20個智慧水務案例詳解(上)
時間:2017-09-19
來源:中國水網
作者:毛茂喬
導讀:經過一個月的申報、收集、審核,E20匯總遍布全國的20個智慧水務案例,供業內參考交流。上輯包含以給水廠和給水管網為主的相關案例,下輯包含以排水管網、污水廠、供排一體化為主的相關案例。本文為上輯。
近兩年,我國智慧水務進入高速發展期,大大小小的智慧水務企業如雨后春筍般涌現出來,同時整個領域也面臨著諸多問題,離真正的強大和成熟還有較遠距離。洞悉行業需求,E20環境平臺開展首期智慧水務案例評選,面向水務企業和智慧水務解決方案提供商,以識別行業中的佼佼者,引爆市場需求,推動智慧水務新突破。經過一個月的申報、收集、審核,E20匯總遍布全國的20個智慧水務案例,供業內參考交流。上輯包含以給水廠和給水管網為主的相關案例,下輯包含以排水管網、污水廠、供排一體化為主的相關案例。
(注:1. 下文按案例申報單位首字母排序;2. 由于篇幅限制,部分文字有刪減整合)
1.常熟中法智能水務綜合管理平臺及數據決策分析
案例申報單位:常熟中法水務有限公司
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案例簡介
受益人口230萬、服務面積1264平方公里。升級現有系統,新建多種系統,并對所有系統進行整合聯網,信息共享,實現供水生產、管網運行、客戶服務、工程項目、應急處理等業務信息的自動化分析處理,打造物聯網智能水務。通過實時數據采集平臺,采用地理信息可視化方式,有機整合,形成“城市供水物聯網”,做出相應的處理結果與輔助決策建議,以更加精細和動態的方式對整個供水系統的生產、管理和服務流程進行數字化管理。
案例亮點
利用移動GIS、工作流、北斗定位等技術,充分結合業務流程,搭建實現基于GIS的搶維修系統和工程管理系統,采用以BS架構的管理端系統和手持端系統相結合的方式,對搶維修和工程管理進行全過程標準化管理,打通客服呼叫系統和外勤系統雙向互通。通過搭建基于GIS的綜合運營平臺,綜合展示管網安全一張圖、管網漏損一張圖、用戶服務一張圖、污水等多種專題圖。并基于集成的各類數據實現管網運行監測、DMA分析、水力模型、應急調度、客戶服務、二次供水等輔助綜合運營分析決策。管網模型和算法的優化提高分析效率。遠傳表統一平臺、智能手機抄表、二次供水設備管理與巡檢。超融合數據中心,大數據分析決策系統。獲2016年中國地理信息產業優秀工程銅獎,蘇伊士新創建創新大獎、提名獎多項,城投公司創新獎銀獎,節能減排獎等多項獎勵。
效果評估
(1)為公司提供堅實、可靠的數據共享平臺,為各部門提供完善的地理空間數據服務。既解決了管網數據動態更新的問題,又節約了各部門在基礎地理和專題數據采集方面重復投入資金,節省費用大約195萬元/年。
(2)有助于運營部門更好地進行管網管理。系統實現網格化動態分區壓力管理,減少了自然爆管次數,使管網壓力運行在最經濟的工作區間,達到較好的能源管理效果,節能降耗。
(3)有效降低管網漏損。結合搶維修外勤業務系統,實時獲取最新漏點情況,加快漏點修復,可有效降低管網漏損,節約大量水資源。
(4)有助于新裝管道精確接水。在新裝管道時,管網GIS系統提供直觀的管網分布情況,并利用水力計算模型精確的計算出接水所需管徑與管道走向,從而降低了接水費用,綜合統計每年可節約生產成本50萬元/年。
(5)有助于管道安裝施工時準確開挖,減少資金浪費和設施維護。按每年新裝DN100以上管道120公里計算,可節約生產成本15萬元/年,每年尋挖節約維護成本8萬元/年。
效益評價
經濟效益:每年可節約253萬元/年的直接經濟效益,每年減少將近200萬立方水量的間接經濟效益。
社會效益:緊密結合供水管理的業務流程,實現公司各部門共享各類數據,及時有效地提供準確、可靠的數據,保障安全供水,并對突發性污染事件進行動態、可視化模擬預測,為事故應急處理提供決策支持,為規劃、設計、調度和改擴建方案等多種應用提供合理的參考依據,從而提升供水企業運行效率和管理水平,提升用戶滿意度。系統建成后在多家同行水司推廣應用,有幾十家水司來常交流考察。
數據處理能力
通過對管網模型的優化,目前已入庫的7500多公里的管網數據點擊查詢、全區查詢在1秒以內,基于管網拓撲的分析功能,例如爆管分析提升到3秒內分析出結果。
補充說明
在信息共享方面,通過搭建信息共享服務平臺實現企業各部門之間、企業與企業之間、企業與政府之間的空間基礎地理信息、管網信息、業務數據、監控數據的發布和共享。通過本項目也形成了多個系統運行管理制度,為系統管理職能的劃分、權限管理、數據更新、安全管理等方面提供依據。
