一、方案綜述
伴隨城市建設(shè)的加速發(fā)展和氣候變化導(dǎo)致降水量和強(qiáng)度的影響，城市排水系統(tǒng)面臨巨大壓力。智慧排水泵站系統(tǒng)全面提升排水泵站運(yùn)行效能與管理水平。遵循 “精準(zhǔn)排水、高效管控、資源優(yōu)化、智能運(yùn)維” 的核心目標(biāo)，全力達(dá)成排水區(qū)域內(nèi)全方位采集、傳輸、存儲(chǔ)、運(yùn)用、監(jiān)管數(shù)據(jù)，充分契合城市規(guī)劃部門、環(huán)保部門、市政管理部門，以及社區(qū)居民、專業(yè)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)等多元主體的實(shí)際業(yè)務(wù)訴求，建設(shè)現(xiàn)代化城市排水系統(tǒng)以及可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境，有效防范內(nèi)澇災(zāi)害，保障城市水循環(huán)健康穩(wěn)定運(yùn)行，大幅提升城市應(yīng)對(duì)復(fù)雜水環(huán)境挑戰(zhàn)的綜合實(shí)力。
二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)以標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)、集約化為手段、生產(chǎn)運(yùn)營為業(yè)務(wù)主線、提高生產(chǎn)運(yùn)行效率、降低生產(chǎn)運(yùn)營成本為目標(biāo)的管控體系設(shè)計(jì)思路，完成系統(tǒng)建設(shè)并在城排及各所屬廠站部署，深度集成城市排水及生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、防汛應(yīng)急指揮管理等業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為各級(jí)管理人員提供績效分析、防汛應(yīng)急指揮、生產(chǎn)指揮和決策的監(jiān)控平臺(tái)。
三、系統(tǒng)架構(gòu)
智慧排水泵站系統(tǒng)架構(gòu)分為五層：設(shè)備層由各類傳感器和智能設(shè)備組成，負(fù)責(zé)采集泵站運(yùn)行過程中的各種物理參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)信息；傳輸層負(fù)責(zé)將感知層采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)層和平臺(tái)層；調(diào)度層存儲(chǔ)和管理從感知層傳輸過來的大量數(shù)據(jù)；管理層是系統(tǒng)的核心樞紐，集成了數(shù)據(jù)處理、分析、挖掘和智能決策等功能；展示層通過友好的用戶界面，為泵站管理人員、運(yùn)維人員、調(diào)度人員提供便捷的操作工具，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能管理和高效運(yùn)營排水泵站。
四、系統(tǒng)功能
1.數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)
現(xiàn)地控制單元是泵站現(xiàn)場(chǎng)的核心控制與數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和傳輸能力，它將采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行處理整合，上傳至系統(tǒng)的監(jiān)控中心服務(wù)器。配電數(shù)據(jù)是智慧排水泵站系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的重要組成部分，泵站的配電系統(tǒng)為所有設(shè)備提供電力支持，運(yùn)行狀態(tài)直接影響整個(gè)泵站的穩(wěn)定運(yùn)行。儀器儀表在排水泵站中分布廣泛，涵蓋液位、流量、壓力、水質(zhì)等多個(gè)方面，它們將采集數(shù)據(jù)上傳匯總到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和展示，為泵站智能化運(yùn)行管理提供全面的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
2.運(yùn)行監(jiān)測(cè)
廠區(qū)效果圖以可視化方式呈現(xiàn)整個(gè)泵站廠區(qū)的布局和設(shè)施分布；工藝流程畫面詳細(xì)描繪了排水泵站內(nèi)水的流動(dòng)路徑以及各個(gè)處理環(huán)節(jié)的工作流程；泵站運(yùn)行監(jiān)控以指示燈、數(shù)據(jù)列表等形式展示泵站運(yùn)行時(shí)間、開機(jī)臺(tái)數(shù)、機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、流量、水位等信息；單體機(jī)組運(yùn)行監(jiān)測(cè)展示泵站內(nèi)每臺(tái)單體機(jī)組的基本電氣參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣象數(shù)據(jù)，包括氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量等信息；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)污水水質(zhì)參數(shù)，反映排水的污染程度和水質(zhì)特性；實(shí)時(shí)采集電力參數(shù)數(shù)據(jù)，顯示監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
