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20个智慧水务案例详解(上)

时间: 2017-09-19 10:06

来源: 中国水网

作者: 毛茂乔

导读:经过一个月的申报、收集、审核,E20汇总遍布全国的20个智慧水务案例,供业内参考交流。上辑包含以给水厂和给水管网为主的相关案例,下辑包含以排水管网、污水厂、供排一体化为主的相关案例。本文为上辑。

近两年,我国智慧水务进入高速发展期,大大小小的智慧水务企业如雨后春笋般涌现出来,同时整个领域也面临着诸多问题,离真正的强大和成熟还有较远距离。洞悉行业需求,E20环境平台开展首期智慧水务案例评选,面向水务企业和智慧水务解决方案提供商,以识别行业中的佼佼者,引爆市场需求,推动智慧水务新突破。经过一个月的申报、收集、审核,E20汇总遍布全国的20个智慧水务案例,供业内参考交流。上辑包含以给水厂和给水管网为主的相关案例,下辑包含以排水管网、污水厂、供排一体化为主的相关案例。

(注:1. 下文按案例申报单位首字母排序;2. 由于篇幅限制,部分文字有删减整合)

1.常熟中法智能水务综合管理平台及数据决策分析

案例申报单位:常熟中法水务有限公司

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案例简介

受益人口230万、服务面积1264平方公里。升级现有系统,新建多种系统,并对所有系统进行整合联网,信息共享,实现供水生产、管网运行、客户服务、工程项目、应急处理等业务信息的自动化分析处理,打造物联网智能水务。通过实时数据采集平台,采用地理信息可视化方式,有机整合,形成“城市供水物联网”,做出相应的处理结果与辅助决策建议,以更加精细和动态的方式对整个供水系统的生产、管理和服务流程进行数字化管理。

案例亮点

利用移动GIS、工作流、北斗定位等技术,充分结合业务流程,搭建实现基于GIS的抢维修系统和工程管理系统,采用以BS架构的管理端系统和手持端系统相结合的方式,对抢维修和工程管理进行全过程标准化管理,打通客服呼叫系统和外勤系统双向互通。通过搭建基于GIS的综合运营平台,综合展示管网安全一张图、管网漏损一张图、用户服务一张图、污水等多种专题图。并基于集成的各类数据实现管网运行监测、DMA分析、水力模型、应急调度、客户服务、二次供水等辅助综合运营分析决策。管网模型和算法的优化提高分析效率。远传表统一平台、智能手机抄表、二次供水设备管理与巡检。超融合数据中心,大数据分析决策系统。获2016年中国地理信息产业优秀工程铜奖,苏伊士新创建创新大奖、提名奖多项,城投公司创新奖银奖,节能减排奖等多项奖励。

效果评估

(1)为公司提供坚实、可靠的数据共享平台,为各部门提供完善的地理空间数据服务。既解决了管网数据动态更新的问题,又节约了各部门在基础地理和专题数据采集方面重复投入资金,节省费用大约195万元/年。

(2)有助于运营部门更好地进行管网管理。系统实现网格化动态分区压力管理,减少了自然爆管次数,使管网压力运行在最经济的工作区间,达到较好的能源管理效果,节能降耗。

(3)有效降低管网漏损。结合抢维修外勤业务系统,实时获取最新漏点情况,加快漏点修复,可有效降低管网漏损,节约大量水资源。

(4)有助于新装管道精确接水。在新装管道时,管网GIS系统提供直观的管网分布情况,并利用水力计算模型精确的计算出接水所需管径与管道走向,从而降低了接水费用,综合统计每年可节约生产成本50万元/年。

(5)有助于管道安装施工时准确开挖,减少资金浪费和设施维护。按每年新装DN100以上管道120公里计算,可节约生产成本15万元/年,每年寻挖节约维护成本8万元/年。

效益评价

经济效益:每年可节约253万元/年的直接经济效益,每年减少将近200万立方水量的间接经济效益。

社会效益:紧密结合供水管理的业务流程,实现公司各部门共享各类数据,及时有效地提供准确、可靠的数据,保障安全供水,并对突发性污染事件进行动态、可视化模拟预测,为事故应急处理提供决策支持,为规划、设计、调度和改扩建方案等多种应用提供合理的参考依据,从而提升供水企业运行效率和管理水平,提升用户满意度。系统建成后在多家同行水司推广应用,有几十家水司来常交流考察。

数据处理能力

通过对管网模型的优化,目前已入库的7500多公里的管网数据点击查询、全区查询在1秒以内,基于管网拓扑的分析功能,例如爆管分析提升到3秒内分析出结果。

补充说明

在信息共享方面,通过搭建信息共享服务平台实现企业各部门之间、企业与企业之间、企业与政府之间的空间基础地理信息、管网信息、业务数据、监控数据的发布和共享。通过本项目也形成了多个系统运行管理制度,为系统管理职能的划分、权限管理、数据更新、安全管理等方面提供依据。