數據決策分析已完成6個板塊的開發,涉及供水生產、客戶服務、能源管理、水質管理、內部管理和IPO等,至今已完成報表270多張,能夠在大屏、PC端和移動端隨時隨地地同步查閱數據。提供了統一的數據報表門戶,進行報表統一訪問和管理,實現各種業務主題分析、資料填報等。大幅減少各部門統計人員工作量,通過自動提取報表,廢除了人工統計和紙質報表。各級管理人員能夠及時掌握生產運行狀況,解決了以往出現的數據收集不全或者系統反應延期滯后帶來的問題,提高了數據化決策能力。
2.瀚藍環境實現供水停水、調度及規劃的智慧管理
案例申報單位:瀚藍環境股份有限公司
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供水GIS
供水模型
案例簡介
瀚藍環境已建成的供水相關信息系統有:OA、騰訊通RTX、瀚藍+、營業收費系統、供水GIS、供水SCADA系統、供水熱線系統、供水微觀模型系統和支付寶、微信公眾號服務繳費等。通過對供水管網運營的管理制度和流程進行適應性的調整和設置,將供水管網的業務運營(如停水管理、調度規劃、巡檢報修、客戶服務、移動辦公等)與已有的信息系統集成和串聯起來,在信息系統建設投入未大規模增加的前提下,減輕了企業員工的勞動強度,提高了運營效率和勞動生產率。智慧水務系統應用的結果覆蓋了佛山市南海區1073.82平方公里的范圍,服務人口約300萬,獲得較好的經濟效益和社會效益。
案例亮點
智慧停水管理:通過供水GIS,一個人,可完成停水方案制作。通過企業OA開發的停水業務審批流程,一個人,可發起停水業務審批。而借助于瀚藍+的移動辦公系統,各級管理人員和停水有關各方可實現流程的移動審批,時效性大為提高。通過供水GIS與營業收費系統和短信系統的接口,在完成停水方案制作的同時,一個人,可實現對受停水影響用戶的即時短信通知。通過供水熱線系統以及該系統和微信公眾號接口、內網、外網調用,一個人,一次輸入和發布,可同時實現停水通知在微信公眾號、企業內網、外網的發布。借助于RTX和瀚藍+平臺,一個人,可將停水工程的進度進行實時通報,并實現現場與各級管理人員的實時溝通及調度協調。
智慧管網調度及規劃:通過供水管網微觀模型與供水GIS、營業收費系統和供水SCADA系統接口,提高了模型更新效率和準確性,在供水管網規劃、供水調度方面發揮了越來越大的作用。
效果評估
智慧停水管理:協調復雜、涉及面廣的停水業務運營管理,瀚藍環境通過智慧水務建設和應用,不僅做到只需一個人就完成了上述業務工作,同時,還保證了業務開展的時效性和標準化。在目前企業用人成本不斷增長,社會對供水企業的停水服務要求越來越高的趨勢下,瀚藍環境停水管理的智慧系統應用,有很大的借鑒意義。
智慧管網調度及規劃:瀚藍環境還將供水管網模型的應用與供水調度、供水規劃業務開展聯系起來。在企業每年的高峰期調度、大范圍停水施工、重點供水規劃中開展應用,在保障全區用水壓力的同時,供水管網平均壓力逐年下降,間接降低了供水能耗和管網漏耗。在近年佛山西站管道遷改,新桂城水廠DN2000和DN1800專用輸水管調度、海八路~佛平路DN1200供水管道工程規劃等業務中也發揮了重要作用。
效益評價
智慧停水管理:通過智慧供水系統,瀚藍環境只需一人可完成,大大節省了人力開支。社會效益方面,實現了停水業務管理流程化、規范化和標準化,降低了停水對用戶的影響,用戶滿意度也逐年提高。
智慧管網調度及規劃:通過智慧供水系統,對管網調度不斷進行相應優化調整,指導水廠運行及水壓調節,使出廠水壓及管網水壓不斷下降至最合理范圍,下降幅度已有13%,管網爆管數量已大幅度減少。南海第二水廠千噸水電耗相比以往未科學分析前下降3-5度,幅度約1.2%。通過智慧供水系統進行管網規劃設計進行評估,可根據企業實際情況分析各種管網設計方案,選取最優、最經濟的方案。避免設計方案不合理造成的實施效果不佳或不能滿足需求的情況。比如,從最優管徑評估,原本設計需要敷設DN1600管道的工程,若改為DN1400即可完全滿足需求,則整個工程可節省數十甚至上百萬元。
數據處理能力
瀚藍環境供水GIS系統基于ARCGIS技術手段進行開發,采用“私有云”的方式提供軟件服務。系統采用瘦客戶端模式。供水GIS系統支持100個或以上的并發用戶,且50個并發用戶在線時,WEB發布的實時畫面的刷新時間不大于1秒;登錄的時間、查詢管網信息及屬性數據的時間不大于3秒;進行供水管網信息系統下的業務要求操作,例如超過6000戶的用戶信息導出,響應時間不大于30秒。
瀚藍環境供水管網微觀模型系統以節點連續性方程和管道能量方程—管網基本方程組為基礎,通過水力分析計算可以得出管網中節點的壓力和管段的流量、流速等水力參數。在基于Windows 7平臺,使用3GHz英特爾® 酷睿™ 雙核處理器,內存4G,128Bit獨立GPU顯卡,128MB顯存,存儲空間500G的硬件配置下,在一個擁有10萬節點的水力模型中,單次平差計算實測時間約3.5秒。