3.自動(dòng)化控制
實(shí)現(xiàn)機(jī)組一鍵啟停功能，可自動(dòng)完成開啟或關(guān)閉電源、調(diào)節(jié)機(jī)組轉(zhuǎn)速、控制相關(guān)輔助設(shè)備等操作，提高泵站運(yùn)行效率，減少人工操作的不確定性和誤差。
進(jìn)出水閘門控制頁面支持閘門控制和開度顯示，閘門開度和荷載報(bào)警彈窗，運(yùn)行數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)停止，命令值超過設(shè)定值不能輸入指令。
4.統(tǒng)計(jì)報(bào)表
系統(tǒng)根據(jù)泵站生產(chǎn)管理需求，生成多種類型的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，支持以Excel、PDF等格式導(dǎo)出打印，便于進(jìn)一步分析處理數(shù)據(jù)、存檔和匯報(bào)。機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表記錄各機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)信息；泵站運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表記錄整個(gè)泵站的綜合運(yùn)行信息；水位記錄報(bào)表主要聚焦泵站內(nèi)各個(gè)關(guān)鍵位置的水位變化情況；配電報(bào)表記錄泵站配電系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)；機(jī)組開停機(jī)時(shí)間統(tǒng)計(jì)報(bào)表專門統(tǒng)計(jì)各機(jī)組的開機(jī)時(shí)間、停機(jī)時(shí)間以及累計(jì)運(yùn)行時(shí)間；污水雨水流量統(tǒng)計(jì)報(bào)表分別記錄泵站在不同時(shí)間段內(nèi)污水和雨水的流量數(shù)據(jù)；水質(zhì)報(bào)表記錄了泵站進(jìn)水口和出水口的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
5.預(yù)警報(bào)警
對(duì)電壓、電流、勵(lì)磁數(shù)據(jù)、電機(jī)上下軸瓦溫度、機(jī)組振動(dòng)、機(jī)組噪音、技術(shù)供水壓力和流量、排水水位、進(jìn)水水位、流量等參數(shù)，設(shè)定安全閾值，監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，超出安全閾值平臺(tái)立即報(bào)警。
6.趨勢(shì)曲線
用于展示和分析泵站運(yùn)行數(shù)據(jù)的重要工具，能將現(xiàn)場(chǎng)密集采集的趨勢(shì)信號(hào)按時(shí)間戳還原，生成趨勢(shì)圖。通過圖形化的方式直觀展示數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)，幫助操作人員更好地了解泵站的運(yùn)行狀態(tài)和性能。
7.事件記錄
記錄軟件相關(guān)運(yùn)行信息，包含開啟軟件記錄、登錄記錄、操作按鈕記錄、設(shè)備通訊報(bào)警記錄等。記錄站內(nèi)所有設(shè)備的操作事件、報(bào)警事件及報(bào)表等，并在LCD上顯示和按需打印。
8.電氣主接線圖
通過顏色和圖標(biāo)直觀呈現(xiàn)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，如斷路器、隔離開關(guān)的開合情況，母線、變壓器等的工作狀態(tài)。有助于操作人員判斷設(shè)備是否正常運(yùn)行，是否存在過載、欠壓等異常情況。
9.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
展示泵站所有接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備架構(gòu)圖，直觀顯示各設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通訊運(yùn)行狀況，當(dāng)出現(xiàn)通訊故障時(shí)能快速查出原因，方便維護(hù)。
10.視頻監(jiān)控
用于實(shí)時(shí)監(jiān)控泵站現(xiàn)場(chǎng)情況，保障泵站安全運(yùn)行。支持多品牌攝像頭接入平臺(tái)，支持?jǐn)z像頭聯(lián)動(dòng)抓拍、攝像頭控制等云臺(tái)功能。通過視頻監(jiān)控，操作人員可以直觀地了解泵站現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。
11.用戶管理
包括用戶管理、角色管理、權(quán)限管理。用戶管理用于錄入和管理使用本系統(tǒng)的用戶信息；角色管理也叫用戶組管理，管理系統(tǒng)的使用角色，每個(gè)角色有一定的權(quán)限關(guān)聯(lián)，某個(gè)角色的人員具有該角色相應(yīng)的使用功能；權(quán)限管理對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊、產(chǎn)品分級(jí)，不同的權(quán)限級(jí)別可查看對(duì)應(yīng)的功能和產(chǎn)品。
12.智慧運(yùn)維系統(tǒng)
