II智慧水務(wù)平臺建設(shè)方案

目錄TOC\o"1-5"\h\z\u一、 建設(shè)背景 1二、 建設(shè)需求 12.1. 建設(shè)目標(biāo) 12.2. 建設(shè)內(nèi)容 22.3. 建設(shè)意義 2三、 建設(shè)方案 43.1. 總體設(shè)計方案 43.1.1. 總體框架 43.1.2. 技術(shù)路線 53.1.2.1. 基于面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)（SOA）的應(yīng)用服務(wù)組件裝配技術(shù) 53.1.2.2. 基于分布式多線程的網(wǎng)絡(luò)GIS服務(wù)技術(shù) 63.1.2.3. BIM+GIS融合技術(shù) 73.2. 系統(tǒng)功能建設(shè) 83.2.1. 基礎(chǔ)操作 83.2.1.1. 地圖基礎(chǔ)操作 83.2.1.2. 快速定位 93.2.2. 查詢與統(tǒng)計 93.2.2.1. 信息查詢 93.2.2.2. 生產(chǎn)統(tǒng)計 93.2.2.3. 水質(zhì)統(tǒng)計 103.2.2.4. 耗能分析 103.2.2.5. 資產(chǎn)分析 103.2.2.6. 計劃分析 103.2.3. 監(jiān)控預(yù)警 103.2.3.1. 工藝監(jiān)控 103.2.3.2. 設(shè)備監(jiān)控 103.2.3.3. 視頻監(jiān)控 103.2.3.4. 監(jiān)控設(shè)備管理 103.2.4. 系統(tǒng)管理 103.2.4.1. 基礎(chǔ)信息管理 103.2.4.2. 權(quán)限管理 113.2.4.3. 廠站管理 113.2.4.4. 配置管理 11建設(shè)背景目前，國內(nèi)的城鎮(zhèn)污水廠管理通常存在配套污水廠信息化管理不完善，污水廠業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)分散管理、數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用不深入，污水廠管理業(yè)務(wù)沒有進(jìn)行整合應(yīng)用等、設(shè)備設(shè)施沒有進(jìn)行精細(xì)化直觀管理，運(yùn)行費(fèi)用偏高等棘手問題。這些問題一方面需要各級政府加強(qiáng)管理和監(jiān)督，另一方面也需要污水處理企業(yè)通過加強(qiáng)或改進(jìn)自身的工藝運(yùn)行管理方式、方法和轉(zhuǎn)變運(yùn)營管理模式，提升污水廠運(yùn)行和企業(yè)運(yùn)營管理水平，盡可能的將上述問題產(chǎn)生的影響降至最低。信息化運(yùn)營管理模式逐步已成為大型水務(wù)集團(tuán)公司提升企業(yè)整體運(yùn)營管理水平、應(yīng)對逐漸激烈的市場化競爭、獲取最大化經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展方向，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及BIM技術(shù)的發(fā)展，為污水處理的信息化深入建設(shè)提供堅實(shí)的基礎(chǔ)。目前，我們污水處理廠已采用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對實(shí)時水質(zhì)信息、工藝流程、主要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測；在廠內(nèi)安裝了視頻監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對重要運(yùn)行環(huán)節(jié)和運(yùn)行設(shè)備的實(shí)時視頻監(jiān)控；已經(jīng)建設(shè)了部分BIM模型，實(shí)現(xiàn)了對污水處理廠的部分可視化模型建設(shè)。但是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)彼此孤立管理，數(shù)據(jù)沒有融合統(tǒng)一管理，生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等有待挖掘；BIM模型沒有進(jìn)行展示和應(yīng)用，污水廠管理未實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。因此針對業(yè)務(wù)管理的需求，進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)對接、可視化展示、BIM模型建設(shè)和數(shù)據(jù)融合，結(jié)合三維數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)污水廠全面可視化、精細(xì)化管理，推動污水廠信息化建設(shè)邁向新征程。