3.江陰市智能水務建設項目
案例申報單位:江蘇江南水務股份有限公司
案例推薦單位:北京清控人居環境研究院有限公司
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案例簡介
江南水務供水管網服務面積覆蓋城鄉987.5平方公里,供水人口124.8萬戶,日供水量達到90萬噸。項目基于生產數據中心和GIS技術,實現了供水系統包括壓力、流量、水質、水廠、泵站、二次加壓泵房、管網故障、人員、警報等各種動態信息的深度整合和決策應用,項目還集成了具有國際前沿水平的實時調度技術,實現實時的模型分析和調度決策支持,從而幫助水司構建先進的城市供水綜合監控、預警、決策和指揮平臺。
案例亮點
核心優勢:項目基于生產數據中心平臺構建,打通了企業生產型數據的壁壘,全面整合了企業各種實時生產信息;項目基于GIS的地圖展現模塊,實現了數據整合,構建了深度整合的動態信息應用平臺;項目采用了實時調度技術,采用全B/S架構系統,方便使用,同時易于部署和升級管理。
成果及獲得榮譽:項目構建了智能水務協同運行總體框架并進行了系統研發,實現了城市供水系統的在線監測、在線模擬、智能調度、應急處置、巡查養護、客戶服務和資產管理等智能服務功能。在關鍵技術方面,項目在水務物聯網資產管理、管網在線模型、基于實時數據分析的水泵真實參數識別等三項技術方面取得了突破,在建設部評審中獲得了國內領先水平的認定。
效果評估
江南水務于2014年3月將實時模型系統投入使用,經過幾個月的穩定運行后,于2014年7月進行實時調度系統的測試運行,系統提供實時調度指令,調度人員執行實時調度指令。運行結果表明,實時調度系統提供的實時調度指令可以滿足管網運行要求,指令科學合理。項目組對優化調度算法及系統不斷優化,并進行了帶泵模型優化調度方案的應用測試。優化調度系統測試運行期間,水廠電耗下降幅度明顯。
效益評價
通過新技術、新模式的應用,幫助江南水務提升管理水平,為江陰市提供優質安全的供水服務,為企業提升了社會效益。幫助小灣水廠的“千噸水電耗”降低了9.6%,肖山水廠降低了0.25%,整體千噸水電耗降低了3.93%,提升了經濟效益。
數據處理能力
實時模擬系統水力學平差計算采用成熟的開源工具EPANET,結合先進的在線模型架構,以及實時數據清洗算法,實現了給水管網模型的實時在線模擬,并在實時水量預測的基礎上實現了實時調度決策支持,通過調度算法的優化,在不增加系統負荷的前提下保證了整個實時模擬和調度系統的實時性,同時建議指令的采納率達到了80%。
補充說明
水泵率定技術突破傳統的水廠整體評估限制,采用專有的數據挖掘技術精確分析每一臺水泵的實際運行特性,免去了繁瑣的現場測試工作,不受現場安裝條件的限制、不對生產過程造成任何影響、無需任何額外監測設備投資。
江南水務實時調度算法全面考慮了水量預測的實時性、調度方案計算的實時性、操作合理性和特殊工況的實時應用,對于供水調度的指導更具實用價值。
4.昆明自來水集團有限公司生產數據管理平臺建設項目
案例申報單位:昆明自來水集團有限公司
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系統界面
可視化報表
案例簡介
為實現集團公司及各下屬子公司對于數據信息的共享、集成、數據挖掘分析,建設公司范圍內的數據中心機房和企業數據中心,集團公司決定實施本項目。主要分為生產數據管理平臺建設項目部分、機房改造項目智能化設計及施工部分,前者包括水庫運營、制水運營、管網運營、供水服務分析、水質管理分析、財務分析、營銷管理分析等7個板塊,后者包括機房裝修工程等11項內容。業務范圍包括生產數據、經營數據、實時數據、視頻碼流。項目受益人口近500萬人,服務面積超過600平方公里。
案例亮點
(一)核心優勢
以自來水集團信息化的統一運作為前提和基礎,建立一體化的管理系統應用平臺。采取“云+端”系統建設模式,構建集成管理系統應用平臺適應管理創新和信息系統的持續優化。“云”即集團統一的私有云平臺,包含基礎設施即服務(IAAS)平臺,平臺即服務(PAAS)統一開發環境及軟件即服務(SAAS)應用平臺,充分滿足集團及下屬單位基礎設施服務及軟件應用服務需求。“端”即應用端,集團及下屬各單位都是私有云平臺的應用端,私有云平臺統一為應用端提供服務。
(二)創新點
一是機房建設采取綠色環保節能方式;二是數據中心和網絡采取高可靠性設計方案;三是KPI指標體系設計;四是統一的指標分析框架;五是統一的主題模型設計及展示。
(三)客戶評價
