,运作有序,便于实现自动化;
面向用户,层次分明,输入/输出界面友好,突出实用性;
适应水务运营管理服务信息化的需要,并充分考虑今后系统的扩充、扩展要求,同时便于与其他系统连接。
智慧水务平台采用三大基础体系、一网、一平台、一中心进行总体设计。具体如下:
三大基础体系:标准规范体系、监测感知体系和运维管理体系;
一网:水务基础设施网络,用来将所有的监测信息自动传输至监控中心与分中心,保证监控中心与分中心互联互通;
一平台:智慧水务软件平台,是项目建设过程以及建成后的日常生产与运行管理平台;
一中心:监控管理中心,集数据采集、处理和分析、运行监视和事故报警、控制与调度等一体的综合管理中心,为用户提供多媒体浏览和集中展示,是管理调度的核心。同时,在监控管理中心内搭建数据中心,对数据进行后台管理。
03 智慧水务工程建设内容
在已有“三防管理”“河长制管理”智慧化构建的基础上,在公众参与、绩效考核保障体系的支撑下,通过物联感知构建鹤山市全流域复合式监控体系,二期在此一期的基础上后续实现流域多维耦合模型体系与大数据分析应用,结合鹤山市水务数据中心、运管中心、调度中心的建设,构建“管控一体、联动协作、资源共享”的鹤山市河长制智慧一体化管控平台。
3.1 感知层及网络的建设
监控体系建设是智慧管理工程建设的基础。充分利用物联网、卫星遥感、雷达遥测、视频监控、全球定位与信息感知等技术方法,形成对重点监测区域的水安全、水资源、水生态、水环境的立体监测网络,建设成布局合理、结构完备、功能齐全、高度共享的“空天地一体化”水务基础信息采集与传输系统,通讯方式采用多网,即多种通讯方式共存(租用运营商专线、4G/5G移动数据、WIFI等多种方式相结合进行数据传输互联,完成数据采集、录入与数据传输),形成鹤山市流域型复合式监控体系,其网络拓扑结构见图2。
图2 智慧水务网络拓扑结构
目前一期以类型全方位覆盖为主,实现典型设施的集中监控和管理,主要在集成已有监测数据的基础上,增加河道水质、排水管网、排水口、农村污水处理站流域污染源的监测,同时集成现有供水厂、供水管网监测数据,具体监测内容及数量见表1。
表1 监测体系
国内外河道水质污染源判别分析手段主要分为2类:一类是基于光谱或质谱分析的河道污染源判别,另一类是基于常规水质指标的河道污染源判别。本工程采用后者方法,通过常规水质指标的具体取值和变化特点,基水质监测数据的内在统计指标,对河道水质异常变化的原因进行特定分析,采用多元的统计分析方法及先进算法(神经网络、遗传算法等)推断出可能的污染源及可能的位置。
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