数据决策分析已完成6个板块的开发,涉及供水生产、客户服务、能源管理、水质管理、内部管理和IPO等,至今已完成报表270多张,能够在大屏、PC端和移动端随时随地地同步查阅数据。提供了统一的数据报表门户,进行报表统一访问和管理,实现各种业务主题分析、资料填报等。大幅减少各部门统计人员工作量,通过自动提取报表,废除了人工统计和纸质报表。各级管理人员能够及时掌握生产运行状况,解决了以往出现的数据收集不全或者系统反应延期滞后带来的问题,提高了数据化决策能力。

2.瀚蓝环境实现供水停水、调度及规划的智慧管理

案例申报单位:瀚蓝环境股份有限公司

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供水GIS

供水模型

案例简介

瀚蓝环境已建成的供水相关信息系统有:OA、腾讯通RTX、瀚蓝+、营业收费系统、供水GIS、供水SCADA系统、供水热线系统、供水微观模型系统和支付宝、微信公众号服务缴费等。通过对供水管网运营的管理制度和流程进行适应性的调整和设置,将供水管网的业务运营(如停水管理、调度规划、巡检报修、客户服务、移动办公等)与已有的信息系统集成和串联起来,在信息系统建设投入未大规模增加的前提下,减轻了企业员工的劳动强度,提高了运营效率和劳动生产率。智慧水务系统应用的结果覆盖了佛山市南海区1073.82平方公里的范围,服务人口约300万,获得较好的经济效益和社会效益。

案例亮点

智慧停水管理:通过供水GIS,一个人,可完成停水方案制作。通过企业OA开发的停水业务审批流程,一个人,可发起停水业务审批。而借助于瀚蓝+的移动办公系统,各级管理人员和停水有关各方可实现流程的移动审批,时效性大为提高。通过供水GIS与营业收费系统和短信系统的接口,在完成停水方案制作的同时,一个人,可实现对受停水影响用户的即时短信通知。通过供水热线系统以及该系统和微信公众号接口、内网、外网调用,一个人,一次输入和发布,可同时实现停水通知在微信公众号、企业内网、外网的发布。借助于RTX和瀚蓝+平台,一个人,可将停水工程的进度进行实时通报,并实现现场与各级管理人员的实时沟通及调度协调。

智慧管网调度及规划:通过供水管网微观模型与供水GIS、营业收费系统和供水SCADA系统接口,提高了模型更新效率和准确性,在供水管网规划、供水调度方面发挥了越来越大的作用。

效果评估

智慧停水管理:协调复杂、涉及面广的停水业务运营管理,瀚蓝环境通过智慧水务建设和应用,不仅做到只需一个人就完成了上述业务工作,同时,还保证了业务开展的时效性和标准化。在目前企业用人成本不断增长,社会对供水企业的停水服务要求越来越高的趋势下,瀚蓝环境停水管理的智慧系统应用,有很大的借鉴意义。

智慧管网调度及规划:瀚蓝环境还将供水管网模型的应用与供水调度、供水规划业务开展联系起来。在企业每年的高峰期调度、大范围停水施工、重点供水规划中开展应用,在保障全区用水压力的同时,供水管网平均压力逐年下降,间接降低了供水能耗和管网漏耗。在近年佛山西站管道迁改,新桂城水厂DN2000和DN1800专用输水管调度、海八路~佛平路DN1200供水管道工程规划等业务中也发挥了重要作用。

效益评价

智慧停水管理:通过智慧供水系统,瀚蓝环境只需一人可完成,大大节省了人力开支。社会效益方面,实现了停水业务管理流程化、规范化和标准化,降低了停水对用户的影响,用户满意度也逐年提高。

智慧管网调度及规划:通过智慧供水系统,对管网调度不断进行相应优化调整,指导水厂运行及水压调节,使出厂水压及管网水压不断下降至最合理范围,下降幅度已有13%,管网爆管数量已大幅度减少。南海第二水厂千吨水电耗相比以往未科学分析前下降3-5度,幅度约1.2%。通过智慧供水系统进行管网规划设计进行评估,可根据企业实际情况分析各种管网设计方案,选取最优、最经济的方案。避免设计方案不合理造成的实施效果不佳或不能满足需求的情况。比如,从最优管径评估,原本设计需要敷设DN1600管道的工程,若改为DN1400即可完全满足需求,则整个工程可节省数十甚至上百万元。

数据处理能力

瀚蓝环境供水GIS系统基于ARCGIS技术手段进行开发,采用“私有云”的方式提供软件服务。系统采用瘦客户端模式。供水GIS系统支持100个或以上的并发用户,且50个并发用户在线时,WEB发布的实时画面的刷新时间不大于1秒;登录的时间、查询管网信息及属性数据的时间不大于3秒;进行供水管网信息系统下的业务要求操作,例如超过6000户的用户信息导出,响应时间不大于30秒。