平臺建設的公司外網門戶網站及配套服務模塊實現了供水服務水平質的提高,顯著提升了供水企業的社會服務形象和窗口服務。不但能實現水費查詢、快捷繳費等基本功能,還能對用戶反映的問題及時解決、及時處理、及時反饋。充分實現了供水企業與用戶的良性互動,讓用戶感覺到實實在在的方便和快捷。
(四)獲得榮譽
項目入選昆明市工信委組織的“兩化”融合示范項目。
效果評估
(一)通過平臺建設,公司經營管理成本有所降低,工作效率明顯提高。平臺的使用不僅在很大程度上改變了依靠手工和紙質傳遞的傳統模式,還簡化了數據流轉環節、提高了數據可靠性,在公司日常生產經營活動中發揮了越來越重要的作用。
(二)機房采用綠色環保技術,與同等規模但未采用該技術的機房比較每年可節約電費約9萬元;本平臺規定了公司數據交換標準規范,減少了因頻繁系統接口建設和低效不規范數據標準帶來的無效管理維護費用;通過項目建設構建了昆水云的智慧水務架構,使集團各分、子公司在昆水云架構下只需重點關注軟件服務建設從而節約大量基礎平臺建設費用。
效益評價
(一)經濟效益
1.供水生產:通過平臺建設,有效提升了供水質量的可靠性和穩定性,降低了供水藥劑、生產用電消耗,可減少供水生產人員配備,有效降低了供水生產成本,提高了企業資金使用效率。
2.企業管理:通過平臺建設,簡化了數據流轉環節、提高了數據可靠性,公司經營管理成本有所降低,工作效率明顯提高。
3.信息化:機房采用綠色環保技術,與同等規模但未采用該技術的機房比較每年可節約電費約9萬元;本平臺規定了公司數據交換標準規范,減少了因頻繁系統接口建設和低效不規范數據標準帶來的無效管理維護費用;構建了昆水云的智慧水務架構,使集團各分、子公司在昆水云架構下只需重點關注軟件服務建設從而節約大量基礎平臺建設費用。
(二)社會效益
本項目作為昆明智慧城市建設的一個重要組成部分,可進行供水數據資源共享、決策及給供水用戶帶來更好的服務體驗。
1.平臺對整個供水生產、經營、服務系統進行了全過程、實時監控,全面提高了整個供水產業鏈的穩定、安全運行,有效地提升了自來水水質監控水平,大大地提高了昆明城市供水保障率和供水安全。
2.平臺對公司重要生產數據和經濟管理數據進行統一收集、整理、規范和分析,對自來水行業決策、分析、應用提供了堅實的數據基礎。
3.平臺建設的公司外網門戶網站及配套服務模塊實現了供水服務水平質的提高,顯著提升了供水企業的社會服務形象和窗口服務。不但能實現水費查詢、快捷繳費等基本功能,還能對用戶反映的問題及時解決、及時處理、及時反饋。充分實現了供水企業與用戶的良性互動,讓用戶感覺到實實在在的方便和快捷。
4.平臺建設符合國家產業政策,是國家、省、市重點支持的發展領域。有利于傳統行業結合互聯網+生產+管理+服務模式的創新,在提升服務社會、便民服務也具有重要意義。
數據處理能力
(一)企業服務總線性能(常規雙核服務器配置):核心進程性能指標單實例運行(不含業務壓力)滿足平均CPU負荷低于10%,管理界面響應時間-〉用戶執行配置管理(不包含消息查詢)響應時間需<3秒,傳輸效能-〉可接受500線程并發訪問;無業務處理邏輯,大小為4K的消息接收吞吐量為1000筆/秒;
(二)實時數據庫性能(常規雙核服務器配置):在保證數據高速讀寫的情況下,能夠實現數據的有序存儲,從而使系統具備長期運行幾乎不出現磁盤碎片的特性,因此,在數據存儲和檢索方面,性能具有很強的穩定性。
上述先進技術的使用,使實時數據庫內核系統具有500萬條記錄/秒的存儲性能,配合客戶端的過濾技術,整個實時數據庫系統可達到近千萬條記錄/秒的極高存儲能力。
5.新加坡智慧水網系統
案例申報單位:賽萊默(中國)有限公司
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案例簡介
該項目是為新家坡公用事業局(以下簡稱“PUB”)供水部開發的一套智慧水網系統,幫助提高新加坡供水管網的運營效率。智慧水網系統通過在管網上安裝傳感器以獲取在線實時水力數據,并提供一系列的水網管理工具輔助管網運行管理,包括爆管、水質事件報警,漏點定位,在線水力建模,閥門操作模擬與仿真,自動分區模型,用水需求預測和負荷分配,以及基于GIS的數據可視化展示等。該項目服務的管網長度約5500km,服務用戶達140萬。
案例亮點
該項目是集物聯網技術、大數據分析技術、GIS技術、計算機技術、一體式傳感器、水力模型為一體的綜合性供水運營管理系統,實現城市供水管網的漏損監控及定位,同時,兼具水網數據管理與分析、管網資產評估、水力模型建模、優化供水調度、水量預測、水網分區等功能,幫助供水企業提升供水運營效率。系統的核心優勢是實現了機器學習和大數據處理與分析在供水行業的應用,并取得了較好的漏損監測以及運營決策的效果。基于壓力、流量、水質、遠傳水表、聲吶等管網實時監測數據,進行大數據分析與建模,形成漏損監測模型,分析用水規律或相關操作引發的供水工況變化,提供7天×24小時爆管監測和報警定位,隨著機器學習時間的延長,能盡可能的減少和消除系統的爆管/泄漏誤報,智慧水系統項目在漏損實時監測和提升供水運營效率方面獲得了國際水協的高度認可,并于2014年獲得了國際水協(IWA)創新項目獎。
