何 斐

(江西省于都县水利局，江西 赣州 342300)

0 引言

2020年中央一号文件提出“有条件的地区将城市管网向农村延伸，推进城乡供水一体化”[1]。城乡供水一体化的实施一方面提高了农村饮水安全和保障程度，另一方面随着管网延伸，对水源、水质和漏损的监控管理难度也呈现指数级增加。实施城乡供水一体化工程，完善智慧水务建设，是解决管网漏损，维修、抄表收费困难及水源水质监测不及时的有效措施。于都县通过智慧水务建设，显著增强了城乡供水安全保障程度，为供水工程高效运营和管理提供了关键作用。

1 项目概况

于都县全县23个乡镇，共计357个行政村，涉及总人口89.05万人，国土总面积2 893 km2。城乡一体化工程主要分为县城水厂供水区、多乡镇联合供水区和单乡镇规模化供水区。工程按照“城乡一体、统筹规划、国有控股、集约经营”的思路，以城乡供水一体化为引领，打破行政区划壁垒和城乡供水分化的格局，整合区域水务资源、资产、资本要素，统筹城镇、乡村协调发展，重点推进大水源、大水厂、大管网建设，运用先进实用的水处理工艺与消毒技术，以及自动化控制与现代信息技术等，建立从源头到龙头的饮水安全保障体系，以全面提高供水质量与管理水平，实现城乡供水跨越式发展。规划至2025年，集中供水人口91.43万人(其中农村部分76.26万人)，自来水供水人口89.15万人(其中农村部分73.97万人)，集中供水率97.63%(其中农村97.15%)，自来水普及率97.50%(其中农村97.00%)。

2 于都县供水信息管理系统分析

智慧水务平台涵盖生产调度“一张图”管理、工程管理、抽检督导、水质安全管理、公众投诉管理，以及统计分析、考核评估、线上协作等服务。

2.1 建设思路

根据于都县供水管网实际情况，遵循“顶层设计，统一标准，全局整合，资源共享”的建设理念，构建于都县供水管网信息化建设的一体化格局，以基础工程设施、基础数据和网络建设为基础，以数据中心的建设为核心，以信息资源开发、整合为着力点，以支持业务应用为目的，软硬件同步规划，分期建设，以试点带动、标准设计、安全运行和人才培养为保障，为供水信息化建设持续开展提供技术支撑，实现水务信息化带动水务现代化，提升于都县供水管理的字体现代化管理水平。

2.2 系统总体结构

系统架构立足当前于都县城乡供水信息采集与展示需要，并能够根据供水业务特点灵活搭建配置各类业务系统，为用户提供定制化业务功能模块，满足用户不同阶段对供水系统的可视化、智能化管理需要。系统架构总体分层见图1。

图1 于都县城乡供水智慧水务系统架构图

2.2.1 物联感知层

于都县城乡供水系统物联感知层运用物联网技术，在取水点、供水管网主干管分支、管网末梢等关键节点布设物联传感设备，采集监控管网运行实时状态信息，以获取第一手运行工况信息。

2.2.2 基础设施层

完善于都县城乡供水智慧水务管理系统基础设施服务层。将智慧水务管理系统各类型服务器、通讯网络和安全防护类硬件资源进行整合，构建虚拟化的系统资源池和安保资源池，为智慧水务管理系统提供基础数据资源服务，包含计算、存储、网络和安全等。

2.2.3 数据资源层

数据资源层包含供水管理涉及的各类信息化资源，包括于都县基础地形图数据、城乡供水管网数据以及维修业务数据、工程信息数据、表务数据、营收数据、客户数据、监测数据等业务数据，还包括从其他部门或互联网渠道获取的各类基础资源。数据层构成了智慧水务管理分析平台的基础。信息服务实现对各类信息资源的集成、管理、分发和运维，保障各类数据资源的充分汇总、应用权限的有序管理，信息资源的高效分发以及资源服务的平稳运维。