瀚蓝环境供水管网微观模型系统以节点连续性方程和管道能量方程—管网基本方程组为基础,通过水力分析计算可以得出管网中节点的压力和管段的流量、流速等水力参数。在基于Windows 7平台,使用3GHz英特尔® 酷睿™ 双核处理器,内存4G,128Bit独立GPU显卡,128MB显存,存储空间500G的硬件配置下,在一个拥有10万节点的水力模型中,单次平差计算实测时间约3.5秒。

3.江阴市智能水务建设项目

案例申报单位:江苏江南水务股份有限公司

案例推荐单位:北京清控人居环境研究院有限公司

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案例简介

江南水务供水管网服务面积覆盖城乡987.5平方公里,供水人口124.8万户,日供水量达到90万吨。项目基于生产数据中心和GIS技术,实现了供水系统包括压力、流量、水质、水厂、泵站、二次加压泵房、管网故障、人员、警报等各种动态信息的深度整合和决策应用,项目还集成了具有国际前沿水平的实时调度技术,实现实时的模型分析和调度决策支持,从而帮助水司构建先进的城市供水综合监控、预警、决策和指挥平台。

案例亮点

核心优势:项目基于生产数据中心平台构建,打通了企业生产型数据的壁垒,全面整合了企业各种实时生产信息;项目基于GIS的地图展现模块,实现了数据整合,构建了深度整合的动态信息应用平台;项目采用了实时调度技术,采用全B/S架构系统,方便使用,同时易于部署和升级管理。

成果及获得荣誉:项目构建了智能水务协同运行总体框架并进行了系统研发,实现了城市供水系统的在线监测、在线模拟、智能调度、应急处置、巡查养护、客户服务和资产管理等智能服务功能。在关键技术方面,项目在水务物联网资产管理、管网在线模型、基于实时数据分析的水泵真实参数识别等三项技术方面取得了突破,在建设部评审中获得了国内领先水平的认定。

效果评估

江南水务于2014年3月将实时模型系统投入使用,经过几个月的稳定运行后,于2014年7月进行实时调度系统的测试运行,系统提供实时调度指令,调度人员执行实时调度指令。运行结果表明,实时调度系统提供的实时调度指令可以满足管网运行要求,指令科学合理。项目组对优化调度算法及系统不断优化,并进行了带泵模型优化调度方案的应用测试。优化调度系统测试运行期间,水厂电耗下降幅度明显。

效益评价

通过新技术、新模式的应用,帮助江南水务提升管理水平,为江阴市提供优质安全的供水服务,为企业提升了社会效益。帮助小湾水厂的“千吨水电耗”降低了9.6%,肖山水厂降低了0.25%,整体千吨水电耗降低了3.93%,提升了经济效益。

数据处理能力

实时模拟系统水力学平差计算采用成熟的开源工具EPANET,结合先进的在线模型架构,以及实时数据清洗算法,实现了给水管网模型的实时在线模拟,并在实时水量预测的基础上实现了实时调度决策支持,通过调度算法的优化,在不增加系统负荷的前提下保证了整个实时模拟和调度系统的实时性,同时建议指令的采纳率达到了80%。

补充说明 

水泵率定技术突破传统的水厂整体评估限制,采用专有的数据挖掘技术精确分析每一台水泵的实际运行特性,免去了繁琐的现场测试工作,不受现场安装条件的限制、不对生产过程造成任何影响、无需任何额外监测设备投资。

江南水务实时调度算法全面考虑了水量预测的实时性、调度方案计算的实时性、操作合理性和特殊工况的实时应用,对于供水调度的指导更具实用价值。

4.昆明自来水集团有限公司生产数据管理平台建设项目

案例申报单位:昆明自来水集团有限公司

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系统界面

可视化报表

案例简介

为实现集团公司及各下属子公司对于数据信息的共享、集成、数据挖掘分析,建设公司范围内的数据中心机房和企业数据中心,集团公司决定实施本项目。主要分为生产数据管理平台建设项目部分、机房改造项目智能化设计及施工部分,前者包括水库运营、制水运营、管网运营、供水服务分析、水质管理分析、财务分析、营销管理分析等7个板块,后者包括机房装修工程等11项内容。业务范围包括生产数据、经营数据、实时数据、视频码流。项目受益人口近500万人,服务面积超过600平方公里。

案例亮点

(一)核心优势

以自来水集团信息化的统一运作为前提和基础,建立一体化的管理系统应用平台。采取“云+端”系统建设模式,构建集成管理系统应用平台适应管理创新和信息系统的持续优化。“云”即集团统一的私有云平台,包含基础设施即服务(IAAS)平台,平台即服务(PAAS)统一开发环境及软件即服务(SAAS)应用平台,充分满足集团及下属单位基础设施服务及软件应用服务需求。“端”即应用端,集团及下属各单位都是私有云平台的应用端,私有云平台统一为应用端提供服务。