效果評估
在漏損管理和水質監測方面,系統能夠實時監測漏點,并定位漏點位置,使用戶能及時響應并采取修補措施,發現水質異常,及時向供水部發送報警通知,資產評估模塊提供未來一段時間可能出現管網故障的區域信息,指導用戶優化管網修復與改造計劃,有效的降低爆管、延長資產的使用壽命,為用戶節省了大量的時間和精力。在運營優化方面,供水調度工具綜合了水的生產、輸送、分配和供應各環節的水量數據,實時預測供水短期(提前24小時)需求來優化供水配置,確保水資源的最大化利用。智慧水網系統對新加坡較低漏損率(NRW維持在5%)的保持做出了重要貢獻。
效益評價
經濟效益:近兩年,智慧水網系統在新加坡案例中監測到的漏損事件有110多例,在預測的爆管高發區域,有效防止的爆管或泄漏約3-5個/千米,據用戶統計,有效節約的經濟損失折合人民幣約4000萬元-5000萬元。
社會效益:智慧水網系統的建設對居民用水、供水優化以及水資源污染問題的解決具有重要意義。智慧水網系統的實時漏損與水質監測,提早了供水企業對漏點和水質異常事件的發現時間,在用水客戶報修之前,供水企業就已采取了相應的措施,不僅防止了可能引發的更嚴重的事件,也保證了供水安全,提升了供水企業的對外服務形象;實時、短期的用水需求預測,使供水調度按需分配,有效提升了水資源的利用率。
數據處理能力
系統的大數據分析引擎包含多種算法與模型,如多種信號處理工具、機器學習工具、異常事件監測工具等,通過機器自動學習的方式歸納供水運行數據(系統中分析的數據包括壓力數據、流量數據、聲吶數據、水質數據和遠傳水表數據等)的結構、模式,從而識別供水管網中出現的異常事件。比如漏損監控模型,通過模型分析高頻壓力瞬變、流量、聲吶數據,識別管網異常情況下的數據流模式,從而監測供水管網中發生的漏損并定位漏點位置。系統基于大數據分析,僅高頻壓力傳感器監測的數據每秒采集的數據量最高可高達256次。
補充說明
該項目于2013年12月啟動,分兩期開發和部署智能水網系統。在I期階段,對新加坡6個供水區(項目共11個供水區)的供水管道部署了210個傳感器,在該項目的II期階段,另有111個傳感器部署于剩余的5個供水區。傳感器包括水質壓力聲吶多功能探頭,流量壓力聲吶探頭和壓力聲吶探頭。
6.紹興供水智慧管網系統
案例申報單位:紹興市自來水有限公司
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爆管定位
水力模型
案例簡介
紹興水司作為紹興市水務集團下屬的一家國有獨資供水企業,主要承擔著全市供水管網投資建設、管網運行維護及自來水銷售和服務等職能。目前,整個供水區域面積達500平方公里,服務人口約100萬人,供水用戶40萬余戶,管網總長約3900多公里,年供水量約1億立方米,公司管網漏損率已連續9年控制在5%以下。供水智慧管網系統從2014年4月份開始啟動建設,到2016年5月份通過住建部建設行業科技成果評估,得到行業專家一致好評和高度認可。
案例亮點
紹興市自來水有限公司已先后建成供水管網GIS系統、調度SCADA系統、DMA分區計量、管線巡檢、水力模型、熱線呼叫系統、營業管理系統、微信公眾服務平臺8套信息系統,全力打造供水管網“一幅圖、一張網、一本賬、一平臺”的綜合性管控平臺,通過技術與管理并舉,以更及時的感知、更高效的處置、更科學的決策,實現了連續3年自然爆管零次、連續9年產銷差率5%以下的業績,初步建立了供水管網安全保障與漏損控制的長效管理機制。
智慧管網系統共計擁有授權專利3項,7項軟件著作權,4篇論文發表。
浙江省紹興市供水管網漏損控制項目在2016年1月獲得住建部頒發的“中國人居環境范例獎”。2016年5月份已通過住建部建設行業科技成果評估。
效果評估
該系統是在GIS系統、調度SCADA系統、營業系統等信息系統基礎上,整合巡檢系統、水力模型系統、管網分區計量系統等建設而成的,是供水企業數據大集成,實現一個平臺管控,在公司管網運行管理及漏損控制過程中發揮著重要作用,大大提高了信息化、智能化管理水平。
通過智慧管網系統多種技術手段、多種功能模塊的應用基本消除了由于管網壓力調節不合理引起的人為爆管等事故,同時為公司管網漏損率控制方面起到了明顯成效,成功地將管網漏損率從2000年的21.07%控制在目前的5%以下,每年減少管網漏損水量近1000萬立方米,相當于節省了一個西湖的水量。
