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      維控智慧水務應用方案(V1.0)

      1、維控慧網

      1.1維控物聯網系統

      維控慧網是輕量級、可二次開發的通用工業物聯網平臺,用戶可以基于自身需求,通過慧網和慧盒(V-BOX),快速搭建各行各業的工業互聯網應用,實現設備管理、數據對接、無人值守、遠程運維的功能。

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      1.2 維控慧網部署節點

      維控慧網(V—NET)是維控公司自主研發的通用工業互聯網平臺,在全球部署有三個節點:

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      1.3維控慧網總體安全框架

      維控慧網倡導全面安全的系統架構:在涉及到慧網任何一個產品功能角落,都必須有相應的安全措施報價護航。

      根據系統的模塊劃分,維控慧網安全可以分為以下幾個部分:

      硬件安全:慧盒能識別并拒絕未經授權的訪問請求,防止網關硬件被非法復制,對平臺發來的控制請求進行確認,以確保設備安全、硬件及其通信安全。

      平臺安全:防止未經授權的設備接入平臺;防止未經授權的用戶訪問平臺;防止用戶數據被未經授權地使用或者訪問。

      通信安全:防止通信被竊聽;防止通信被劫持;防止通信過程用戶信息泄漏。

      用戶安全:阻斷不當或可能導致危險的用戶操作;核實用戶身份、提醒用戶保護個人信息。

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      2、智慧水務

       

      2.1智慧水務的背景和意義

       水是生命之源、生產之要、生態之基,在當前我國決勝全面建成小康社會的關鍵階段,建設智慧水務是推動城市實現智慧化和生態化,從而提高人們健康生活質量、城市發展質量和生態環境質量的重要舉措,綠水青山***是金山銀山。在水環境問題日益加大的背景下,轉變水資源生產方式和消費方式,以更可持續的發展理念、更人性化和智慧化的發展模式補齊水務建設中的短板,這體現了解決關鍵性矛盾的大局意識。

      智慧水務是在水務信息化的基礎上高度整合水務信息資源并加以開發利用,以云計算、大數據、物聯網和移動互聯網等信息技術為支撐,通過智能設備感知水務企業生產、環境、狀態等的全方位變化,對海量感知數據進行傳輸、存儲和處理,實現海量數據的智能分析,為水務企業生產、經驗、服務和管理提供服務決策支撐,從而達到“智慧”狀態。

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      2.2智慧水務的現狀

      我國智慧水務理念與國際水平相比,還相對落后。隨著水務市場化改革的推進,供排水企業管理水平的需求大幅提升,自動化、信息化在水行業才開始得到普遍重視,智慧水務發展取得了一定成績。國內智慧水務的發展主要經歷了自動化、信息化和智慧化三個階段,目前,有很大一部分水務企業已處于信息化向智慧化的過渡階段。

      (1) 自動化水務階段

      水務自動化建設工作主要體現在基礎數據的自動化采集,以及泵站、水廠、閥門等設備的自動化控制,主要是將人從繁重的可自動化工序中解放出來。

      (2) 信息化水務階段

      在此階段,很多水務企業建設了企業管理、生產和運營必須的信息化系統,將原有的以人為主的管理運營模式,轉變為更加科學合理的量化管理和運營。以生產管理、官網管理、營業管理、無紙化辦公為核心的管理信息系統,已逐漸成為城市供排水企業不可或缺的工具。

      (3) 智慧化水務階段

      以物聯網、移動互聯、人工智能技術為代表的新一代信息技術正在帶來第三次信息技術革命,信息技術正在與居民生活和企業運行相融合。

      智慧化水務階段通過各種信息傳感設備,實現信息智能化識別、定位、跟蹤、監控、計算、模擬、預測和管理。在此階段,供排水企業開始以GIS與SCADA、ERP/EMS系統整合而成的一體化數據管理平臺,嘗試開展數據挖掘和大數據分析工作,全面提高了城市供水企業的智慧決策和管理水平。

      在云計算、人工智能、互聯網+等新技術和新模式催生下,為智慧水務發展帶來極大想象空間,這***是智慧水務新的發展使命和挑戰。

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      2.3智慧水務的發展趨勢

      2.3.1建設情況:水務企業態度積極

      研究表明,已開展智慧水務建設的代表性水務企業數量排列前十的信息系統為:抄表收費系統、財務管理系統、水廠中控系統、水廠自動化系統、微信公眾號平臺、安防監控系統、企業宣傳門戶、短信平臺、協同辦公系統、客戶管理系統,其中75.3%的水務企業均建設了抄表收費系統,改系統對于水務企業來說是***核心的業務支撐系統,微信公眾平臺作為***近幾年新流行的客戶服務工具,在52.7%的企業中的到了應用,反映了水務企業對于客戶服務的重視,以及對于互聯網等新型工具利用的積極性。

      此外一些比較新型的技術和智能工具也有一部分水務企業進行了應用,如BIM、輔助決策分析系統、成本分析系統、爆管預警系統、管網水力模型系統等。

      2.3.2市場空間:年增長36%的巨大市場機遇

      智慧水務市場也呈現持續增長勢頭,據統計,到2023年中國水務市場總體投資規模將達到8600億元,年均增長率為36%。按此增長速度,“十三五”末期,智慧水務市場投資規模突破200億元。

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      2.3.3發展方向:從單一的數字化轉向綜合性的智能化

      調研發現,智慧水務下一步發展的主要方向為:

      1. 數據庫、網絡等基礎設施建設,占比60%;

      2. 提高公眾信息服務水平,占比59%;

      3. 提高相關資源的整合利用水平,占比55%;

      4. 智慧水務規劃和頂層設計,占比52%;

