方案介紹
“流域水環(huán)境治理管控系統(tǒng)”是基于物聯(lián)網(wǎng)理念，綜合運用在線監(jiān)測、地理信息系統(tǒng)、雨洪和水質(zhì)模型、SCADA自控系統(tǒng)以及云計算、大數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)技術(shù)，把TMDL體系和RTC技術(shù)相結(jié)合，多方位監(jiān)測、分析、調(diào)度流域水體整治項目中水體和相關(guān)設(shè)施設(shè)備，系統(tǒng)能夠集中反映流域水體整治項目本底、治理和運營的全過程信息，為流域水體治理和長期運維提供有效的現(xiàn)代化智慧化管理手段，最終實現(xiàn)全流程的流域水體管控，達(dá)到提升人居環(huán)境質(zhì)量、改善城市生態(tài)環(huán)境的目的。
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系統(tǒng)架構(gòu)
平臺層（控制中心）
平臺介紹
總體設(shè)計從邊緣側(cè)的數(shù)據(jù)采集到接入層的數(shù)據(jù)傳輸，再到處理層的數(shù)據(jù)初步清洗、優(yōu)化、分發(fā)，后期結(jié)合公司自主開發(fā)的NF-Data Quality（數(shù)據(jù)清洗和智能糾錯產(chǎn)品）進(jìn)行數(shù)據(jù)再次清洗、轉(zhuǎn)換，結(jié)合在線模型的分析，最終實現(xiàn)系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)高可用、關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)可模擬可預(yù)測。
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技術(shù)架構(gòu)平臺始終以面向服務(wù)的架構(gòu)體系思路進(jìn)行持續(xù)的升級優(yōu)化，結(jié)合公司前期在海綿城市、水文、河長等項目積累的業(yè)務(wù)經(jīng)驗、技術(shù)經(jīng)驗、系統(tǒng)集成經(jīng)驗，開發(fā)了數(shù)據(jù)共享交換中心，對感知層到接入層的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總后統(tǒng)一收集、監(jiān)測、分析，同時通過內(nèi)部消息總線，實現(xiàn)了水務(wù)一體化數(shù)據(jù)內(nèi)部共享，亦可按需開放OpenAPI實現(xiàn)與第三方平臺的深度集成。
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經(jīng)過多年的水務(wù)平臺經(jīng)驗積累，新烽光電在智能數(shù)據(jù)采集終端開發(fā)（RTU）、SCADA系統(tǒng)深度集成、數(shù)據(jù)清洗優(yōu)化、模型分析、以及ArcGIS集成開發(fā)、水務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)和交付方面都有豐富的技術(shù)積累和項目實施經(jīng)驗。
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系統(tǒng)架構(gòu)
應(yīng)用架構(gòu)圖
技術(shù)流程圖
平臺首頁展示了系統(tǒng)建設(shè)綱要、水體信息、黑臭水體治理情況、污染預(yù)警溯源、SCADA控制系統(tǒng)、公眾參與、效果展示等模塊：
河道信息
以信息化的手段展示流域河道基礎(chǔ)靜態(tài)水文信息（如河長、起止點位等）以及動態(tài)水質(zhì)監(jiān)測信息，通過圖層控制手段實現(xiàn)河道基礎(chǔ)信息與水質(zhì)狀況的疊加顯示，便于管理者直觀、高效地掌握全市范圍內(nèi)流域河道的空間分布狀況具體結(jié)構(gòu)組織如圖所示：
長效管理
長效管理分為河道信息和督查信息兩部分，河道信息中將河長單位與聯(lián)系方式等管理信息與河道緊密關(guān)聯(lián)。督查信息中將電腦端與移動端聯(lián)動，并以河道為載體，實現(xiàn)微信上報河道問題轉(zhuǎn)發(fā)給主管或運營單位，上級單位處理后反饋給督查人員，電腦端同步更新問題處理流程。
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河道治理
整治工程的質(zhì)量直接影響到流域河道水質(zhì)改善效果，整治工程模塊實現(xiàn)對水環(huán)境整治工程的全過程跟蹤管理，包含年度整治工程計劃、任務(wù)分解情況、年度推進(jìn)計劃、實際進(jìn)展，工程驗收、評估等內(nèi)容，并在地圖上展示整治工程所處的上下游節(jié)點，便于管理者更清晰、直觀的了解整治工程的所有信息，模塊結(jié)構(gòu)組織如圖所示：
水質(zhì)實時信息和模擬
實現(xiàn)水質(zhì)信息任意時段查詢功能，水質(zhì)參數(shù)信息如下：
實現(xiàn)整治工程實施前后所有河道整體水質(zhì)狀況推演。
公眾參與
公眾在微信公眾號反饋問題或者進(jìn)行投訴后，此模塊可按區(qū)域自動展示相關(guān)投訴、建議統(tǒng)計信息，管理用戶可以通過點擊統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)入詳情查看。
GIS系統(tǒng)