效益評價
經濟效益:(1)公司業務在系統內全電子化閉環控制,每年直接減少人力資源管理投入成本近100萬元。(2)每年通過系統及時預警發現突發性事故10多起,累計減少水量損失3000立方米/小時,及時預警發現趨勢性事故50多起,累計減少水量損失近1000立方米/小時。(3)通過系統對管網健康度的動態分析評估,合理安排舊管網修理、更新,有效延長管道使用壽命,每年改造經費節省超過300萬元。
社會效益:智慧管網系統利用物聯網、管網仿真、大數據分析技術,全面、有效監測管網運行狀況,為控制管網漏損起到了重要作用。同時,智慧管網中巡檢系統與呼叫系統結合,為公司推出的“20分鐘服務圈”提供支撐,提升了企業形象。
數據處理能力
(1)通過水錘記錄儀進行高頻壓力采集,實現對管網壓力突變、管網水錘的實時監控與分析。水錘記錄儀采用電池供電,并選用高于0.1級的壓力變送器,以GSM/GPRS為通信平臺,最短40毫秒的時間間隔進行數據采集。
(2)通過對計量分區流量數據特征進行研究,基于聚類算法實現爆管預警技術,準確識別出爆管事件,在保證對爆管事件較靈敏的同時獲得了極低的誤報率。
(3)通過水力模型與SCADA系統的融合,根據計量水表的流量檢測值動態調整水力模型節點流量分布,建立了具備自適應性的在線水力模型并開發了一系列應用技術——水量在線預測、管網在線調度、虛擬監測點設置、可操作共享水力模型。
(4)為支撐傳感網規模帶來的瞬時數據流,解決長期困擾水司的傳感層數據規模帶來的數據延時問題,智慧管網系統采用了“流式”計算引擎,以實現秒級大數據通過。通過流式計算引擎,借助其分布式特性,可以在理論和技術上支撐起百萬級傳感網。
7.上海閘北漏控示范項目
案例申報單位:深圳市拓安信計控儀表有限公司
案例推薦單位:上海城投水務集團供水分公司閘北供水管理所
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案例簡介
閘北示范區為上海城投水務集團閘北供水管理所所屬長江供水管理站(公司二級分區)供水范圍,所轄面積約9.4平方公里, 2014年最大日供水量約合8.5萬噸/日;區域內各類在線管線共計300多公里,居民戶表數12萬多只,為典型的居民住宅集中區。建設閘北示范區不僅是分區計量儀表安裝的硬件工程、系統集成(數據處理)軟件工程的示范,更是供水產銷差控制管理模式、管理思路的示范,項目從2015年初正式啟動。
案例亮點
通過實施大表改造,提升計量效率,45臺高精度安信電磁水表月均增收水量10%左右;通過ThinkWater®漏控系統輔助實施小區DMAs建設,168處DMAs覆蓋區域90%范圍,2年降低漏失水量超過500萬方。項目建設后,運用ThinkWater®漏控系統在基于互聯網、物聯網開展數據挖掘和大數據分析,通過供水企業進行多項降漏舉措持續改善,在售水量穩步提升的同時,供水量較建設初期下降了1.5W方/天,效益顯著。
案例亮點
項目圍繞五項技術進行研究及示范(基于壓力驅動漏失(PDD)的管網建模技術;三層級管網分區技術;管網動態壓力調控技術;基于貝葉斯與盲源分離算法的漏失評價定位技術;基于異網通訊的城市管網在線監控系統技術),開發并應用管網建模、管網分區、壓力管理、漏失定位、管網監控技術及相關系統,實現供水管網的全面梳理和優化,并對日后的智慧化管理提供技術手段。項目已獲得授權發明專利3項,軟件著作權6項。項目成果經國家一級查新機構查新,結論為“目前在國內外所查文獻中除委托單位發表文獻外未見相同報道。”并經科技成果鑒定為“國內領先”水平。
效果評估
在東莞常平鎮示范實施,采用適用于我國環狀管網分區的控制漏損技術對全管網進行三級分區,建設二級分區30個,三級分區80個、壓力示范區3個和DMA漏失定位示范區1個;開發管網水力模型系統進行管網建模與診斷,建模精度遠超英國WRC模型精度評價標準;開發并應用管網物聯網系統、GIS系統和營業收費系統,并采用云計算集成各系統建成管網數字化平臺;獨家引進并應用i2O壓力管理系統,實現分區管網壓力自學習優化。
通過項目實施后,管網漏損率由20.77%降低到12%以下(11.70%);供水能耗由238.18kW•h/km³降低到174.00 kW•h/km³。壓力管理區管網漏損率分別下降比率49.30%,9.2%,4.9%。通過管網分區管理和各系統的應用實現管網管理指標化、信息化、智能化、可視化。
效益評價
通過項目實施,東莞常平粵海水務有限公司,累計節約成本1832萬元。項目成果在粵海水務旗下供水公司推廣,已實現節約成本3000余萬元。同時通過項目的實施,提高了供水可靠性和供水服務水平。通過本項目實施完善了粵海智慧水務建設,形成供水管網漏損控制整體解決方案和標準化實施體系,有助于快速復制和推廣應用,產生巨大的經濟效益。
