農村飲水安全自動化監控技術研究及應用前景分析

李文浩

（甘肅省平涼市莊浪縣水務局，甘肅 莊浪 744600）

隨著我國現代化農村建設的發展，農村經濟社會以及農民的生活水平正在提高，于此同時，農村居民對農村飲水提出更高的要求，對飲水的安全性，可靠性，經濟性，高效性提出更高標準，并且隨著農村供水建設的不斷增加，農村飲水工程數也在不斷增加，施工難度也在增加。傳統的管理模式已經難以適應現代農村經濟的發展，及時加強對行業內部監督管理工作，及時掌握農村地區供水的信息，充分利用自動化和信息化的方式進行供水安全監督工作，同時根據不同的飲水層次，建立有效的安全監控系統，由此可見，農村飲水安全自動化監控技術是未來農村供水工程發展的趨勢，也是維護供水工程的重視方式之一。

1 農村飲水自動化監控技術研究以及應用的意義

自動化監控技術不僅能夠對農村飲水工程進行規劃和設計，也能夠提升農村飲水的質量，有效解決農村飲水問題，其意義主要表現在以下幾個方面：

第一，實施自動化監控技術能夠有效保障農村飲水的安全問題，也是解決農村供水安全問題，通過安全過濾裝置、消毒劑余量監控設備、PH值監測裝置、電導率裝置、流量裝置等其他傳感裝置，對農村供水水源中相關的供水環節和設備進行監控，及時發現供水的變化，及時掌握供水情況，消除安全問題，防止事故的發生，提高農村供水能力，確保農村居民的應用水安全。

第二，能夠有效提升農村供水的運行效益途徑，在農村飲水工程中實現自動化監控技術系統，能夠有效對飲水工程的水泵系統進行啟動和停止，及時監督管理水泵運行狀態，能夠確保飲用水的數量、水位變化、水質情況等相關數據進行收集，從而將農村飲水供水控制由手動變成自動化，從而促使數據變得網絡化、管理方式變的科學化，降低供水廠的工作的數量和工作難度，降低成本的管理，提高供水廠的經濟效益。同時，對供水水源和蓄水池水位的監控，實現水泵運行和停止的自動化，從而實現無人看守的狀態，優化調節調度的內容，實現節約能源消耗。

第三，能夠有效實現農村供水的有效監督管理措施，由于我國農村供水工程數量較多，面積較大，發展的速度較快。截止到目前為止，我國農村集中供水工程已經達到六十多萬處，并且還在計劃內額外建設二十余萬處的供水設施，龐大的工程數量給傳統的管理方式帶來大量壓力，而利用信息化、自動化的方式，將自主研發的軟件融入到供水管理系統，能夠利用網絡技術實現隨時監督控制供水系統，詳細了解當地供水的數據參數，方便農村供水管理人員及時對供水系統進行監督管理，促進精細化管理的模式。

第四，實現供水自動化監管技術，是體現農村供水高科技發展的直觀表現，監管系統的有效實施，管理人員能夠通過衛星系統對供水系統進行管理，直觀的對地區范圍內的農村供水工程信息進行展示，例如，該地區的供水范圍、系統組成部分、管理分布封，并且更具相關的數據地圖，進行統計、查詢、編輯等功能。根據相關的調查結果可以發現，我國城市水廠已經基本實現自動化監控技術，但在農村范圍內，由于地區條件不同和經濟環境的不同，對自動化監控技術提出更高的要求，并且對自動化監控系統提出更高的需求，因此，需要相關部門進行監控系統研發工作，提供其創新的技術能力，從而實現自動化監控系統的廣泛應用。

2 自動化監控系統的總體結構

自從十多年前實行的水利資源部門提出的“農村飲用水自動監控管理技術”推廣和應用，根據不同的地區環境，推出三種新型的自動監控管理技術，分別為一種縣級和兩種水廠級別的自動化監控系統，從而實現不同層次的可靠性對接，而農村飲水安全自動化系統一般分為區域級別和水廠級別兩種類型，其中區域級別系統也可以分別縣級、省級和中央級別的。為了充分實用性和包容性，區域級系統能夠需要目前相關的農村飲水安全信息管理進行融合。

2.1 水廠級別的監管系統

通常水廠級別的監管系統包含自動化監控和視頻安全防護系統等兩個部分，而自動化監控系統，需要結合地區地理特點以及相應的網絡環境，選擇合適的相關通信方式，并且根據使用傳感器和控制器實現實時監控，對農村供水設備和設施運行狀態進行監管，并且根據分散的數據的情況進行控制，集中傳輸水廠的監控系統。視頻安防系統，是指在農村供水廠關鍵位置安裝攝像設備、監控設備等，在供水區域內安裝安防系統，從將視頻的內容傳輸到水廠的監控部門，確保水廠的運行安全。

