幾種關鍵技術在智慧水廠中應用

董姍　廖曉歡

[摘要]智慧水廠對于構建智慧城市具有重要意義，先進技術的運用是智慧水廠建設的核心，文章重點介紹了人工智能技術，BIM技術，機器人技術，視頻識別技術在智慧水廠中的應用，為智慧水廠的建設和發展提供一些參考。

[關鍵詞]智慧水廠;人工智能;BIM;機器人;視頻識別

文章編號：2095 - 4085（ 2019） 04 - 0097 - 01

近年來智慧城市大力推行，智慧水廠是智慧城市的重要環節。智慧水廠通常指以新一代信息技術為手段，實現生產，運行，維護，調度和服務等全過程，各環節高度信息互通，反應快捷，管理有序的高效節能，綠色環保，環境舒適水廠。

智慧水廠是自動化水廠向更高階段發展的結果，其中使用到的關鍵技術有人工智能技術，BIM技術，機器人技術，視頻識別技術等。下面將分別予以介紹。

1人工智能技術

自動化水廠能做到依據設定的目標程序自動運行，但是缺乏獨立的分析和判斷，不能主動調整優化，如將人工智能技術應用到水廠，水廠就擁有了“智慧大腦”。

人工智能技術是研究，開發用于模擬，延伸和擴展人的智能的技術。人工智能運用到水廠中能主動挖掘采集到的數據信息，通過機器自我學習及建模仿真，獨立做出分析、預測和判斷，并據此調整一系列設備的動作或發送出相關信號供人決策。例如通過原水監測點水質傳感器采集到的水質信息，結合對歷史數據的分析得到的規律和實時工藝仿真結果，自動調整處理時間，藥劑投加量等參數，并通過各處理過程水質檢測結果的反饋，及時修正處理時間、藥劑投加量等參數，使其短時間就達到最佳的處理效果。

目前，一些廠商已研發出內置人工智能學習引擎的水廠的綜合人工智能平臺，通過整合水廠各類資源數據，實現智慧生產，智慧管理，智慧維護等智慧應用。

2 BIM技術

我國很多水廠存在重建設輕維護的現象，即設備與相應的控制系統先進，完善，但是設備及其控制系統維護落后，欠缺，如將BIM技術應用到水廠，水廠就擁有了“智慧維護員”。

BIM技術可應用于工程建設全生命周期——規劃，設計，施工，運維的數字化管理。目前，不少水廠在設計和施工中已使用BIM技術，但在水廠運維階段應用極少。將BIM應用于水廠的運維正是智慧水務一個重要的發展方向。

BIM竣工模型能夠反映工程實體的最終狀態，包含全過程的信息記錄。在智慧水廠中，利用BIM技術建立機械設備，電氣設備，儀器儀表等設備檔案管理系統，將設備技術參數，生產廠家，安裝時間，倉庫備品備件，檢修維護時間，發生故障類型及故障時間等信息全部錄入檔案管理系統并實時保持數據庫更新，利用這些信息可以自動制定全廠所有設備檢修維護計劃，規范維護工作，避免了由于手工記錄造成的錯檢漏檢，提高數據的真實性和可用率，為維修提供基礎數據，推動預防性維修的實現。利用設備檔案管理系統結合BIM三維模型，還可以在全廠BIM模型中隨時查看某個設備的相關信息，為突發設備故障分析處理提供數據支持。

3機器人技術

機器人技術已在許多智能化工廠中實現少人化或無人化以及遠程管理的目標，也可以在智慧水廠中發揮重要作用，給水廠配置“智慧生產管理員”。

智能巡檢機器人可替代傳統人工巡檢，其通過自主導航、指揮中心遠程遙控或用戶設置的巡檢路線，在任何時間、各種環境和天氣條件下，對水廠的生產設施進行巡檢。通過機器人搭載的攝像頭，可對現場主要設備控制柜的指示燈，主要儀表度數進行讀取和分析，從而輔助判斷設備的運行狀態;通過機器人搭載的各類傳感器，可對易燃易爆危險空間的環境指標進行檢測，判斷環境指標是否超過正常范圍。機器人在巡檢過程中，根據需要，實時回傳清晰度較高的圖像或視頻，在設備狀態異常或環境指標超標時回傳報警信號。

水下或管道檢測機器人還可以對水下設備運行情況或管道是否堵塞進行檢測并實時回傳現場圖片會視頻。

4視頻識別技術

視頻監控在水廠安防系統中廣泛應用，但是通常需要值班人員盯著顯示器，人工識別安防事件，由于監控點數量較多，值班人員精力有限，容易漏判安防事件，造成重大損失，如將頻識別技術應用到水廠，水廠就擁有了“智慧護衛”。

以智能識別主機為核心的智能安防系統，可以實時分析布置于水廠各處攝像機采集到的圖像，主動進行人臉識別，并將識別結果關聯到工作人員管理數據進行辨別判斷，若識別結果不是廠區工作人員或其他準許進入人員，則傳送報警信號至控制中心;還可以主動進行運動識別，通過在軟件中虛擬若干區域，判斷圖像中的人員是否在正確的行動區域或是否進入危險區域，一旦發現異常，就傳送報警信號至控制中心。

智慧水廠的構建是一個系統工程，離不開先進技術的支撐。本文介紹了人工智能技術，BIM技術，視頻識別技術，機器人技術在智慧水廠中的應用，有的已開始使用，有的即將使用，這些技術及本文還未介紹的其他技術共同推進水廠智慧化不斷進入更高階段，進而協助構建高水平的智慧城市。

參考文獻：

[1]杜丹，趙建明，水廠智慧水務建設規劃[J].供水技術.2017.（12）.

[2]彭智欣，徐嘉琪.智慧水務的思考[J].供水技術，2015.（09）.