      5. 建設數據倉庫和數據中心,提高分析及輔助決策能力數據,通過數據挖掘和分析獲取更多效益,占比49%。

      2.3.4企業轉型:多數企業看重戰略意義

      在水務信息化調研過程中發現,水務企業普遍認為,智慧水務建設對于企業發展戰略具有重要的支撐作用。77.4%的公司發展戰略需要而開發智慧水務建設。其次為信息技術發展的驅動,占比59.6%,第三驅動因素為市場需求,占比為46.8%


      3、智慧水務的系統架構和應用

       

      3.1系統架構

      維控智慧水務系統采用應用層、網絡層、設備層和傳感層的四層結構體系:

      應用層(平臺管理層):將物聯網技術與行業專業系統相結合,實現廣泛的物物互聯的應用,實現對信息資源進行采集、開發、利用和存儲,形成與業務需求相適應、實時更新的動態數據資源庫,為水廠的各類業務提供統一的信息資源支撐。

      網絡層:將來自設備層的各類信息通過網絡傳輸到應用服務層,為設備層和應用層提供******的數據傳輸。

      設備層:根據系統設定,對來自傳感層的結果做出反應,實現智能控制。

      傳感層:感知獲取水務系統環境中發生的物理事件和數據信息(溫度、流量、壓力等)。

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      3.2平臺部署方式:慧網部署

      將慧盒接入到慧網,以快速實現各種由PLC控制的機械設備與系統的聯網,實現無人值守,用戶可以通過“所見即所得”的開發方式,快速搭建工業互聯網平臺。

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      3.3系統建設目標

      通過簡化的配置,使原本復雜的設備數據處理流程變得簡單,結合云組態展現平臺實時、可視化的畫面實現設備數據采集報表明細的展現,大大簡化了人工檢查工作。維控智慧水務方案通過工業物聯網網關和設備進行連接交互,并將設備和儀表傳感器數據傳送到云上;提供設備和數據管理層來管理設備并安全地處理和收集設備、傳感器數據。

      3.4智慧水務系統應用

      3.4.1設備監控狀況評估

      對于水廠的機泵類來講,其設備具有運行連續性墻、運行環境惡劣等諸多外界因素,從而更容易造成部分組件(如軸承、漿片等)的惡化或受損,而這些組件的狀態如果沒有及時發現并做出正確的維護處理,則會導致更嚴重的后果。

      維控智慧水方案的系統架構可以對各工藝系統運行中風機、水泵等關鍵設備的振動、溫度、油液等參數進行在線監測、結合專業信號采集、分析和診斷技術,開展設備的故障診斷。利用工物聯網采集分設備監測數據并結合水廠的生產工藝(溫度、流量、壓力等)數據,維護記錄數據,并將實時數據分析套件針對可量化的監測指標,明確其監測數值和正常值判斷區間,采用機器深度學習的方法,評估設備健康狀態,進行預防性維護。

      3.4.2廠網一體化的管理優化

      廠網管控一體化業務是以水務企業生產經營業務為主體的管理,是對生產過程、經營過程的管理,要求對安全、運行、設備、檢修等進行全過程、精細化管理、生產工藝與業務流程管理系統建立在統一的平臺上,運行管理業務、檢修管理業務與生產實時相互融合。將實時監控與管理融為一體,管控力度增強,實現管控一體化。建立實時數據中心,為專家團隊提供遠程診斷手段。

      通過對設備以及傳感器數據的采集,支持排水設施管理以及調度方案的***優比選項,自動控制閘門、泵站開關,調節排水管網靜態至動態徑流量變化,提高管網調蓄容積的利用率。提供設備狀態監測,將生產實時與設備資產集成,能夠對重要設備建立完整的狀態監測,能夠將設備與生產實時關聯,全面反映設備的靜態信息和實時信息,為設備狀態檢修提供基礎和判斷依據。

      3.4.3水務信息網絡安全防護

      由于水務行業的特殊性,設計到地里信息、水文信息、管網分布信息、人口信息、國有資產信息等多種敏感數據源,因此對囊括數據采集數據分析、數據轉化和水務實踐業務在內的智慧水務云平臺系統的安全和隱私保護力度顯得尤為重要。如如何保障信息安全,成為智慧水務******發展的關鍵問題。維控慧網倡導全面安全的系統架構:在涉及到慧網任何一個產品功能角落,都必須有相應的安全措施報價護航。


      4、智慧水務方案總結

       

      4.1 方案優勢

      1、在慧網、云組態中實時遠程監控設備的運行數據,確保設備穩定運轉。

      2、記錄設備報警信息,可通過微信推送,E-mial通知,智能APP提醒等報警推送模式,及時通知到工作人員,提高故障處理效率,升級設備報警管理和維護保養管理。

      3、可在PC、手機APP、網頁端等實時數據監控、操作和設備管理。

      4、具有遠程穿透功能,可遠程修改自動化控制設備的程序。

      5、具有強大的邊緣計算功能,可進行智能的數據預判和分析。根據設備運行情況,實現精細化的運行控制和管理。

      6、分級權限管理:管理員賬號可根據實際需求對工作人員進分級授權管理,以保護數據、管理系統、設備的違規操作,保障系統的安全有序的運行。

      4.2 方案總結

      從自動化到信息化再到智慧化,中國的水務行業走過了信息產業技術革命與水生產、水消費、水治理等相結合的探索階段,正逐步走向以數據位基礎、以程式分析為手段、以人性化應用和產業增值為目的的成熟階段。實現智慧水務技術創新,是一項龐大的系統工程,需要依靠各個層次的組織共同努力。維控智慧水務解決方案可以******化生產力,降低實施成本,加快智慧水務建設上線時間,做好未來拓展規劃,采用分布建設方式,幫助您搭建具有項目特色的智慧水務。

       
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