(二)创新点

一是机房建设采取绿色环保节能方式;二是数据中心和网络采取高可靠性设计方案;三是KPI指标体系设计;四是统一的指标分析框架;五是统一的主题模型设计及展示。

(三)客户评价

平台建设的公司外网门户网站及配套服务模块实现了供水服务水平质的提高,显著提升了供水企业的社会服务形象和窗口服务。不但能实现水费查询、快捷缴费等基本功能,还能对用户反映的问题及时解决、及时处理、及时反馈。充分实现了供水企业与用户的良性互动,让用户感觉到实实在在的方便和快捷。

(四)获得荣誉

项目入选昆明市工信委组织的“两化”融合示范项目。

效果评估

(一)通过平台建设,公司经营管理成本有所降低,工作效率明显提高。平台的使用不仅在很大程度上改变了依靠手工和纸质传递的传统模式,还简化了数据流转环节、提高了数据可靠性,在公司日常生产经营活动中发挥了越来越重要的作用。

(二)机房采用绿色环保技术,与同等规模但未采用该技术的机房比较每年可节约电费约9万元;本平台规定了公司数据交换标准规范,减少了因频繁系统接口建设和低效不规范数据标准带来的无效管理维护费用;通过项目建设构建了昆水云的智慧水务架构,使集团各分、子公司在昆水云架构下只需重点关注软件服务建设从而节约大量基础平台建设费用。

效益评价 

(一)经济效益

1.供水生产:通过平台建设,有效提升了供水质量的可靠性和稳定性,降低了供水药剂、生产用电消耗,可减少供水生产人员配备,有效降低了供水生产成本,提高了企业资金使用效率。

2.企业管理:通过平台建设,简化了数据流转环节、提高了数据可靠性,公司经营管理成本有所降低,工作效率明显提高。

3.信息化:机房采用绿色环保技术,与同等规模但未采用该技术的机房比较每年可节约电费约9万元;本平台规定了公司数据交换标准规范,减少了因频繁系统接口建设和低效不规范数据标准带来的无效管理维护费用;构建了昆水云的智慧水务架构,使集团各分、子公司在昆水云架构下只需重点关注软件服务建设从而节约大量基础平台建设费用。

(二)社会效益

本项目作为昆明智慧城市建设的一个重要组成部分,可进行供水数据资源共享、决策及给供水用户带来更好的服务体验。

1.平台对整个供水生产、经营、服务系统进行了全过程、实时监控,全面提高了整个供水产业链的稳定、安全运行,有效地提升了自来水水质监控水平,大大地提高了昆明城市供水保障率和供水安全。

2.平台对公司重要生产数据和经济管理数据进行统一收集、整理、规范和分析,对自来水行业决策、分析、应用提供了坚实的数据基础。

3.平台建设的公司外网门户网站及配套服务模块实现了供水服务水平质的提高,显著提升了供水企业的社会服务形象和窗口服务。不但能实现水费查询、快捷缴费等基本功能,还能对用户反映的问题及时解决、及时处理、及时反馈。充分实现了供水企业与用户的良性互动,让用户感觉到实实在在的方便和快捷。

4.平台建设符合国家产业政策,是国家、省、市重点支持的发展领域。有利于传统行业结合互联网+生产+管理+服务模式的创新,在提升服务社会、便民服务也具有重要意义。

数据处理能力

(一)企业服务总线性能(常规双核服务器配置):核心进程性能指标单实例运行(不含业务压力)满足平均CPU负荷低于10%,管理界面响应时间-〉用户执行配置管理(不包含消息查询)响应时间需<3秒,传输效能-〉可接受500线程并发访问;无业务处理逻辑,大小为4K的消息接收吞吐量为1000笔/秒;

(二)实时数据库性能(常规双核服务器配置):在保证数据高速读写的情况下,能够实现数据的有序存储,从而使系统具备长期运行几乎不出现磁盘碎片的特性,因此,在数据存储和检索方面,性能具有很强的稳定性。

上述先进技术的使用,使实时数据库内核系统具有500万条记录/秒的存储性能,配合客户端的过滤技术,整个实时数据库系统可达到近千万条记录/秒的极高存储能力。

5.新加坡智慧水网系统

案例申报单位:赛莱默(中国)有限公司

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案例简介

该项目是为新家坡公用事业局(以下简称“PUB”)供水部开发的一套智慧水网系统,帮助提高新加坡供水管网的运营效率。智慧水网系统通过在管网上安装传感器以获取在线实时水力数据,并提供一系列的水网管理工具辅助管网运行管理,包括爆管、水质事件报警,漏点定位,在线水力建模,阀门操作模拟与仿真,自动分区模型,用水需求预测和负荷分配,以及基于GIS的数据可视化展示等。该项目服务的管网长度约5500km,服务用户达140万。