系統(tǒng)創(chuàng)建機(jī)組電子檔案，通過機(jī)組運(yùn)行參數(shù)和維護(hù)維修記錄，實(shí)現(xiàn)泵站完好率達(dá)標(biāo)。實(shí)現(xiàn)運(yùn)行考核，包括員工考勤、排水任務(wù)、污水達(dá)標(biāo)率等關(guān)鍵指標(biāo)。考核劃分為泵站整體考核、單臺(tái)設(shè)備考核、班組作業(yè)考核，通過運(yùn)維規(guī)劃與嚴(yán)格監(jiān)管排水泵站，有力保障城市排水系統(tǒng)順暢運(yùn)行，滿足區(qū)域內(nèi)雨水及污水高效排放的需求。
13.信息管理系統(tǒng)
系統(tǒng)整合主設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、建筑物安全監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、雨水預(yù)測(cè)及積水風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)等模塊，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)泵站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和建筑物的安全狀況，同時(shí)提供視頻監(jiān)控和門禁管理功能，確保泵站安全運(yùn)行。此外，系統(tǒng)可對(duì)泵站周邊的氣象條件、水質(zhì)污染程度等環(huán)境要素進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與分析，并依據(jù)先進(jìn)的雨情預(yù)測(cè)模型，為科學(xué)制定排水調(diào)度方案提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，高效處理與排放雨水、污水，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置與可持續(xù)利用城市水資源。
14.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)
排水泵站調(diào)控中心系統(tǒng)需要防止外部邊界發(fā)起的攻擊和侵入，防止未授權(quán)用戶非法訪問系統(tǒng)、非法獲取數(shù)據(jù)、入侵系統(tǒng)并進(jìn)行重大的非法操作；需要確定不同的安全區(qū)/域以及不同的安全防護(hù)技術(shù)措施和要求；測(cè)試、比較、分析安全防護(hù)的技術(shù)手段和產(chǎn)品，滿足調(diào)控中心安全產(chǎn)品、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)需要，根據(jù)調(diào)控中心安全級(jí)別進(jìn)行安全設(shè)施部署，從技術(shù)和管理兩個(gè)層面全面保護(hù)排水泵站業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全。
五、用戶價(jià)值效益
通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水壓、流量等數(shù)據(jù)，并根據(jù)排水需求自動(dòng)調(diào)節(jié)泵組運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)排水的智能化控制，使泵站運(yùn)行達(dá)到機(jī)組啟停自動(dòng)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無人、少人值守，提高排水效率?。
系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患并進(jìn)行預(yù)警和維護(hù)，減少設(shè)備故障率，降低維修成本。此外，通過優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行方案，提高設(shè)備能效，降低運(yùn)行能耗?。
通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)、水壓等數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)污染和排水安全隱患，并進(jìn)行預(yù)警和處理，保障排水安全。
通過視頻監(jiān)控、門禁系統(tǒng)等手段，加強(qiáng)泵房安全防范，防止人員和設(shè)備遭到破壞?。安全生產(chǎn)視頻數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)巡檢相結(jié)合，達(dá)到隨啟隨停零事故。
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、超限告警、遠(yuǎn)程調(diào)度、運(yùn)維管理等功能，為泵站巡檢運(yùn)維、內(nèi)澇治理分析等工作提供便捷、高效的信息化支持，?提升管理效率?。
系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析排水管網(wǎng)、河道水位等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，幫助城市管理者及時(shí)了解城市排水系統(tǒng)的排放能力和排澇能力，為應(yīng)對(duì)極端天氣和降雨事件提供預(yù)測(cè)、預(yù)警和決策支持，降低城市內(nèi)澇現(xiàn)象的發(fā)生?。
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