信息物理系统(CPS)在供水管网监管系统中的应用初探

2021-10-15尹学锐朱多林

供水技术 2021年4期

张智，尹学锐，朱多林

(1.天津华新水务有限公司，天津300453；2.天津三博水科技有限公司，天津300100；3.长安大学建筑工程学院，陕西西安710061)

近年来，传感器、智能设备、执行器网络及互联网大数据等新兴技术在供水系统中的应用，为城市供水管网中数据收集和应用搭建了信息化平台，也为提高水质保障、降低产销差提供了可能性。但是由于供水系统的多变性和复杂性，传统的基于信息和通信技术(ICT)的管理平台并不能实现对供水管网现状的动态监控和管理[1]。针对这一问题，提出了一种能够将计算、通信、感知和驱动与物理系统结合，并通过与环境 (含人) 进行不同程度的交互，以实现有时间要求的功能的信息物理系统(cyber-physical systems，CPS)。

1 信息物理系统

1.1 信息物理系统概念

信息物理系统是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过3C(computation、communication、control)技术的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务[2]。

CPS自提出以来就受到广泛关注，尤其在制造业领域，发展CPS已经成为美国、德国等发达国家实施“再工业化”战略，抢占制造业新一轮竞争制高点的重要举措[3]。在国内，CPS作为支撑两化深度融合的一套综合技术体系，技术研发和应用推广发展迅速[4]。为加强对CPS这一概念的理解，《信息物理系统白皮书 (2017)》总结了一些国内外专家学者的观点和认识[5]，见表1。