案例亮点

该项目是集物联网技术、大数据分析技术、GIS技术、计算机技术、一体式传感器、水力模型为一体的综合性供水运营管理系统,实现城市供水管网的漏损监控及定位,同时,兼具水网数据管理与分析、管网资产评估、水力模型建模、优化供水调度、水量预测、水网分区等功能,帮助供水企业提升供水运营效率。系统的核心优势是实现了机器学习和大数据处理与分析在供水行业的应用,并取得了较好的漏损监测以及运营决策的效果。基于压力、流量、水质、远传水表、声呐等管网实时监测数据,进行大数据分析与建模,形成漏损监测模型,分析用水规律或相关操作引发的供水工况变化,提供7天×24小时爆管监测和报警定位,随着机器学习时间的延长,能尽可能的减少和消除系统的爆管/泄漏误报,智慧水系统项目在漏损实时监测和提升供水运营效率方面获得了国际水协的高度认可,并于2014年获得了国际水协(IWA)创新项目奖。

效果评估

在漏损管理和水质监测方面,系统能够实时监测漏点,并定位漏点位置,使用户能及时响应并采取修补措施,发现水质异常,及时向供水部发送报警通知,资产评估模块提供未来一段时间可能出现管网故障的区域信息,指导用户优化管网修复与改造计划,有效的降低爆管、延长资产的使用寿命,为用户节省了大量的时间和精力。在运营优化方面,供水调度工具综合了水的生产、输送、分配和供应各环节的水量数据,实时预测供水短期(提前24小时)需求来优化供水配置,确保水资源的最大化利用。智慧水网系统对新加坡较低漏损率(NRW维持在5%)的保持做出了重要贡献。

效益评价

经济效益:近两年,智慧水网系统在新加坡案例中监测到的漏损事件有110多例,在预测的爆管高发区域,有效防止的爆管或泄漏约3-5个/千米,据用户统计,有效节约的经济损失折合人民币约4000万元-5000万元。

社会效益:智慧水网系统的建设对居民用水、供水优化以及水资源污染问题的解决具有重要意义。智慧水网系统的实时漏损与水质监测,提早了供水企业对漏点和水质异常事件的发现时间,在用水客户报修之前,供水企业就已采取了相应的措施,不仅防止了可能引发的更严重的事件,也保证了供水安全,提升了供水企业的对外服务形象;实时、短期的用水需求预测,使供水调度按需分配,有效提升了水资源的利用率。

数据处理能力

系统的大数据分析引擎包含多种算法与模型,如多种信号处理工具、机器学习工具、异常事件监测工具等,通过机器自动学习的方式归纳供水运行数据(系统中分析的数据包括压力数据、流量数据、声呐数据、水质数据和远传水表数据等)的结构、模式,从而识别供水管网中出现的异常事件。比如漏损监控模型,通过模型分析高频压力瞬变、流量、声呐数据,识别管网异常情况下的数据流模式,从而监测供水管网中发生的漏损并定位漏点位置。系统基于大数据分析,仅高频压力传感器监测的数据每秒采集的数据量最高可高达256次。

补充说明 

该项目于2013年12月启动,分两期开发和部署智能水网系统。在I期阶段,对新加坡6个供水区(项目共11个供水区)的供水管道部署了210个传感器,在该项目的II期阶段,另有111个传感器部署于剩余的5个供水区。传感器包括水质压力声呐多功能探头,流量压力声呐探头和压力声呐探头。

6.绍兴供水智慧管网系统

案例申报单位:绍兴市自来水有限公司

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爆管定位

水力模型

案例简介

绍兴水司作为绍兴市水务集团下属的一家国有独资供水企业,主要承担着全市供水管网投资建设、管网运行维护及自来水销售和服务等职能。目前,整个供水区域面积达500平方公里,服务人口约100万人,供水用户40万余户,管网总长约3900多公里,年供水量约1亿立方米,公司管网漏损率已连续9年控制在5%以下。供水智慧管网系统从2014年4月份开始启动建设,到2016年5月份通过住建部建设行业科技成果评估,得到行业专家一致好评和高度认可。

案例亮点

绍兴市自来水有限公司已先后建成供水管网GIS系统、调度SCADA系统、DMA分区计量、管线巡检、水力模型、热线呼叫系统、营业管理系统、微信公众服务平台8套信息系统,全力打造供水管网“一幅图、一张网、一本账、一平台”的综合性管控平台,通过技术与管理并举,以更及时的感知、更高效的处置、更科学的决策,实现了连续3年自然爆管零次、连续9年产销差率5%以下的业绩,初步建立了供水管网安全保障与漏损控制的长效管理机制。

智慧管网系统共计拥有授权专利3项,7项软件著作权,4篇论文发表。

浙江省绍兴市供水管网漏损控制项目在2016年1月获得住建部颁发的“中国人居环境范例奖”。2016年5月份已通过住建部建设行业科技成果评估。

效果评估

该系统是在GIS系统、调度SCADA系统、营业系统等信息系统基础上,整合巡检系统、水力模型系统、管网分区计量系统等建设而成的,是供水企业数据大集成,实现一个平台管控,在公司管网运行管理及漏损控制过程中发挥着重要作用,大大提高了信息化、智能化管理水平。

