聊城水務集團“供排水一體化”實踐

聊城市城市水務集團有限公司是全國最早實行供排水一體化運營的企業之一，在實施智慧水務建設的過程中，堅持問題導向，以滿足用戶需求為最終目標，全面應用新科技與互聯網技術，利用信息化手段，綜合生產、運營各個環節的重要數據，通過“互聯互通，數據共享”，提高綜合管理水平，從根本上解決社會和用戶對企業的訴求。

信息化建設動因

在實施信息化建設以前，聊城水務集團和大多數同行一樣，存在著信息孤島現象，各類信息系統相互獨立，生產數據、調度數據、管線數據不能很好地作為綜合調度指揮的決策依據。主要體現在以下三個方面：一是信息化建設“一體化”水平較低，不同年代建成的具備不同功能的系統存在兼容問題，缺乏統一的信息資源規劃和數據體系標準，欠缺規范化、可視化的信息綜合應用平臺；二是缺乏“大數據”思維，受各功能子系統自成體系的影響，運行于企業內部的海量數據沒有實現有效的關聯，數據綜合應用困難，信息互連效率偏低，不能適應企業快速發展和高效運營的要求；三是存在信息安全意識不足的情況，企業在信息化建設過程中，對網絡安全防護問題認識程度不高，互聯網和企業內部網絡缺少邊界隔離防護，對管網信息、用戶數據等涉密內容保護力度不夠。

信息化建設總體思路

聊城水務集團的“供排水一體化”綜合信息管理系統，是以地理信息為基礎，整合SCADA、GPS巡檢、供水智能調度、客戶服務和網絡發布為一體，既保障整合全部系統，又可以規范各系統間的數據標準，實現信息共享，提高事故的應急處理能力，降低生產和管理成本。在實施過程中，主要堅持了以下四個原則：

一是構建基于集團所有信息應用系統全過程的全景信息數據中心，實現信息有機整合，立體貫通企業各級機構協同互動，確保各級運營信息無障礙交換與共享，為智能綜合應用、輔助決策提供技術支撐。

二是企業服務總線的數據整合，將已有的各類信息系統，規定標準接口，實現系統間的互聯互通，保護了企業原有投資。通過企業服務總線和建立的數據模型，實現系統內部和系統對外的規范通信接口，保障數據通信的穩定性和標準化。

三是工作流的業務流程整合，依據企業的運營特點設置，平臺需要考慮工作流技術，實現業務流程的調整和增刪，保障與現實業務流程的一致性。

四是設計過程充分考慮信息安全，提高平臺系統的安全性和對突發事件的應變及災難恢復能力。通過軟硬件結合的信息安全解決方案，保障系統的整體安全性，通過設置安全分區等技術，實現業務系統的安全通信和交互。

信息化建設的主要功能

“供排水一體化” 綜合信息管理系統涵蓋企業生產運營的全過程，它通過水量預測模型和水力模型等實現智能調度、應急搶修、漏失控制，以工作流驅動業務優化，實現輔助決策和精細化管理，最終實現企業節能降耗和社會滿意度的提升。主要實現了八個方面的功能：

一是地理信息系統提供數據共享。GIS系統基于地理信息軟件平臺設計開發，以地形圖和影像圖為底圖，通過地下管網探測和資料整理形成管網圖。能夠查詢輸配水管網直至用戶水表井的工程定位信息，包括管長、口徑、材質、設計壓力、高程等數據。GIS系統能夠提供系統分析、爆管分析、檔案查閱、搶修預案等各項功能。作為“供排水一體化”系統的基礎數據庫，GIS系統為平臺的多個子系統提供數據支撐，同時，為便于現場人員調用GIS數據，系統具備向移動設備端的延伸功能。

二是做好SCADA系統的數據兼容。SCADA系統是供排水調度指揮的眼睛，實時了解管網運行狀況尤為重要。SCADA系統同時具有數據傳輸和圖像實時傳輸的功能，實時監控水廠、污水廠、管網、泵站的壓力、流量、水質及相關機電設備運行參數的變化，包括全部安防視頻圖像，并保存歷史記錄。

出于安全性的考慮，水務集團的SCADA系統并未擴展遠程控制功能，由集團調度中心與各廠站設備之間組建專線專網。調度中心可以實時監控水廠、泵站運行情況，機電設備運行參數的變化和圖像，同時監測配水管網的壓力、流量、水質，根據這些參數判斷輸配系統是否處于安全運行狀態。利用GIS系統建立的管網拓撲關系，實現管網的負荷預測，使供排水輸配系統的運行防患于未然，從而保障城市供水系統的安全穩定運行。

