淺談上海水務集團供水調度信息系統建設與應用

【摘要】城市供水是城市的命脈，是保障人民生活和社會進步不可缺少的基礎設施，對其進行信息化管理和科學調度顯得尤為重要，供水調度系統的信息化和自動化是供水企業發展建設的必然趨勢。供水調度信息系統是一個綜合的供水信息化管理平臺，可以將水務集團管轄的原水、水廠、泵站、供水管網等重要供水單元納入全方位的監控和管理。供水調度信息系統是保障供水管網經濟可靠運行的重要手段，建立具有科學性、實用性、可操作性的供水調度信息系統綜合評價體系，無疑具有重大意義。

【關鍵詞】技術；系統；功能；應用

1、城市供水調度信息系統應用

1.1 水廠泵站自動化系統

目前，上海的水廠工程已進入自動化，向智能化的方向發展。傳統的水廠工程受到經濟條件和科技水平的限制，自動化水平普遍偏低，僅具備常規的運行控制功能，無法滿足時代發展的需求。因此，必須采用先進的自動化控制技術對其改造。近年來，上海建設的水廠泵站充分滿足了自動化發展的需求，利用可編程邏輯控制器終端安裝了通訊裝備，實現了與城市供水調度中心的數據遠程傳送和信息共享。水廠和泵房運行的數據采集是通過可編程邏輯控制器終端集成來實現的，它能有效收集電纜信號，并傳輸至各個水泵機組、在線儀表等，以便于相關人員調整運行參數。經過改造后的水廠和泵房的整個控制流程和運行模式都發生了一系列的改變，具備了更強大的設計功能：①能通過可編程邏輯控制器終端觸摸屏在泵房現場對機組進行相關操作。②授權后，集團調度室調度人員可直接對水泵機房進行遠程控制，公司調度中心的調度人員與技術控制人員能同時在線查看水廠站泵房系統的運行參數，包括余氯、pH 和耗電量等。而系統可以圖表、曲線和動圖等形式顯示這些參數，從而使相關人員更快地掌握系統運行的基本情況。這種模式已經打破了時間和空間的限制，只要具備網絡條件，相關工作人員便能隨時隨地掌握水廠泵站的運行情況。③水廠泵站自動化系統不僅功能齊全，還具有相應的安全保護措施，在防雷、防電等方面的維護措施相當到位，完全按照規范設計，消除了潛在的安全隱患，且在系統終端配備了專門的備用電源，可避免測控系統紊亂的情況發生。

1.2 供水管網監控終端

根據城市的地形和管網分布情況確定合適的監測點和科學的水管網數量。在主城區，可在各水廠的分界處建立監控終端；在居民生活區及閉塞、偏僻的區域，可通過監測裝置監控。此外，本系統充分利用GPRS 數據傳輸技術，將所采集到的數據上傳至集團運管中心供水調度服務中器，調度人員可通過對比服務器中的數據，全面了解配水管網的壓力、流量情況進，從而進行科學、有效的分析，實現對供水設施的優化和科學調度。目前，上海城投水務集團有限公司已建立了完善的管網監測終端，平均每十平方公里配備有一處管網測壓點，監測數據非常精準。需要注意的是，在建設管網監測終端時，要充分考慮公司的實際供水情況，結合公司未來的建設和發展思路，并從長遠利益的角度考慮。在管網終端的建設中，還需要考慮建成后的水質和流量。監控終端的數據傳輸主要采用無線服務技術，可實現監控系統與調度中心的有效連接和數據的實時傳輸。在實際應用過程中，可根據工作需求添加程序更新等功能。配水管壓力監控終端主要通過市電或鋰電池供電，運行機制安全、有效，效果較好。

1.3 供水調度管理系統

1.3.1管網數據監測

1）實時監測水廠出水流量和壓力。

2）實時監測中途加壓泵站/小區加壓泵站的進站壓力或水庫水位、泵站出水壓力和流量、泵組運行狀態和運行參數。

3）遠程監測供水管網的供水壓力、流量、流向等信息。

4）遠程監測各區域用水總量信息。

1.3.2數據統計分析

1）數據查詢：支持各種監測信息、控制信息、報警信息、操作信息的存儲和查詢，支持數據導出和打印功能。

2）統計與分析：自動生成制水、供水各生產環節的匯總報表和統計報表；自動生成各項生產數據的歷史曲線、柱狀圖等分析圖表。

1.3.3智能預警、遠程指令下達

系統管網的各種工況狀態參數判定預警，系統可根據管網壓力、水廠或加壓泵站出水流量、泵組運行狀態等信息預警，當數據超出常規設置，以對話框形式彈出具體信息，供調度人員作為決策參考。

系統同時具有發布遠程調度指令功能，可給水廠調度、泵站管理中控等下達即時調度命令。

1.4 終端數據的有效采集

1.4.1 數據查看方式多樣化

供水調度系統的數據類型多種多樣，數據的查看方式也有很多種。以地圖監控為例，其主要包括百度地圖和衛星地圖兩種。其中，在百度地圖中能對管網測壓點、泵房終端等位置進行標注，通過點選能彈出相應的參數菜單，從而實時查看和分析這些數據。這種方式比較直觀，且能及時更新數據，便于管理人員調整調度方案，且在遇到突發狀況時，管理人員能依據這些參數對事件進行科學分析，從而找到相應的解決辦法。此外，也可采用參數總覽查看方式。該方式具有一定的優越性——水廠站與泵站等運行參數能在同一個頁面顯示，有利于調度人員對水廠站的運行情況進行全面了解。