建設(shè)需求建設(shè)目標(biāo)本項(xiàng)目整體目標(biāo)基于物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)運(yùn)營管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集團(tuán)公司下屬廠、分公司和總部各層級的信息化管理，采用BIM+GIS的建設(shè)模式，進(jìn)行BIM數(shù)據(jù)和三維數(shù)據(jù)融合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)公司管理數(shù)字化、虛擬化、集約化、智能化等目標(biāo)，實(shí)時對接關(guān)鍵生產(chǎn)指標(biāo)（進(jìn)出水水量、進(jìn)出水污染物濃度等）、生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)（設(shè)備開關(guān)、電流、電壓等）等自動采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行可視化展示與管理、智能預(yù)警，加強(qiáng)各級管理人員對各廠運(yùn)行情況的實(shí)時監(jiān)管力度：通過對生產(chǎn)現(xiàn)場的各類運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析和數(shù)據(jù)挖掘，為各污水廠運(yùn)營管理提供實(shí)時運(yùn)行監(jiān)測、全廠過程控制、工藝運(yùn)行模擬、運(yùn)行異常預(yù)警、優(yōu)化運(yùn)行決策等功能；為公司提供整體綜合運(yùn)營決策的工藝分析、設(shè)備分析、成本分析、風(fēng)險分析等功能。使企業(yè)資源合理配置，實(shí)現(xiàn)實(shí)時運(yùn)行監(jiān)視告警、企業(yè)形象展示、生產(chǎn)精細(xì)化管理、生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度、經(jīng)營成本分析、輔助經(jīng)營決策等綜合管理應(yīng)用。提升企業(yè)技術(shù)管理水平，達(dá)到優(yōu)化管理模式、降低運(yùn)行成本、提高辦公效率等目的，以使企業(yè)能適應(yīng)瞬息萬變的市場經(jīng)濟(jì)競爭環(huán)境，求得最大的經(jīng)濟(jì)效益。建設(shè)內(nèi)容針對上述建設(shè)目標(biāo)，本項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容主要包括以下幾個方面：BIM模型和三維模型建設(shè)根據(jù)實(shí)際需求，對需要建設(shè)BIM模型的污水處理廠及設(shè)備進(jìn)行BIM模型建設(shè)；對需要建設(shè)三維模型的污水處理廠，按照相應(yīng)的精度要求進(jìn)行三維模型建設(shè)。數(shù)據(jù)建設(shè)對BIM模型、三維模型數(shù)據(jù)整理入庫；對所有污水處理廠靜態(tài)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、入庫；對接污水處理廠實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行動態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入；實(shí)現(xiàn)污水處理廠數(shù)據(jù)統(tǒng)一建設(shè)和管理，實(shí)現(xiàn)污水處廠及工藝流程可視化展示。應(yīng)用平臺建設(shè)應(yīng)用GIS軟件平臺實(shí)現(xiàn)BIM數(shù)據(jù)和三維數(shù)據(jù)的展示及應(yīng)用管理，實(shí)現(xiàn)污水廠可視化直觀展示；實(shí)現(xiàn)污水廠工藝流程實(shí)時監(jiān)控及異常情況預(yù)警、報警；實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價值挖掘，輔助污水廠經(jīng)營決策和綜合管理應(yīng)用。建設(shè)意義實(shí)現(xiàn)污水處理廠BIM+GIS的應(yīng)用，應(yīng)用前沿技術(shù)實(shí)現(xiàn)污水處精細(xì)化、可視化管理，對污水廠信息化建設(shè)起著重要的推動作用。提升企業(yè)運(yùn)營管控能力建設(shè)具有前瞻性、實(shí)用性的集團(tuán)化運(yùn)營可視化管控平臺，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)營數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時、直觀監(jiān)測，進(jìn)行統(tǒng)計以及決策分析，為企業(yè)管控提供科學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化過程控制管理，提升企業(yè)核心競爭力，強(qiáng)化企業(yè)運(yùn)營管控能力。提升決策分析能力建設(shè)具有科學(xué)、可視化的決策支持平臺，集中分析過程監(jiān)控、集成與填報數(shù)據(jù)，提供專業(yè)的分析、管理、支持，協(xié)助管理層制定科學(xué)決策。建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營管理體系標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營管理體系，有效減少管理成本以及運(yùn)營維護(hù)成本，使集團(tuán)化公司業(yè)務(wù)得到有效擴(kuò)張，為公司信息化管理、運(yùn)營戰(zhàn)略規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。

