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智慧城市供水系统

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智慧城城市供水系统

发布时间:2015-11-01 11:58 信息来源:本站 浏览点击:
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1 产品概述 随着城市的发展,二次供水已成为城市供水不可缺少的环节。二次供水缓解了城市供水压力不足和水量分配不平衡,解决了高层节能建筑和低水压区单位居民的用水问题。二次供水

1 产品概述

  随着城市的发展,二次供水已成为城市供水不可缺少的环节。二次供水缓解了城市供水压力不足和水量分配不平衡,解决了高层节能建筑和低水压区单位居民的用水问题。二次供水成为了整个城市供水系统的重要组成部分,也是最终保障供水水质和供水安全的重要环节。但近年来,随着城市建设的快速发展和高层建筑规模的不断扩大,二次供水问题越来越突出。从全国看,城市的二次供水形式多样,随意性强,二次供水设施建设和设备质量参差不齐;二次供水管理缺乏统一规划管理;二次供水的安全稳定和节能向题;二次供水水质安全已经成为了当前城市供水安全的薄弱环节,保障二次供水水质不受污染,保证二次供水水质是重要内容。

  基于上述问题,杭州美安物联科技有限公司联合高校研发中心,应用SOA、J2EE、嵌入式、人工智能、分布式计算和检测、无线通信和Web Service等技术,整合物联网、云计算和移动互联等新一代技术,融合“智慧供水”的概念,研发了基于物联网的智慧安全供水系统。系统通过互联网和移动互联网架构的物感网络,监测供水泵房内的设备的工作状态(电压、电机功运行电流、湿漏、电机实时温度、功率等)和环境参数(环境温度、水压、水位、水质和图像等) ,可感知二次供水的实时工作情况;根据运营参数,在故障发生前就捕获到事件,并分配给相应的支持人员进行处理,并可根据人工智能算法模型,实现中央水泵房的最佳节能自动运营模式;通过互联网和移动互联网,实现远程泵房设备控制。

  基于物联网的智慧安全供水系统通过互联网和移动互联网统一远程管理某一区域或城市的小区和大楼二次供水,形成了一个城市的智慧安全供水物联网,实现泵站数据的统一化管理和泵站无人值守,从而提高对城市供水的管理和保障用水安全能力,大量节省人力和时间,最终提高工作效率和管理能力。

  2 系统架构

  基于物联网的智慧安全供水系统系统架构如下图所示:

  从物理来看,系统架构由泵房内的检测和控制设备、基于云计算的监控中心平台和用户使用终端三部分组成,三者之间通过互联网和移动互联网相互联结,一个监控中心可监测和控制某一区域或城市内所有符合标准的泵房、从而组成一套完整的、基于物联网的智慧安全供水系统。

  泵房内的检测和控制设备主要包括智能终端、PLC控制器、环境参数检测装置(CO传感器、泵房温度传感器、水箱水位传感器、管道水压传感器、水质参数检测仪、摄像机)和设备参数检测装置(水泵工作电压、水泵工作电流、水泵工作功率、水泵工作转速、水泵工作轴承温度)、执行装置水泵和云台等组成,实现安全供水的核心结点泵房的环境参数和设备参数自动检测,并将相关数据通过网络上传至监控中心,通过网络接收并执行监控中心发给执行装置相关指令,从而实现泵站数据的统一化管理和泵站无人值守,实现设备故障的提前预警、供水设备的自动智能最佳模式运行和远程控制,提高对城市供水的管理和保障用水安全能力,大量节省人力和时间,最终提高工作效率和管理能力。

  基于云计算的监控中心平台是由WEB服务器、WAP服务器、应用服务器、接口服务器、数据库服务器和网络设备组成的、基于B/S架构和SaaS业务模式的云计算中心,实施在该中心的集中测控和管理系统和业务网关系统,实现了中心平台监控所有的接入该系统某一区域或城市的供水泵房,定时接受来自泵房测控系统上传的环境参数和设备参数,并交给平台分析和决策,根据检测参数和节能智能模型自动实现对设备自动控制;该平台是管理人员的操控平台,可以给水泵房的各个设备发送监测控和控制指令;系统也是一个故障和问题管理平台,可实现对设备标准化运维管理从而达到远程监视泵房的设备的运行状态和控制设备目的。

  系统支持多种终端接入,PC和笔记本等用户通过互联网接入,无需安装软件,直接以WEB方式接入使用。手机和移动PAD等用户通过移动互联网接入,只需安装移动终端系统APP,就能实现随时随地查看泵房的环境参数和设备参数,接收各类系统信息和远程监视泵房的设备的运行状态和控制设备目的。运维管理在系统7*24小时的监控过程中,一旦发生问题就会产生“故障事件”。故障处理可分为自动化处理、人工处理两个闭环过程。自动化过程由监控控制台主体根据策略进行自动修复动作。人工过程是通过多种通知方式(短信)告知管理员,由管理员通过查看视图诊断、定位故障,根据系统建议决策处理步骤,使用规范步骤进行操作,从而修复故障。所有工单根据规范记录备案。

  3 功能介绍

  系统功能如下图所示:

  基于物联网的智慧安全供水系统采用B/S架构,应用J2EE技术,整体软件架构分成应用层、业务层和资源层。由集中测控和管理系统、移动终端系统、业务网关系统和泵房测控系统四个子系统构成基于物联网的智慧安全供水系统。