數據處理能力
管網管理系統和客服系統、水務物聯網平臺實現無縫對接、數據實時更新,通過管網分級校核和分區校核的方法實現自動校核,結合水量預測算法、管網自動分區算法、管網資產評估算法,為管網規劃、供水調度、事故時評估、消防時評估、管徑優化、管網改造評估等提供科學依據。系統當前運行環境下,管網壓力智能調控策略生成及分發時間≤2分鐘,全網及各分區水平衡分析計算時間≤3分鐘,全網水力模型動態更新周期≤30分鐘。
10.鹽城市供水管網分區計量改造
案例申報單位:江蘇中科君達物聯網股份有限公司
案例推薦單位:鹽城市自來水有限公司
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案例簡介
鹽城市自來水公司是鹽城市區自來水生產與供應企業,負責市區及所屬的鹽都、亭湖、市經濟開發區、及下轄各個鄉鎮的自來水供應和服務,擁有城東水廠(30萬噸)、鹽龍湖水廠(30萬噸,后期將擴至60萬噸)、河東水廠(30萬噸),供水能力為 90 萬噸/日,服務人口200萬。隨著城市建設的逐步擴張,城市供水要求的逐步提高,急需通過信息化技術來,實現從生產監控到企業所有資源計劃優化、多業務集成、高效辦公的一體化來滿足日益提升的生產運營、企業管理精細化管理的要求。
案例亮點
核心優勢:以鹽城市自來水公司的營銷業務為重心,以駐廠式技術輔導為依托(簽訂為期4年的項目技術服務協議),以水司信息化部為樞紐,向水廠管理、供水調度延伸,實現水司供水各個職能部門對各個業務環節統一的監控和指揮,提高供水突發事件的應變能力,平衡供水需求,并且依計劃實現分區計量。通過對監控數據的挖掘和分析,為科學調度和宏觀決策提供必要的支持。
創新點:公司高層隨時能得到最新、最全的信息數據,可以隨時監控各類業務進展情況,不再被動地等待各部門上報的各種報表,不用擔心數據是否準確、健全、被加工,不用再面對枯燥的數字。
客戶評價:該項目總體規劃方案可行,分步實施階段分配相對合理,項目具備較強的可操作性。
效果評估
初期實施后,漏損率下降5%,供水管網壓力實時反饋系統的應用使能耗節約10%,計量設備的運維周期由之前的主動式運維變為被動式運維,周期由一年延長至兩年,但實現了每3個月對計量設備進行一次遠程巡檢及抄表稽查,人力工作量減少50%。實現了瞬時流量50方左右突變的預警,通過夜間最小流量分析,實現20方左右新增漏點的預警。并且通過分區建設,強化了“預警分析、運維處置、績效考核”的業務管理機制,解決了之前的各個系統的信息孤島問題。
將公司的宏觀信息:原水量、供水量、售水量、應收水費、已收水費、生產能耗、注冊用戶、已建管線、在建工程等,采用直觀的儀表盤、對比曲線、實時數據等多種組合方式展示,為決策層提供公司全局性的數據。
面向分管經理,提供營業所、水廠、工程管理的標準模板,通過成熟的或特定的工作指標,用統一的模板進行客觀的、全面的工作總結和評價。
面向中層干部,按權限提供專業管理(職能科室)或者區域管理(水廠、營業所)的管理職能,可以對生產、營銷、工程等分類管理。可以對管理領域內進行具體指標的深度分析,趨勢判斷,更利于各項管理措施的及時性和有效性。
效益評價
經濟效益:相較同行業節省人力20%,相較企業歷史指標節省開支30%,水費回收率較歷史指標提高10%個百分點。
社會效益:減少現場的后期維護、平臺的便捷性省去了操作人員的額外數據處理、省去了現場抄表、通過管網流量、壓力等數據分析排除異常,減少漏損及爆管可能、人文方面,分析小區或商戶等大用戶進水水壓,及時調整壓力減少用戶投訴,減少用戶投設40%。
數據處理能力
該系統可以實現標準功能快速配置、個性需求快速定制和擴展,移動、WEB、GUI三位一體,Open API,連接更多系統。它具有如下特點:1)客戶端:碎片化、多樣化;多屏互動交互(PC、移動、智能設備…..)。2)持續優化高可用集群:負載均衡,當單點實例出現故障時,系統依舊可以穩定提供服務;高并發能力,支持超10萬以上的用戶應用。3)資源調度與內存管理:擁有虛擬化技術;資源智能調度;內存計算。4)數據庫優化與創新:內存數據庫;讀寫分離、OLAP/OLTP分離;大數據表結轉、物化視圖。
補充說明
與鹽城市水司的合作模式采用駐廠式服務方式,我司相關技術人員被聘任為專家顧問,與水司建立一對一、實時化、深入式的互動與服務模式,使項目實施效率高,執行效果好。
效果評估
實施主動漏控管理前,該片區產銷差水平約為50%左右。通過大用戶舊表改造更換安信電磁水表和ThinkWater®漏控系統助力小區DMAs的持續建設兩大關鍵舉措后,示范區以每年降低10%的速度產銷差持續下降。到2016年底,示范區產銷差已由建設初期的50%多下降到30%左右,成效非常顯著。