通过智慧管网系统多种技术手段、多种功能模块的应用基本消除了由于管网压力调节不合理引起的人为爆管等事故,同时为公司管网漏损率控制方面起到了明显成效,成功地将管网漏损率从2000年的21.07%控制在目前的5%以下,每年减少管网漏损水量近1000万立方米,相当于节省了一个西湖的水量。

效益评价

经济效益:(1)公司业务在系统内全电子化闭环控制,每年直接减少人力资源管理投入成本近100万元。(2)每年通过系统及时预警发现突发性事故10多起,累计减少水量损失3000立方米/小时,及时预警发现趋势性事故50多起,累计减少水量损失近1000立方米/小时。(3)通过系统对管网健康度的动态分析评估,合理安排旧管网修理、更新,有效延长管道使用寿命,每年改造经费节省超过300万元。

社会效益:智慧管网系统利用物联网、管网仿真、大数据分析技术,全面、有效监测管网运行状况,为控制管网漏损起到了重要作用。同时,智慧管网中巡检系统与呼叫系统结合,为公司推出的“20分钟服务圈”提供支撑,提升了企业形象。

数据处理能力

(1)通过水锤记录仪进行高频压力采集,实现对管网压力突变、管网水锤的实时监控与分析。水锤记录仪采用电池供电,并选用高于0.1级的压力变送器,以GSM/GPRS为通信平台,最短40毫秒的时间间隔进行数据采集。

(2)通过对计量分区流量数据特征进行研究,基于聚类算法实现爆管预警技术,准确识别出爆管事件,在保证对爆管事件较灵敏的同时获得了极低的误报率。

(3)通过水力模型与SCADA系统的融合,根据计量水表的流量检测值动态调整水力模型节点流量分布,建立了具备自适应性的在线水力模型并开发了一系列应用技术——水量在线预测、管网在线调度、虚拟监测点设置、可操作共享水力模型。

(4)为支撑传感网规模带来的瞬时数据流,解决长期困扰水司的传感层数据规模带来的数据延时问题,智慧管网系统采用了“流式”计算引擎,以实现秒级大数据通过。通过流式计算引擎,借助其分布式特性,可以在理论和技术上支撑起百万级传感网。

7.上海闸北漏控示范项目

案例申报单位:深圳市拓安信计控仪表有限公司

案例推荐单位:上海城投水务集团供水分公司闸北供水管理所

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案例简介

闸北示范区为上海城投水务集团闸北供水管理所所属长江供水管理站(公司二级分区)供水范围,所辖面积约9.4平方公里, 2014年最大日供水量约合8.5万吨/日;区域内各类在线管线共计300多公里,居民户表数12万多只,为典型的居民住宅集中区。建设闸北示范区不仅是分区计量仪表安装的硬件工程、系统集成(数据处理)软件工程的示范,更是供水产销差控制管理模式、管理思路的示范,项目从2015年初正式启动。

案例亮点

通过实施大表改造,提升计量效率,45台高精度安信电磁水表月均增收水量10%左右;通过ThinkWater®漏控系统辅助实施小区DMAs建设,168处DMAs覆盖区域90%范围,2年降低漏失水量超过500万方。项目建设后,运用ThinkWater®漏控系统在基于互联网、物联网开展数据挖掘和大数据分析,通过供水企业进行多项降漏举措持续改善,在售水量稳步提升的同时,供水量较建设初期下降了1.5W方/天,效益显著。

效果评估

实施主动漏控管理前,该片区产销差水平约为50%左右。通过大用户旧表改造更换安信电磁水表和ThinkWater®漏控系统助力小区DMAs的持续建设两大关键举措后,示范区以每年降低10%的速度产销差持续下降。到2016年底,示范区产销差已由建设初期的50%多下降到30%左右,成效非常显著。

效益评价

上海闸北漏控示范项目的建设,使得该区域内产销差下降了20%,累计降低漏损水量超过500多万吨。同时通过对示范区运营管理的总结,也形成了各类漏损控制管理的标准,给上海城投水务集团供水分公司各营业所起到了很好的示范作用,并在集团进行了大力的推广。通过复制闸北示范区的成功经验,供水分公司(日均供水量440多万吨)产销差已累计下降5个百分点,创造了巨大的经济效益和社会效益。

数据处理能力

通过数据拟定、参数估计、插值等算法对基础数据进行整合及清洗,运用大数据云平台技术对在线数据进行实时预警监测,异常问题快速发现并响应报警提醒。

8.高平自来水公司智慧水务管控一体化平台建设

案例申报单位:新天科技股份有限公司

案例推荐单位:高平市自来水公司

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案例简介

高平市自来水公司成立于1981年,在智慧水务建设实施之前,存在因为历史问题造成的城区供水不均匀,城区共有三个供水厂,各自进行管理使得在各个供水厂交界区域的居民有很多的不便利,在后期进行智慧水务管控一体化平台的建设后已经将城区的三个供水厂整合统一管理,建立成为了一个辐射面积90平方公里,供水人口16W人的供水公司。