建設(shè)方案總體設(shè)計方案總體框架平臺建設(shè)分為四個層次，即基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)中心層、應(yīng)用支撐層、應(yīng)用層，以及與本項(xiàng)目建設(shè)相關(guān)的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和對接系統(tǒng)等。平臺體系結(jié)構(gòu)如圖所示：總體框架圖基礎(chǔ)設(shè)施層本層的作用是對管線信息系統(tǒng)的運(yùn)行提供硬件環(huán)境支持，主要包括系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行所必需的硬件服務(wù)器、數(shù)據(jù)備份恢復(fù)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和安全管理系統(tǒng)，以及監(jiān)控設(shè)備或系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)資源是整個信息系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)，主要包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、實(shí)時監(jiān)控數(shù)據(jù)庫、BIM模型數(shù)據(jù)庫、三維模型數(shù)據(jù)庫及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫等。應(yīng)用支撐層應(yīng)用支撐層是指為系統(tǒng)各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)提供支持的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)共享交換接口和二三維GIS平臺。應(yīng)用層本系統(tǒng)的建設(shè)在污水廠監(jiān)控系統(tǒng)等基礎(chǔ)之上，主要集成實(shí)時監(jiān)控數(shù)據(jù)及靜態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)污水廠可視化展示、瀏覽、查詢等基礎(chǔ)操作，實(shí)現(xiàn)污水廠業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析以及運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控預(yù)警等，為污水廠管理提供可視化、智能化管控平臺。技術(shù)路線基于面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)（SOA）的應(yīng)用服務(wù)組件裝配技術(shù)面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（SOA）是目前領(lǐng)先的、最具整合能力的應(yīng)用體系架構(gòu)，它將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱為服務(wù)）通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。接口是采用中立的方式進(jìn)行定義的，它應(yīng)該獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。這使得構(gòu)建在各種這樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。SOA架構(gòu)根據(jù)業(yè)務(wù)的需要變得更加靈活，以適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。通過建立SOA架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各級部門、各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息服務(wù)，不論是舊的或新的，都能夠通過服務(wù)的包裝，成為“隨取即用”的IT資產(chǎn)，以服務(wù)的形式對外發(fā)布，以松耦合原則實(shí)現(xiàn)共享，構(gòu)建新的業(yè)務(wù)流程，對組織中的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行靈活的重構(gòu)和優(yōu)化，增強(qiáng)業(yè)務(wù)的敏捷性，達(dá)到“整合即開發(fā)”的目的，實(shí)現(xiàn)對業(yè)務(wù)需求的快速響應(yīng)。智慧排水管網(wǎng)信息管理平臺建設(shè)采用SOA架構(gòu)及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計、開發(fā)、集成和運(yùn)行。下面從業(yè)務(wù)的角度，簡要介紹SOA架構(gòu)各個部分的作用與定位。SOA各部分組成SOA各部分功能介紹如下：a.適配器服務(wù)通過底層的適配器服務(wù)，將組織現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行封裝，形成可復(fù)用的服務(wù)，來復(fù)用組織中的現(xiàn)有應(yīng)用資產(chǎn)。所以，適配器服務(wù)是應(yīng)用集成的基礎(chǔ)。b.服務(wù)總線作為服務(wù)之間的協(xié)調(diào)中介，可將組織中的所有服務(wù)如適配器服務(wù)、信息服務(wù)、安全服務(wù)、業(yè)務(wù)服務(wù)、流程服務(wù)等，集中管理起來，暴露服務(wù)接口，并提供增值的服務(wù)注冊、路由查找、服務(wù)質(zhì)量保障等功能，它在SOA參考架構(gòu)中起著核心中樞的作用。c.流程服務(wù)用來將組織中的服務(wù)，進(jìn)行編排組合，以滿足業(yè)務(wù)流程的需要，同時，也能夠形成更大粒度的服務(wù)，形成新的業(yè)務(wù)服務(wù)。