2.2.4 综合展示层

综合展示层实现各类信息资源的集中展示，其采用各类前端展示技术，实现业务数据的交互展示与数据应用，是供水信息化建设的主要展示应用载体。

2.3 信息管理系统建设内容

管网地理信息系统主要作用于对空间上分布较广的各类生产设施和管网设施数据的录入、存储、查询、分析、显示和发布，是于都县智慧水务管理系统主要子系统。管网地理信息系统优化以GIS系统为基础，以供水管网数据为核心，实现于都县城乡供水管网数据的全面共享，供水管网图文档案的统一管理，供水管网新建录入以及其他相关属性资料的管理、查询、分析、统计和输出。并结合数学模型分析，实现于都县城乡供水管网的专业化管理和分析，为供水管网规划管理、调度和应急抢修提供决策支持和辅助管理。同时，将已有管网监控系统、二次供水管控平台相关功能进行融合，将DMA分区进一步细化至四至五级，实现分区网格化管理；增加数据分析的深度，提供更直观的异常情况提醒；增加管网维护抢修管理、管网工程管理功能。

2.4 基础设施建设

2.4.1 数据中心建设

按照于都城乡供水区划分，随着工程建设和生产管理的进行，伴随着日益庞大的空间数据、基础信息数据、业务数据、动态监测数据和报表数据等，为避免重复建设和数据孤岛问题的发生，实现数据资源的统一管理和综合利用，规划建设云数据中心。

2.4.2 调度中控中心建设

中控中心是综合信息管理平台的核心，是运值管理人员、相关领导知悉、直接指挥各项运行调度管理工作的重要场所，起到核心和中枢的作用。随着信息技术的不断发展，一个现代化的中控中心除了要满足传统的信息展示要求外，还应具有舒适的环境、清晰的声音图像演示功能。它由大屏幕显示系统、数字会议系统、中控系统等组成。系统建成后可更高效、实时地决策及指挥，可大大提高工作效率和简化复杂的操作，适合所有人士使用而不需要具备专业知识。

2.4.3 基础网络建设

无线网络：分布式部署的监测站点和线材工作人员手持终端数据通过当地运营商的物联网接入。光纤专网：站点远程控制和视频监控通过光纤专网进行平台交互通信。局域网：内部数据访问通过局域网链接。

2.4.4 供水综合管理平台

综合管理平台建成后将实现制水厂、泵站、管网等设施在线运行数据的集成显示、图表展示、历史数据曲线展示、关键RPI指标实时监测点数据展示。

2.4.5 生产调度管理系统

根据项目总体建设和分区建设成果，以流量压力监测历史数据总结城乡供水规律，配合水力学模型仿真，实现全局生产调度管理，以优化水资源配置。

2.4.6 产销差管理系统

产销差管理系统将在一期计量分区规划建设的基础上，结合城乡供水一体化管理工作需求和管网结构特点，通过评估筛选出产销差突出的区域进行重点管控，有针对性的逐步降低管网产销差，并长期纳入平台监控以维持较低水平。

2.5 DMA分区漏损控制系统

于都县供水管网漏损管理系统基于DMA漏损管理技术，通过城乡供水信息管理系统建设的流量压力监测点数据基础上，结合智能水表的部署，实现分区计量管理和产销差独立校核，实现分区漏损评估、水量平衡分析、漏水报警等功能，对评估筛选出漏水问题突出的区域进行重点管控，有针对性地逐步降低管网产销差，并长期纳入平台监控以维持在低水平。

系统建成后，可在线监测DMA分区管网压力、流量变化，并对异常工况，如新增漏损、压力异常波动等进行报警；系统对于存在远程营收系统的可实现在线核算分区产销差，暂不具备建立模型条件的可通过水量平衡算法分析给出估算值，同时可制定区域产销差控制进度计划并跟踪。系统配备有移动段系统，可实现现场人员巡查管理功能，同时子系统也具备基础数据查询等功能，工作流程如图2所示。

图2 DMA分区漏损控制系统工作流程图

3 结语

于都县城乡供水智慧水务平台的建设解决了供水各子系统信息孤岛的限制，提升了整个供水系统的供水效益和运营管理效率。于都县信息化管理平台通过定义统一的数据标准，对城乡供水一体化工程、水源、制水厂、泵站、管网和大用户等基础信息纳入统一信息化管理体系范围，分级设立水质、流量、压力等多指标监控参数，构建全流程监管的城乡供水一张图综合管理平台。建立GIS系统、SCADA系统、OA系统、在线监测、营收系统、产销差管理等应用框架，帮助水务部门和上级监管单位及时掌握水质、水量等运行信息，保障城乡供水系统安全可靠运行。同时，通过智慧水务应用工程建设，探索了符合于都县地方供水特点的精细化供水信息化应用模式。