水廠自動化監控系統主要由于電氣自動化控制系統和計算機監控系統部分組成。而電話自動控制系統又包括：電源配電柜、取水泵控制柜、變頻控制柜、供水泵等，這些能夠有效通過特定通信的方式與監控中心計算機系統進行通信，通過專用的供水關鍵數據和設備運行狀況進行控制。

安防視頻系統是指在室外監控、傳輸電纜和視頻監控中心組成。而室外監控同時包含攝像設備、相應的解碼器等，完成對圖像信息搜集工程，而控制中心能夠通過控制云臺，調節攝像頭的方向和角度，增加視頻監控的范圍。視頻信號能夠通過專用的線纜與控制中心相連接；視頻監控中心則包含了硬盤錄像機、顯示器等，通過這些室外監控的視頻信號轉化成為數字信號。

2.2 區域級別監管系統

區域級別的監管系統包括對水廠自動監控系統和農村飲用水安全信息管理系統兩個部分。同時以現有的自動化監控系統為基礎，在農村區域內對供水設備進行數據收集，實現自動化控制，及時掌握水廠的數據變化，實現信息化管理。而區域級別的管理系統通常會安裝在規模適度的中控室、縣級甚至更高級別的中控室，該區域監控軟和計算機硬件設備組成。

3 農村飲水安全自動化監控系統的特點和優勢，

目前，農村飲用水自動化監控系統能夠有效根據農村供水特點，應用相關的數據標注根據管理人員進行開發和利用，具有以下的優勢和特點：

第一，區域級別的監管系統能夠有效形成多種自動化監控模式，從而對不同水源類型、供水規模、外在的環境、地區經濟、供水廠的管理能夠，當地用水居民的需求等。從而形式有效控制，其中包括對水廠級別系統控制、區域級別系統控制等多種控制模式。而區域級別系統能夠對相關的數據進行收集，從而實現自動化監測，并且對這些信息記性管理；在水廠級別系統中需要對供水環節進行監測，并且對相關指標進行控制，通過多種渠道和數據模式建立同喜的方式，從而提高自動化監控系統的規范性和穩定性。

第二，能夠有效進行自主研發區域級水廠技術，利用自主研發的方式WEB等軟件，對區域級別的水廠系統進行監控，同時通過模擬的方式對水廠現場數據進行收集，分析，儲存等，并且能夠通過網絡游覽的方式進行在線可視化，能夠對區域內的水廠進行遠程監控，實現異地控制，降低維護成本和人工費用。在自我控制方向，農村供水組態軟件能力已經超過某些商業用水組態軟件的能力，從而為更大區域范圍的農村飲水安全自動化監控提供基礎。

第三，研發區域級別地圖管理和編輯技術，通過自主研發的地圖技術，從而對農村區域地區進行繪圖，進行編輯，實現土層區域的管理，利用這種技術能夠有效繪制區域的水路管道網絡，供水設施圖形、相關的區域覆蓋等，能夠方便農村供水管理人員對供水范圍，管路情況進行了解，同時也能夠時刻掌握供水系統的運行情況，從而達到對供水系統監督目的。

第四，進行智能移動終端技術的研發工作，農村供水系統進行自主研發，能夠將供水監控系統應用到移動設備中，相關的管理人員通過下載設備軟件，就能夠在手機、筆記本電腦等移動設備中對其監控設備進行訪問，從而進行隨時監控，降低人工成本的費用。

4 農村飲水安全自動化監控技術應用前景展望

目前，我國城市中供水系統以及經濟發展快速的農村供水系統中都相應安裝自動化監控技術，由于2020年以來頒布“解決農村飲用水計劃”來看，大部分農村地區將有效解決供水安全問題，由此可見，未來的農村供水工作重點，將會從建設供水工程轉變為供水監督管理方向，而傳統的人工監督管理，已經難以滿足現代供水系統的需求。因此，需要改善傳統的供水監督管理模式，將自動化監督管理技術應用到供水系統中，從而能夠確保農村供水系統能夠平穩發展，在信息化、科學化環境為農村居民提供安全的供水環境，實現水資源的最大利用效率。

5 結語

綜上所述，由我國相關的水利科學部門進行自主研發的農村飲水安全自動化監控系統，能夠根據地區環境的不同、地區經濟的情況、農村區域水資源的管理的能力等方面全面實現自動化監控技術，能夠有效滿足農村用水用戶的需求，提升農村飲水的安全效果。自主研發的區域級別水廠動態技術，能夠有效制定相關的監督管理界面，降低其管理的成本，能夠為全國大范圍的農村飲用自動監督管理提供技術支持：自主研發的區域地圖管理和編輯技術，能夠對農村地區的進行供水管道圖形的繪制，方便管理人員進行監督不同區域內的供水管道：而自主研發的移動設備軟件，能夠確保農村供水管理人員利用技術軟件隨時了解供水系統的情況，提高農村區域供水管理的安全性。