三是擴展供排水管網巡檢系統的移動支持。巡檢工作是保障輸配水系統運行的基礎，為解決巡檢人員在日常管理過程中，是否按照規定時間工作，是否按照規定路線巡視，在重要施工現場是否停留等問題，給每位巡檢員配置具有GPS定位的手機，手機會將其位置傳輸到調度中心，并記錄每位巡檢員的上崗、離崗時間及巡線軌跡，根據對巡檢員日常軌跡的記錄，GPS巡線系統能對巡線員進行準確地績效考核，從而保證了各巡線員的巡線到位率。巡檢員也可以通過手機將現場異常情況的圖片和信息拍攝后上傳至系統，調度中心可根據現場情況，協調有關部門進行管網監護、設備維護和搶險維修。

四是利用網格區域劃分實現管網漏損快速控制。以現有GIS系統為基礎，將城區供水管網網格劃分，完善網格內水壓、流量監測點，建設大用戶遠傳水表（流量計）監測，結合定期抄表記錄，利用管網平差等水力分析技術，實現管網運行監測分析，提高管網異常情況感知能力，減少漏失處置反應時間。

以城區各條主干管為軸，主干管兩側的小區、單位用戶以軸為中心魚骨形狀排列，根據區域大小和閥門控制范圍，將軸線分割成不同區域的網格。在網格區域內特定位置安裝壓力、流量和大用戶遠傳水表（流量計），保證監測數據能夠實時上傳，并在地理信息系統中將監測設備的位置和關聯性進行展示。通過監測設備傳輸數據的匯總分析，可以得出網格內主干管和小區（單位）管網的水壓或流量數據，不同網格數據匯總后，利用管網平差等水力分析技術，及時感知管網運行情況，指導日常的科學調度運行。

五是提高供水調度系統的智能化水平。在水源地來水、水廠供水和城區水壓調度的數據支持下，尋找數據間的關聯規律，預測未來短期的需水量變化，結合人工經驗和數學運算，形成不同類型的計算機輔助調度預案。針對管道維修工作，通過信息化技術手段，將維修派單、管道資料等及時推送到維修一線，實現前方維修員和后方調度員之間信息及時同步，提高維修調度時效性，提升服務質量。

對原始數據處理和用水量模型計算，掌握給水系統中用量的變化規律，以確定適合供水區域的水量預測方法和修正值，對未來短期城區需水量做出科學的定量預測。將管網的運行工況實時模擬仿真，計算出水源地井泵啟停、水廠液位、機組搭配和管網壓力控制等指標數據，完成日供水量、小時水量分配、各水廠配水泵開停時間及命令等供水調度操作，提供包括不同季節、節假日等各種類型的輔助調度預案。調度員根據輔助預案的提示，結合自身對實際情況的判斷綜合做出調度操作，避免了個人對趨勢的誤判，提高了調度行為的規范性。

六是充分利用客戶信息建立實效的數據共享應用。營業收費系統在很多水務企業是獨立運行的系統，但這無疑會大大減弱信息互享的優勢。水務集團一體化系統中的營業收費系統除了具備用戶檔案、抄表計費和支持多種收費模式外，還將其與立戶報裝和客服熱線融合在一起，形成比營業收費系統更廣泛的客戶服務系統。同時，通過一體化平臺與其他子系統共享數據，為GIS系統的水表定位匹配用戶信息，使關閥操作的影響范圍精細到戶；為管網監測系統傳遞抄表水量，使疑似區域的漏損分析更加精確。

七是以互聯網思維做好全網絡信息發布。全網絡信息發布窗口主要實現調度平臺系統、客戶服務管理系統的信息發布，形成統一的“窗口”，為內部工作人員，公眾用戶提供即時的信息，并提供便捷的在線服務。面向內部工作人員，主要進行生產運營系統的數據發布，幫助內部工作人員隨時隨地掌握生產運營的關鍵信息。而公眾用戶可以通過電腦、手機及時了解水質信息、停水公告，還能夠完成水費查詢及繳納等功能。

八是提高信息安全防護意識和手段。按照《網絡安全法》的有關規定，水務集團對整體系統按照信息安全等級保護二級要求設計，通過優化設計、完成安全域改造，滿足信息安全等級測評要求。

建立網絡入侵檢測與防范、網絡結構調整與優化等技術手段，解決攻擊者利用各種拒絕服務攻擊工具，惡意地消耗網絡、操作系統和應用系統資源，導致拒絕服務等風險。對網絡使用行為建立惡意代碼防護、控制臺審計、訪問控制、身份鑒別等硬件審計系統等設備，解決攻擊者利用網絡協議、操作系統、應用系統漏洞，越權訪問文件、數據或其他資源等風險。

聊城水務集團的“供排水一體化”系統，在橫向上打破了傳統業務功能子系統獨立建設、獨立運行的格局；在縱向上將過去的局限性信息傳遞，擴展至全企業上下的生產運營。通過集成現有業務系統的信息資源，并對這些資源進行集中的展示和深入分析應用，幫助集團有效地打造統一的管理模式，形成了標準的運營流程。下一步聊城水務集團將繼續深化內部數據的關聯性應用，加大水力模型對水務管理能力提升的探索，為企業今后的信息化建設打下良好的基礎。