平臺通過GIS地圖，集成一體化的信息展現(xiàn)，在地圖上放大縮小定位到水體運維設(shè)施及水體監(jiān)測點位，直觀的查看設(shè)施的監(jiān)測讀數(shù)以及其他相關(guān)信息。平臺提供GIS查詢分析功能，對河道等水體的監(jiān)測設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一定位管理，支持雙向互動關(guān)聯(lián)的信息查詢，可根據(jù)需要快速統(tǒng)計相關(guān)信息。在GIS地圖上可直觀地了解水體現(xiàn)狀、管網(wǎng)情況、在建項目信息、預(yù)警、系統(tǒng)分析結(jié)果等。
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數(shù)據(jù)監(jiān)測
根據(jù)不同的選擇分類（站點類型、參數(shù)類型），以表格的形式集中顯示所選的站點的最新數(shù)據(jù)。根據(jù)《城市黑臭水體整治工作指南》中下相關(guān)的分級標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，識別為“黑臭”的水體自動判定為“輕度黑臭”、“中度黑臭”、“重度黑臭”三級。
統(tǒng)計分析
水質(zhì)污染預(yù)警
統(tǒng)計實時和歷史報警數(shù)據(jù)，發(fā)掘需重點關(guān)注的水系情況。
水質(zhì)污染分析
水質(zhì)變化趨勢曲線分析；
水質(zhì)變化的外源污染物分析和內(nèi)源污染物分析；
水環(huán)境容量計算、水質(zhì)分析、水質(zhì)評價及水質(zhì)預(yù)測部分；
黑臭水體監(jiān)控接入其它分析子系統(tǒng)：1. 排水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，2.管網(wǎng)上下游分析子系統(tǒng)，3.其它管網(wǎng)監(jiān)測子模塊。
數(shù)據(jù)管理
新烽光電自主開發(fā)的數(shù)據(jù)濾網(wǎng)軟件NF-Data Quality，具有強大的數(shù)據(jù)清洗和糾錯功能：
設(shè)施管理
實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測儀、液位計、流量計、攝像頭、GPS等設(shè)備基本信息、參數(shù)、位置信息管理，實現(xiàn)設(shè)備的動態(tài)更新。將設(shè)備導(dǎo)入到地圖上顯示，主要基于地圖進(jìn)行設(shè)備管理定位，支持監(jiān)測設(shè)備詳情查看，包括設(shè)備位置信息、安裝信息等，設(shè)備列表顯示、設(shè)備日志，包括操作人員、時間等的查看。
模型分析
將系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)及氣象數(shù)據(jù)錄入模型，通過雨洪水環(huán)境等在線模型對河道的排水及污染演化進(jìn)行模擬，通過和現(xiàn)實環(huán)境下的監(jiān)測數(shù)據(jù)的模擬，得到符合當(dāng)?shù)丨h(huán)境的模擬參數(shù)，以實現(xiàn)對未來河道水量水質(zhì)變化的預(yù)測。在此基礎(chǔ)上利用污染物擴(kuò)散、排水管網(wǎng)、SWMM等模型為污染源溯源、污染物擴(kuò)散分析提供一個智能化手段及工具；為TMDL分析、排水管網(wǎng)分析及之后的RTC一體化河道水量水質(zhì)管控提供科學(xué)依據(jù)。
水污染預(yù)警及污染源溯源
污染源溯源系統(tǒng)通過對河道污染源廢水排口進(jìn)行實時、連續(xù)監(jiān)測，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理、統(tǒng)計、分析，及時、準(zhǔn)確地反映污染源污染排放情況，約束企業(yè)的違法、違規(guī)排污行為，達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控、實時監(jiān)測、超標(biāo)報警、故障報警的目的，為污染減排和總量控制提供數(shù)據(jù)支撐和決策支持。
SCADA控制系統(tǒng)
SCADA系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，可以對現(xiàn)場的設(shè)備運行進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等功能。
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系統(tǒng)由PLC（DCS ) 控制系統(tǒng)、RTU/FTU單元、CCTV閉路電視監(jiān)測系統(tǒng)、操作員站、工程師站、運行數(shù)據(jù)服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器、WEB服務(wù)器、通訊服務(wù)器、千兆以太網(wǎng)主干交換機、工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機、大屏顯示系統(tǒng)等部分組成，可根據(jù)實際需求進(jìn)行增減。
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系統(tǒng)提供動態(tài)的工藝流程圖形及友好的人機交互界面，在控制圖形上可以使用鼠標(biāo)和鍵盤對關(guān)鍵控制參數(shù)進(jìn)行修改，以達(dá)到對設(shè)備控制和調(diào)節(jié)的目的。工藝流程發(fā)生故障時發(fā)出警報，顯示故障點和故障狀態(tài)，按照報警等級做出相關(guān)反應(yīng)，記錄故障信息?？稍O(shè)立不同的安全操作等級，針對不同的操作者設(shè)計不同的加密等級，記錄操作員登錄信息及其操作信息。