效益評價
上海閘北漏控示范項目的建設,使得該區域內產銷差下降了20%,累計降低漏損水量超過500多萬噸。同時通過對示范區運營管理的總結,也形成了各類漏損控制管理的標準,給上海城投水務集團供水分公司各營業所起到了很好的示范作用,并在集團進行了大力的推廣。通過復制閘北示范區的成功經驗,供水分公司(日均供水量440多萬噸)產銷差已累計下降5個百分點,創造了巨大的經濟效益和社會效益。
數據處理能力
通過數據擬定、參數估計、插值等算法對基礎數據進行整合及清洗,運用大數據云平臺技術對在線數據進行實時預警監測,異常問題快速發現并響應報警提醒。
8.高平自來水公司智慧水務管控一體化平臺建設
案例申報單位:新天科技股份有限公司
案例推薦單位:高平市自來水公司
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案例簡介
高平市自來水公司成立于1981年,在智慧水務建設實施之前,存在因為歷史問題造成的城區供水不均勻,城區共有三個供水廠,各自進行管理使得在各個供水廠交界區域的居民有很多的不便利,在后期進行智慧水務管控一體化平臺的建設后已經將城區的三個供水廠整合統一管理,建立成為了一個輻射面積90平方公里,供水人口16W人的供水公司。
案例亮點
智慧水務管控一體化平臺以“業務整合、互聯互通、融合共享、智能決策”為內涵,緊扣企業發展戰略,從水務信息整體化的視角出發,以業務流程化、標準化為基礎,以數據集成共享為重點,以科技創新為動力,以智能決策分析為引導,以領先行業信息化高水平為目標,實現從數據零星分散向大數據資源集中、從獨立設備向物聯網互聯互通、從系統孤島向系統全面集成、從業務需求支撐向決策分析支持的轉變,以推進高起點、高標準地“智慧水務”建設。
在整個高平市自來水公司管控一體化平臺的建設中,我們深入的與高平市自來水公司的各個部門進行交流,為高平自來水公司定制開發了一些他們特有的功能,得到了客戶公司各個部門和領導的高度評價,在使用中也有效的提高了公司在日常事務上的效率。
效果評估
在智慧水務管控一體化平臺運行之后,有效的解決了公司在之前存在的關于生產調度,管網漏損,電耗過高的問題。
管網漏損率依托于軟件系統的水量分析,公司重點解決了5個高漏損率的區域,使用期間,漏損率連年下降,從25%以上的漏損現已經降到了15%之內。在公司沒有新建水廠的情況下為保證了新增3000余戶的用水。供水能耗從每噸水1.6度電,降低了25%。調度管理周期從原來的1-3個小時到現在10分鐘之內對整個管網的控制調度。
智慧管控分析根據運行三年的數據進行數據分析,在出現生產或者管網事件之后,分析之前的操作,進行最優方案的分析,并反饋給管理者,給管理者進行處理方案的優化提示。
效益評價
(一)經濟效益
1、降低漏損、提高產銷差
依靠先進的監測工具和運行的DMA漏損控制系統,供水管網漏損率從23%降低至15%以內。
2、供水安全,降低損失
通過智慧水務平臺建設的實施,建設全方位的物聯網感知系統,對制水、送水、用水、污水處理實現100%的設備安全運行。
3、實現被動到主動
實現對設備和管線的監測,利用流程業務自動化處理,實現人為、自然破壞的監控,實現100%的被動發現到主動發現。
4、業務流程自動化
整合部門與部門之間的業務流程,建立整個集團大統一業務流程,利用先進、成熟的業務流程管理平臺,實現業務流程的100%自動流轉,提升管理水平。使用先進的移動辦公終端解決PC終端帶來工作不方便性,提高90%的辦公效率。
5、節約管理費用和庫存成本
信息化系統自動作業代替了人工工作,帶來人員成本的節約和辦公成本的節約。能有效管理庫存,降低庫存并節省成本。
(二)社會效益
1、大大增強供水的安全性;2、企業信譽度提高:企業能夠以一種快捷、準確的方式為客戶提供信息與需要的服務,提高客戶服務質量和企業業務能力;3、核心競爭力增強:為決策者提供有力數據支撐,增強決策的準確性,提高核心競爭力;4、對外合作能力增強:擁有先進的IT系統,可改善企業形象,使得企業與外部的合作地位加強。
9.東莞常平鎮供水管網漏損控制技術
案例申報單位:廣東粵海水務股份有限公司
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案例簡介
針對城鎮供水管網漏失嚴重,水資源巨大浪費等問題,開發城鎮供水管網漏損控制技術,集成管網監測、管網建模、科學分區、壓力精細管理技術,并進行示范應用及技術推廣。東莞常平鎮面積108km2,供水面積72 km2,DN75以上管網長度330公里,總人口50余萬,自來水廠供水能力28萬m³/d,實際供水量約為22萬m³/d。