1.4.2 數據的有效分析

數據分析中的數據主要包括實時數據和歷史數據兩種，主要通過報表、柱形圖和曲線圖等形式顯示這些數據。該系統能根據實際需要對數據的時間、測點和參數進行分析，并生產不同類型的數據圖。比如，要想了解某地的壓力變化指標，只需要選取相應的測點并確定時間段即可獲得這些指標。不同的查詢方式的顯示形式也有所不同，如果選取曲線查詢，則系統會自動生成曲線圖，顯示這一時間區域內各測點的壓力變化情況。這具有一定的直觀性，且能使管理人員有效判斷、分析這些參數指標，從而進行科學的調整。

1.4.3 系統管理功能的多樣化

數據的采集和分析系統能滿足不同用戶的多樣化需求，使城市供水調度系統的管理更具科學性和有效性，避免交叉管理現象的發生。該系統的管理功能主要有以下幾項：①能對各種運行參數進行有效調整，比如，某些儀表的數據出現偏差后，可通過后臺修正這些數據；②能發布相關的公告和生產指標等信息，以便于管理人員或技術人員參考；③管理人員或技術人員能通過分系統瀏覽數據，且系統中的工作人員能實現實時溝通，從而共享信息，這大大地提升了管理效率；

2、城市供水調度信息系統架構

運管中心新系統平臺采用VMware服務器虛擬化系統解決方案，虛擬化技術的引入大大減少了需要維護和管理的設備，如服務器、交換機、機架、網線、UPS、空調等。原先設備可以根據制度進行折舊報廢、或者利舊更新，使得IT管理人員有了更多的選擇。虛擬化可以提高資源利用率，降低硬件采購成本，更加節能和節省空間，讓整個數據中心更加靈活。

運管中心的虛擬化架構，采用了3臺物理機服務器搭建了虛擬化集群，以及一臺磁盤柜用作集中存儲，所有虛擬機統一進行管理。隨著虛擬化的不斷應用，可以不斷動態地增加虛擬化集群的規模，搭建更健康的IT體系架構。客戶端方面，延續了原先的訪問模式，對于虛擬服務器的數據交互等操作，等同于原先傳統物理服務器的的訪問模式，不會對業務系統造成任何不利影響。

3、城市供水調度信息系統優勢

相比之前老的系統相比，城市供水調度信息系統具有多個方面的優勢：

3.1降低總體成本

通過服務器整合，控制和減少物理服務器的數量，明顯提高每個物理服務器及其CPU的資源利用率，從而降低硬件成本。降低運營和維護成本，包括數據中心空間、機柜、網線、耗電，制冷和人力等。對于性能適合的老舊設備可統一整合使用，避免資源浪費。

3.2提高運營效率

加快新服務器和應用的部署，大大降低服務器重建和應用加載時間。主動地提前規劃資源增長，這樣對客戶和應用的需求響應快速。不需要象以前那樣，硬件維護需要數天/周的變更管理準備和數小時維護窗口。

3.3增強工作連續性

虛擬化自帶的HA或FT功能使您免除雙機熱備或群集的復雜部署，也可以用虛擬機做一個物理機上跑的關鍵應用的雙機熱備，免去了投資相應硬件的負擔。將所有服務器作為大的資源統一進行管理，并按需進行資源調配。

3.4系統無縫遷移

通過虛擬化的P2V轉換技術，可以很方便的將現有業務的物理承載系統轉換為虛擬機文件，整個過程可以不用停頓業務，同時也不會有數據丟失。新建的虛擬架構平臺，將所有虛擬化后的業務系統轉移到新平臺上，這種遷移只需要拷貝即可，而避免了可能出現的損壞和不可預期的故障發生。

3.5備份恢復更簡單快速

現在我們選擇備份方式既可以對VM文件進行文件備份，也可以使用備份軟件對系統的進行狀態備份，還可以利用存儲的快照功能對虛擬機進行狀態備份。恢復一個系統不再象以前要依次恢復以前備份的文件集，直接把備份的VM文件重新打開就可以了，不需任何復雜容易出錯的步驟，極大節約了恢復時間。

3.6負載均衡

對多臺虛擬服務器進行流量分發的負載均衡服務，可以通過流量分發擴展應用系統對外的服務能力，通過消除單點故障提升應用系統的可用性。

3.7充分利用網絡存儲的優勢

可以進行集中數據備份，并且為這些服務器和應用的以后的容災打下基礎同時，通過虛擬機的特有功能和網絡存儲的有效結合，提高了這些應用的可用性，移動性和靈活性。

4、結束語

城市供水調度信息系統具有一定的技術含量，包含了自動化技術、監控技術、數據采集和分析技術等多種現代化技術。因此，相關工作人員應充分了解該系統的運行知識，并加強對該系統的管理和維護，從而促進城市供水調度系統功能的有效發揮。

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作者簡介：林崚（1975-08），女，大學，上海城投水務（集團）有限公司運行管理中心，主要從事城市自來水管網水量及水壓的調度管理工作。