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系統(tǒng)可建立數(shù)據(jù)庫，自動生成各個參數(shù)的動態(tài)趨勢曲線及歷史趨勢曲線，并保存在歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器中，可按班、日、月、年。自動生成報告，參數(shù)報告中包括報告時間、參數(shù)位號、單位、參數(shù)的平均值、最大值、最小值、累計值。設(shè)備運行報告包括報告時間、設(shè)備運行時間、故障持續(xù)時間及備用時間，可以通過鍵盤在任何時間查詢報告，并可按照設(shè)定時間間隔儲存報告。
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可以設(shè)置手動/自動切換，當(dāng)處于自動模式時，系統(tǒng)可以根據(jù)模型分析結(jié)果自動對風(fēng)機、水泵、閘門等設(shè)備進(jìn)行啟?？刂萍白冾l調(diào)速控制。當(dāng)分析結(jié)果與實際情況有出入時，可在計算機上迅速切換至手動模式，進(jìn)行人工干預(yù)。
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新烽光電自主研發(fā)的，專用于城市排水管網(wǎng)、河湖水系的自動控制、遠(yuǎn)程調(diào)度和治理，與雨洪、水質(zhì)等在線模型深度結(jié)合，實現(xiàn)排水設(shè)施、設(shè)備的遠(yuǎn)程化、自動化、智慧化管控。
移動應(yīng)用
微信平臺APP平臺
在線監(jiān)測系統(tǒng)運行情況，可通過APP平臺進(jìn)行遠(yuǎn)程查看和操作控制，同時對內(nèi)企業(yè)號、對外公眾號的方式提供兩種不同的入口途徑，以完成內(nèi)部的業(yè)務(wù)整合和對外部公眾用戶的信息發(fā)布。
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結(jié)合業(yè)務(wù)特色及技術(shù)特色對微信公眾號及app進(jìn)行對比，從功能定位、使用角色進(jìn)行分析后，分別開發(fā)兩種移動端的應(yīng)用，app側(cè)重于基礎(chǔ)管理、監(jiān)控、統(tǒng)計查詢、預(yù)警報警推送等功能，實現(xiàn)了基于移動端的實時監(jiān)測、隨時隨地管理的需求，而微信端側(cè)重于公眾參與等模塊，提供政策法規(guī)宣傳、問卷調(diào)查、投訴與建議等功能。通過以上多種形式的軟件展示方式，以完成對企業(yè)內(nèi)部、運營方的業(yè)務(wù)整合到外部公眾信息發(fā)布，實現(xiàn)從C端的公眾參與到B端的流程處理、行為分析、整治效果分析等完整業(yè)務(wù)閉環(huán)。
水質(zhì)信息查詢
以下為水質(zhì)信息查詢功能，可根據(jù)時間、分區(qū)查詢對應(yīng)河道的水質(zhì)信息，展現(xiàn)效果示例如下：
統(tǒng)計報表
統(tǒng)計分析報表功能目前主要有巡查統(tǒng)計、問題統(tǒng)計以及投訴統(tǒng)計，展現(xiàn)方式及示例數(shù)據(jù)如下所示：
微信公眾號（面向公眾）
面向公眾的微信公眾號主要功能用途是展示政策法規(guī)宣傳、問卷調(diào)查、水體監(jiān)督投訴受理等，提供公眾參與黑臭治理的入口，通過政策法規(guī)宣傳引導(dǎo)公眾了解黑臭水體相關(guān)知識，收集公眾投訴及建議，引導(dǎo)公眾參與到黑臭治理中來，通過的持續(xù)的宣傳、指引、投訴、建議等多種方式，不斷對黑臭水體監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行完善升級，同時也給后續(xù)的治理提供有效決策分析參考。
菜單界面展示
水體監(jiān)督
監(jiān)督信息上報后，將在管理平臺、app投訴處理模塊形成對應(yīng)工單，根據(jù)轄區(qū)匹配處理專責(zé)人員，處理專員可以進(jìn)行工單分配和處理。
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問卷調(diào)查
在管理平臺可以發(fā)布調(diào)查問卷，推送給微信端公眾用戶，調(diào)查問卷截至后，系統(tǒng)自動統(tǒng)計參加人數(shù)、用戶評價、優(yōu)化建議等參數(shù)，有助于完善系統(tǒng)、改進(jìn)管理辦法。
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效果展示
建設(shè)前期，展示改造前和預(yù)期效果對比，建設(shè)完成后展示改造前和改造后的實際情況對比，改造前后期提供現(xiàn)場拍照對比功能，以GIS地圖方式結(jié)合模型計算進(jìn)行效果對比展示。
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在線監(jiān)測系統(tǒng)運行情況，可通過APP平臺進(jìn)行遠(yuǎn)程查看和操作控制，同時對內(nèi)企業(yè)號、對外公眾號的方式提供兩種不同的入口，以完成對企業(yè)內(nèi)部的業(yè)務(wù)整合和對外部公眾用戶的信息發(fā)布。
經(jīng)典案例
一 、武漢黃孝河黑臭水體監(jiān)測項目
二、湖北襄陽市雨污水泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控指揮調(diào)度系統(tǒng)項目