  集中测控和管理系统:实现了系统配置、资产管理、环境监测、设备控制和运维平台等功能。系统负责监控所有的终端设备,接受来用户的指令并转发给对应的终端设备,同时定时接受来自泵房测控子系统上传的环境参数和设备参数,交给管理平台分析和决策;该系统是管理人员的基到WEB操控平台,可以给泵房的各个设备发送监测控和控制指令,以达到远程监视泵房的设备的运行状态和控制设备目的。运维管理平台功能在系统7*24小时的监控过程中,一旦发生问题就会产生“故障事件”。故障处理可分为自动化处理、人工处理两个闭环过程。自动化过程由监控控制台主体根据策略进行自动修复动作。人工过程是通过多种通知方式(短信)告知管理员,由管理员通过查看视图诊断、定位故障,根据系统建议决策处理步骤,使用规范步骤进行操作,从而修复故障。所有工单根据规范记录备案。

  移动终端系统: 移动终端系统采用APP方式,是集中控制和管理系统在基于Android移动终端上的一个缩小版实现,实现了环境监测、设备控制和实时通知等功能模块,提供移动终端上对泵房的监测和控制。动终端上发送的操作指令都是通过业务层中的服务器和业务网关系统转发,然后传达到对应的泵房内执行设备,实现动终端上对泵房的控制和管理。

  业务网关系统:业务网关系统通过业务层接口和监控接口,应用标准的交换数据,协议和数据格式,采用HTTP+XML的方式,对上实现同业务层的数据和控制指令的交换和接收,对下实现对泵房的中枢-智能终端的监听、连接、数据交换和控制指令的下达。因此, 业务网关系统具备中转站的角色,接受来自业务层系统的指令并转交给对应的终端, 接受来自终端的状态数据转交给业务层分析和决策。

  泵房测控系统:系统通过智能终端实时监视泵房系统的环境参数和设备运行参数,并可实现远程控制水泵系统的设备启停。系统由智能终端、基于Linux监控程序、PLC控制器、摄像机、检测部分(传感器)、执行部分等组成。实现了对泵房的环境参数(CO、泵房温度、水箱水位、管道水压、水质参数、图像)和设备参数检测(水泵工作电压、水泵工作电流、水泵工作功率、水泵工作转速、水泵工作轴承温度)的全天自动检测,并将相关数据通过网络上传至监控中心。通过网络接收并执行监控中心发给执行装置相关指令,从而实现泵站数据的统一化管理和泵站无人值守,实现设备故障的提前预警、供水设备的自动智能最佳模式运行和远程控制。

  4 系统特点

  l 功能全、智能化程度高:

  系统应用SOA、J2EE、嵌入式、人工智能、分布式计算和检测、无线通信和Web Service等技术,整合物联网、云计算和移动互联等新一代技术,融合了“智慧供水”的概念,实现了高度智能化、网络化的智慧安全供水方案。具备对水质和关键设备水泵的运行参数全程监测功能。在异常情况下实现故障自动报警、设备自动保护和故障判断。系统可水仓水位的高低和管道压力,自动合理调度水泵,自动准确发出启、停水泵的命令,控制多台水泵运行。

  l 提供可视化、图形化的展示方式、智能化的工作协助

  通过丰富的图形、多彩的颜色、炫目的动画将枯燥、简单的数据以可视化的方式展现出来,将有助于使用者准确、充分地接收系统中所反映出来的信息。

  在各种操作中,提供智能化的工作协助,便于使用者掌握和实施相应的操作。

  引入可视化、数据分析技术,通过仪表盘、折线图、数字等形式直观反映出水质和设备状态,通过设备的健康报告、服务水平协议等全面反映出运行情况。

  l 全网运行、全网监控

  系统通过Internet和移动互联网络,能够对网络内任何一地的供水泵房的环境和设备的性能、故障进行自动地、实时地监控。

  管理人员能够通过Internet和移动互联网,使用移动终端和PC等计算设备,在任何时候和地点,登录到本系统中了解单个物理设备或是某个应用系统的运行情况,包括性能、负载、故障等一系列情况。

  l 提供一站式的监控、管理、修复处理,大幅降低人力成本

  将监控、资产管理、运维功能都纳入到本系统中来,将这三者有机地结合起来,实现一站式服务。既给系统管理人员的日常工作提供了便利,也带来了系统/设备集中管理、故障智能化自动处理、维护工作规范化/流程化、人工工作效率提升等诸多方面的效益。

  l 建立完善的工作流程支撑

  为系统巡检、设备维修、故障修复等工作的标准化、流程化提供系统支撑。实现“工作有记录、责任落到人、处理有步骤、事后有反馈、时效可控制、流程可跟踪”。

  l 提供设备的“健康分析报告”,对服务水平要求可进行客观、量化的评估

  可定期、不定期对监控数据进行深入的数据分析和基线对比,根据资产的运行时间,设备的性能、负载、故障等一系列情况,给出设备的“健康分析报告”,从而客观、准确地反映各部分的健康状况。同时,输出一些标准化的SLA指标,实现对不同系统、不同设备的客观、量化地比较和评估。
 

附件

环境参数:
 

设备 参数
水质检测
 
PH值
余氯值
温度
浊度
摄像头 图片
泵房
 
温度(*)
湿度(*)
水位(*)
CO浓度(*)

 
设备参数:

设备 作用
水泵
 
当前工作模式
轴承温度
电机温升
油质渗漏(*)
工作电压(*)
工作电流(*)
功率
转速(*)
潜水泵(*)
 
当前工作模式
工作电流
功率
工作电压
泵体湿漏
水箱 水位(*)
水压(*)
管道 水压
清污器(*) 当前工作模式
 

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