廣西地區飲水安全供水工程信息化建設研究

楊金璋

(廣西壯族自治區恒企工程技術集團有限公司，廣西 南寧 530000)

1 引言

水是生命的源泉，是人類賴以生存的基礎。農業、工業生產中，同樣離不開水。因此水是人類社會生存和發展中必不可少的重要自然資源之一。水對人類十分重要，但聯合國兒童基金會和世衛組織稱當前全球有1/3的人無法獲得安全飲用水。特別是發展中國家很多疾病的發生都和水有關。要想保證人體健康，減少疾病發生，安全的飲用水十分重要。我國人民愛喝熱水便是一種獲得安全飲用水的方式之一。但要想保證飲水安全，還需要從水的源頭入手，加強飲用水的安全性，讓飲用水處于合格的衛生條件中。特別是農村地區，飲水安全工作更加重要。為了讓人們都能喝上安全的飲用水，為此我國還專門下發了相關文件如《農村飲水安全工程建設管理辦法》等，加大資金投入力度，為農村飲用水安全保障奠定良好基礎。信息化時代下，飲水安全也應朝著信息化方向發展，實現飲水安全供水工程的自動化、網絡化，從而提高管理水平，真正實現飲水安全的目的。

2 廣西地區飲水安全供水工程信息化建設的必要性

廣西位于我國華南地區，屬亞熱帶季風氣候和熱帶季風氣候，雨水豐沛，地跨珠江、長江、紅河、濱海四大水系。但廣西地區巖溶裸露面積多，約占總面積的41%，特別是西北部的6市30縣，屬于典型的大石山區。大山石區土地貧瘠，水資源匱乏，植被覆蓋率低，農村飲用水問題十分嚴峻。廣西政府十分重視農村地區的飲水安全問題，堅持將飲水安全當做是脫貧攻堅“兩不愁三保障”中的一項重要內容?！笆濉逼陂g僅大石山區農村飲水安全工程建設資金就投入35.4億元，解決了400多萬人的安全飲水問題。在“十三五”期間，廣西地區農村飲水安全供水工程共投資68.15億元，受益人口突破800萬人，2019年底全區解決了飲水安全問題，農村飲水安全工作實現了促民康健的飛躍。目前廣西地區農村集中供水工程5萬余處，集中供水率達到87%，自來水普及率突破84%，當前廣西地區農村人口的飲水安全問題得到全面解決，安全飲水供水工程框架也基本形成。

但在信息時代下，供水工程也應實現信息化管理，提高供水工程的管理水平，保證供水的水平，為群眾真正提供出安全、放心的飲用水。但當前廣西地區飲水安全供水工程信息化建設還存在諸多問題，具體如下。

首先，飲水安全供水工程建設初期標準不高，自動監控系統不完善，無法對供水工程進行遠程監控，需要花費大量的人力進行管理和維護，使得有些供水工程運行管理效率不高，長期以往勢必會對飲水安全帶來影響。

其次，當前很多農村集中供水工程主要以自壓供水方式為主，管線長，管網壓力波動大、頻率高，受供水工程運行管理效率的影響，有些集中供水工程中經常會發生爆管現象，影響到群眾的供水。

再次，有些水廠的自控系統已經變成了手動操作，自控系統的自動化幾乎沒有發揮作用。

最后，智能水表安裝率還不高，水費依然需要抄表收取實現，智能化收費系統的投入使用還需要時間。

對于上述問題，要真正解決廣西地區群眾的飲水安全問題，就需要對飲水安全供水工程進行信息化建設，提高供水工程的自動化、智能化管理，真正保證農村地區的飲水安全問題得到全面解決。

3 廣西地區飲水安全供水工程信息化建設

3.1 建設目標

目前廣西地區飲水安全供水工程建設較多，解決了農村地區飲水安全問題。飲水安全供水工程信息化建設的主要目的是，構建出一個適用于全區，先進、安全的網絡平臺，將飲水安全供水工程納入到該網絡平臺中，實現對飲水安全供水工程的自動化、智能化管理，提高飲水安全供水工程管理水平，節約人力成本。

3.2 建設流程

廣西地區飲用水安全供水工程信息化建設流程見圖1所示。

圖1 系統信息化建設流程

系統信息化建設中系統需求分析是關鍵環節，能夠精準掌握客戶需求直接關系到系統建設是否達到客戶要求。廣西地區飲用水安全供水工程信息化需求分析采用UML建模技術用例需求分析方法可實現功能需求。結果表明廣西飲用水安全供水工程信息化中包含的功能有飲用水監測管理、歷史數據管理、安全預警管理、實時數據查詢管理、地理信息管理、決策分析管理、遠程控制管理、數據管理、系統管理、設備管理。飲用水監測管理主要是采用無線傳感器進行飲用水指標監測并通過網絡傳輸到服務器端，包括數據監測添加、數據監測查看、數據監測修改、數據監測刪除；歷史數據管理主要是對飲用水歷史信息進行管理，包含歷史信息的添加、查看、修改與刪除；安全預警管理包含功能有安全預警閥值的添加、修改、刪除與查看；實時數據管理主要包括數據查詢、數據修改；地理信息管理包含功能有地理信息的添加、查看、刪除與修改；決策分析管理包含功能有決策模型的添加、計算、展示；遠程控制管理包含功能有遠程命令管理、遠程設備監控、遠程控制追蹤；數據管理包含功能有數據備份、數據還原；系統管理包含功能有系統權限的添加、查看、修改與刪除；設備管理包含功能有設備信息的添加、查看、刪除與修改。

系統功能設計是為了便于系統開發。為快速進行系統開發，廣西地區飲用水安全工程平臺采用UML建模類、時序圖等方法進行開發，這樣為系統后續開發提供了統一標準，提高了項目開發效率。

系統測試是為了發現系統開發中存在的漏洞，系統測試主要有功能測試和性能測試。功能測試采用UML建模用例測試方法進行測試。性能測試主要包括服務器性能、網絡反應、安全性能等測試。

系統發布是將系統運行到網絡上，需要進行相應的網絡安全管理、網路性能測試等，確保系統能夠正常、安全運行。

3.3 廣西地區飲水安全工程平臺架構設計

為實現廣西地區飲用水安全工程平臺，需要對平臺架構進行設計。本文所設計的平臺是由物理層、服務層、數據層以及應用層構成，見圖2所示。

飲水安全信息平臺中物理層主要是由有限個無線傳感器將飲水信息采集并通過構建的無線網絡傳輸數據。所傳輸的數據使用套接字方法傳輸。服務層中是將物理層書傳輸到數據層，該過程中需進行相應的協議處理。數據層中是將傳輸數據存儲到相應的數據庫中，這些數據包括飲水信息、地圖信息、供水管理信息、空間數據等。應用層中包含功能有在線監控、數據分析、故障報警、故障分析、綜合調度、實時查詢、歷史查詢、地圖管理、決策分析以及遠程管理。

圖2 平臺架構

4 結語

針對廣西地區飲水安全監控難問題，提出將信息技術應用到飲水安全管理中。詳細分析了飲水工程建設重要性，關系到民生問題。信息工程建設按照需求分析、功能設計、軟件開發、軟件測試以及系統發布流程進行開發。從而得到飲水安全供水系統包含功能有飲用水監測管理、歷史數據管理、安全預警管理、實時數據查詢管理、地理信息管理、決策分析管理、遠程控制管理、數據管理、系統管理、設備管理。采用四層架構技術對飲水安全信息工程架構進行設計，有助于提高系統開發效率。