案例亮点

智慧水务管控一体化平台以“业务整合、互联互通、融合共享、智能决策”为内涵,紧扣企业发展战略,从水务信息整体化的视角出发,以业务流程化、标准化为基础,以数据集成共享为重点,以科技创新为动力,以智能决策分析为引导,以领先行业信息化高水平为目标,实现从数据零星分散向大数据资源集中、从独立设备向物联网互联互通、从系统孤岛向系统全面集成、从业务需求支撑向决策分析支持的转变,以推进高起点、高标准地“智慧水务”建设。

在整个高平市自来水公司管控一体化平台的建设中,我们深入的与高平市自来水公司的各个部门进行交流,为高平自来水公司定制开发了一些他们特有的功能,得到了客户公司各个部门和领导的高度评价,在使用中也有效的提高了公司在日常事务上的效率。

效果评估

在智慧水务管控一体化平台运行之后,有效的解决了公司在之前存在的关于生产调度,管网漏损,电耗过高的问题。

管网漏损率依托于软件系统的水量分析,公司重点解决了5个高漏损率的区域,使用期间,漏损率连年下降,从25%以上的漏损现已经降到了15%之内。在公司没有新建水厂的情况下为保证了新增3000余户的用水。供水能耗从每吨水1.6度电,降低了25%。调度管理周期从原来的1-3个小时到现在10分钟之内对整个管网的控制调度。

智慧管控分析根据运行三年的数据进行数据分析,在出现生产或者管网事件之后,分析之前的操作,进行最优方案的分析,并反馈给管理者,给管理者进行处理方案的优化提示。

效益评价

(一)经济效益

1、降低漏损、提高产销差

依靠先进的监测工具和运行的DMA漏损控制系统,供水管网漏损率从23%降低至15%以内。

2、供水安全,降低损失

通过智慧水务平台建设的实施,建设全方位的物联网感知系统,对制水、送水、用水、污水处理实现100%的设备安全运行。

3、实现被动到主动

实现对设备和管线的监测,利用流程业务自动化处理,实现人为、自然破坏的监控,实现100%的被动发现到主动发现。

4、业务流程自动化

整合部门与部门之间的业务流程,建立整个集团大统一业务流程,利用先进、成熟的业务流程管理平台,实现业务流程的100%自动流转,提升管理水平。使用先进的移动办公终端解决PC终端带来工作不方便性,提高90%的办公效率。

5、节约管理费用和库存成本

信息化系统自动作业代替了人工工作,带来人员成本的节约和办公成本的节约。能有效管理库存,降低库存并节省成本。

(二)社会效益

1、大大增强供水的安全性;2、企业信誉度提高:企业能够以一种快捷、准确的方式为客户提供信息与需要的服务,提高客户服务质量和企业业务能力;3、核心竞争力增强:为决策者提供有力数据支撑,增强决策的准确性,提高核心竞争力;4、对外合作能力增强:拥有先进的IT系统,可改善企业形象,使得企业与外部的合作地位加强。

9.东莞常平镇供水管网漏损控制技术

案例申报单位:广东粤海水务股份有限公司

效果图片

案例简介

针对城镇供水管网漏失严重,水资源巨大浪费等问题,开发城镇供水管网漏损控制技术,集成管网监测、管网建模、科学分区、压力精细管理技术,并进行示范应用及技术推广。东莞常平镇面积108km2,供水面积72 km2,DN75以上管网长度330公里,总人口50余万,自来水厂供水能力28万m³/d,实际供水量约为22万m³/d。

案例亮点

项目围绕五项技术进行研究及示范(基于压力驱动漏失(PDD)的管网建模技术;三层级管网分区技术;管网动态压力调控技术;基于贝叶斯与盲源分离算法的漏失评价定位技术;基于异网通讯的城市管网在线监控系统技术),开发并应用管网建模、管网分区、压力管理、漏失定位、管网监控技术及相关系统,实现供水管网的全面梳理和优化,并对日后的智慧化管理提供技术手段。项目已获得授权发明专利3项,软件著作权6项。项目成果经国家一级查新机构查新,结论为“目前在国内外所查文献中除委托单位发表文献外未见相同报道。”并经科技成果鉴定为“国内领先”水平。

效果评估

在东莞常平镇示范实施,采用适用于我国环状管网分区的控制漏损技术对全管网进行三级分区,建设二级分区30个,三级分区80个、压力示范区3个和DMA漏失定位示范区1个;开发管网水力模型系统进行管网建模与诊断,建模精度远超英国WRC模型精度评价标准;开发并应用管网物联网系统、GIS系统和营业收费系统,并采用云计算集成各系统建成管网数字化平台;独家引进并应用i2O压力管理系统,实现分区管网压力自学习优化。

通过项目实施后,管网漏损率由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。压力管理区管网漏损率分别下降比率49.30%,9.2%,4.9%。通过管网分区管理和各系统的应用实现管网管理指标化、信息化、智能化、可视化。

效益评价

通过项目实施,东莞常平粤海水务有限公司,累计节约成本1832万元。项目成果在粤海水务旗下供水公司推广,已实现节约成本3000余万元。同时通过项目的实施,提高了供水可靠性和供水服务水平。通过本项目实施完善了粤海智慧水务建设,形成供水管网漏损控制整体解决方案和标准化实施体系,有助于快速复制和推广应用,产生巨大的经济效益。

数据处理能力

管网管理系统和客服系统、水务物联网平台实现无缝对接、数据实时更新,通过管网分级校核和分区校核的方法实现自动校核,结合水量预测算法、管网自动分区算法、管网资产评估算法,为管网规划、供水调度、事故时评估、消防时评估、管径优化、管网改造评估等提供科学依据。系统当前运行环境下,管网压力智能调控策略生成及分发时间≤2分钟,全网及各分区水平衡分析计算时间≤3分钟,全网水力模型动态更新周期≤30分钟。

10.盐城市供水管网分区计量改造

案例申报单位:江苏中科君达物联网股份有限公司

案例推荐单位:盐城市自来水有限公司

效果图片

案例简介

盐城市自来水公司是盐城市区自来水生产与供应企业,负责市区及所属的盐都、亭湖、市经济开发区、及下辖各个乡镇的自来水供应和服务,拥有城东水厂(30万吨)、盐龙湖水厂(30万吨,后期将扩至60万吨)、河东水厂(30万吨),供水能力为 90 万吨/日,服务人口200万。随着城市建设的逐步扩张,城市供水要求的逐步提高,急需通过信息化技术来,实现从生产监控到企业所有资源计划优化、多业务集成、高效办公的一体化来满足日益提升的生产运营、企业管理精细化管理的要求。

案例亮点

核心优势:以盐城市自来水公司的营销业务为重心,以驻厂式技术辅导为依托(签订为期4年的项目技术服务协议),以水司信息化部为枢纽,向水厂管理、供水调度延伸,实现水司供水各个职能部门对各个业务环节统一的监控和指挥,提高供水突发事件的应变能力,平衡供水需求,并且依计划实现分区计量。通过对监控数据的挖掘和分析,为科学调度和宏观决策提供必要的支持。

创新点:公司高层随时能得到最新、最全的信息数据,可以随时监控各类业务进展情况,不再被动地等待各部门上报的各种报表,不用担心数据是否准确、健全、被加工,不用再面对枯燥的数字。

客户评价:该项目总体规划方案可行,分步实施阶段分配相对合理,项目具备较强的可操作性。

效果评估

初期实施后,漏损率下降5%,供水管网压力实时反馈系统的应用使能耗节约10%,计量设备的运维周期由之前的主动式运维变为被动式运维,周期由一年延长至两年,但实现了每3个月对计量设备进行一次远程巡检及抄表稽查,人力工作量减少50%。实现了瞬时流量50方左右突变的预警,通过夜间最小流量分析,实现20方左右新增漏点的预警。并且通过分区建设,强化了“预警分析、运维处置、绩效考核”的业务管理机制,解决了之前的各个系统的信息孤岛问题。

将公司的宏观信息:原水量、供水量、售水量、应收水费、已收水费、生产能耗、注册用户、已建管线、在建工程等,采用直观的仪表盘、对比曲线、实时数据等多种组合方式展示,为决策层提供公司全局性的数据。

面向分管经理,提供营业所、水厂、工程管理的标准模板,通过成熟的或特定的工作指标,用统一的模板进行客观的、全面的工作总结和评价。

面向中层干部,按权限提供专业管理(职能科室)或者区域管理(水厂、营业所)的管理职能,可以对生产、营销、工程等分类管理。可以对管理领域内进行具体指标的深度分析,趋势判断,更利于各项管理措施的及时性和有效性。

效益评价

经济效益:相较同行业节省人力20%,相较企业历史指标节省开支30%,水费回收率较历史指标提高10%个百分点。

社会效益:减少现场的后期维护、平台的便捷性省去了操作人员的额外数据处理、省去了现场抄表、通过管网流量、压力等数据分析排除异常,减少漏损及爆管可能、人文方面,分析小区或商户等大用户进水水压,及时调整压力减少用户投诉,减少用户投设40%。

数据处理能力

该系统可以实现标准功能快速配置、个性需求快速定制和扩展,移动、WEB、GUI三位一体,Open API,连接更多系统。它具有如下特点:1)客户端:碎片化、多样化;多屏互动交互(PC、移动、智能设备…..)。2)持续优化高可用集群:负载均衡,当单点实例出现故障时,系统依旧可以稳定提供服务;高并发能力,支持超10万以上的用户应用。3)资源调度与内存管理:拥有虚拟化技术;资源智能调度;内存计算。4)数据库优化与创新:内存数据库;读写分离、OLAP/OLTP分离;大数据表结转、物化视图。

补充说明 

与盐城市水司的合作模式采用驻厂式服务方式,我司相关技术人员被聘任为专家顾问,与水司建立一对一、实时化、深入式的互动与服务模式,使项目实施效率高,执行效果好。

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