能不能體現(xiàn)業(yè)務(wù)敏捷性及滿足用戶復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程需要，流程服務(wù)起著關(guān)鍵的作用。d.頂層的交互服務(wù)是直接面向用戶的一層，能夠?yàn)橛脩籼峁┯押玫慕换ソ缑婕伴T戶集成的功能；SOA實(shí)施的效果，往往通過交互服務(wù)這張臉面來體現(xiàn)?；诜?wù)運(yùn)行框架，通過對服務(wù)組件進(jìn)行數(shù)據(jù)服務(wù)與應(yīng)用服務(wù)流程化封裝，形成專業(yè)化應(yīng)用系統(tǒng)?；诜植际蕉嗑€程的網(wǎng)絡(luò)GIS服務(wù)技術(shù)在智慧排水管網(wǎng)信息管理平臺中，要處理大量的信息數(shù)據(jù)，受到網(wǎng)絡(luò)的傳輸協(xié)議、實(shí)時訪問量、帶寬占用等的約束，把用戶請求和結(jié)果數(shù)據(jù)有效地傳輸，成為影響系統(tǒng)性能的重要因素。一個成功的信息安全保障工程軟件不僅要具備空間數(shù)據(jù)操作、發(fā)布功能，而且還要具備處理大量用戶的并發(fā)訪問的能力，確保系統(tǒng)響應(yīng)的速度和對服務(wù)器資源的最少占用，使服務(wù)工作順利開展。如何實(shí)現(xiàn)多用戶并發(fā)訪問、快速有效的傳輸數(shù)據(jù)是迫切需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。市政管網(wǎng)數(shù)據(jù)與服務(wù)管理系統(tǒng)是依托大型的地理信息系統(tǒng)平臺構(gòu)建的分布式WebGIS服務(wù)平臺，具備如下特點(diǎn)：a.具有高效海量空間數(shù)據(jù)的存儲與索引功能、大尺度多維動態(tài)空間信息數(shù)據(jù)庫存儲和分析功能、版本管理和沖突檢測機(jī)制的長事務(wù)處理機(jī)制功能、TB級空間數(shù)據(jù)的處理能力；b.運(yùn)用全新的開發(fā)理念，融合多種技術(shù)，在互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)領(lǐng)域中有效地實(shí)現(xiàn)了海量數(shù)據(jù)管理，豐富了多樣的GIS功能，以及與應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)的輕松集成，使地理信息系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用更加方便快捷，深入人心；c.采用面向Internet的分布式計算技術(shù)，支持跨區(qū)域、跨網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜大型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)集成，提供可伸縮、多種層次的WebGIS解決方案，全面滿足網(wǎng)絡(luò)GIS應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的需要。d.多用戶并發(fā)訪問技術(shù)WebGIS服務(wù)平臺采用的先進(jìn)的多線程和命名管道技術(shù)。在WebGIS應(yīng)用服務(wù)器中，由主進(jìn)程針對每一個用戶請求創(chuàng)建一個線程來響應(yīng)，服務(wù)器可以充分利用多線程機(jī)制，讓各子線程分別處理用戶的請求，達(dá)到并行處理的效果，保證了系統(tǒng)對請求的快速反應(yīng)。同時，各線程獨(dú)立工作，完畢后自動結(jié)束，釋放系統(tǒng)資源，保證系統(tǒng)始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。保證了在網(wǎng)絡(luò)大量用戶并發(fā)訪問時，WebGIS服務(wù)器能夠快速有效地作出反應(yīng)。BIM+GIS融合技術(shù)BIM（建筑信息模型）是一個完備的三維空間及多維信息模型，能夠?qū)⒔ㄔO(shè)工程項(xiàng)目在全生命中期中的各個階段的工程信息、過程和資源集成在一個模型中，方便被工程各參與方使用。通過三維數(shù)字技術(shù)模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，為工程設(shè)計、施工和運(yùn)維提供相互協(xié)調(diào)、內(nèi)部一致的信息模型，使該模型達(dá)到設(shè)計、施工和運(yùn)維一體化，各專業(yè)協(xié)同工作，從而降低工程生產(chǎn)成本，保障工程按時按質(zhì)完成。近幾年3DGIS技術(shù)日漸成熟，三維GIS基于二三維一體化技術(shù)體系，有機(jī)整合了實(shí)用GIS空間分析能力和絢麗三維可視化效果，為BIM提供豐富地理空間信息?；谠贫艘惑w化技術(shù)體系，GIS平臺為BIM提供了成熟的應(yīng)用技術(shù)，可解決BIM輕量化運(yùn)維情境下的技術(shù)及管理問題。在3DGIS技術(shù)支持下，BIM與傾斜攝影、真三維模型、地形、管線等多元空間數(shù)據(jù)的融合，實(shí)現(xiàn)宏觀與微觀的相輔相成、室外到室內(nèi)的一體化管理。系統(tǒng)功能建設(shè)基礎(chǔ)操作地圖基礎(chǔ)操作實(shí)現(xiàn)地圖的基本操作功能，如對地圖的縮放操作（全圖、放大、縮小、平移、漫游），以及數(shù)據(jù)加載顯示、可選圖層設(shè)置、地圖比例尺等相關(guān)功能?？梢暬Ч鸅IM模型效果實(shí)時監(jiān)控運(yùn)行監(jiān)控快速定位提供多種數(shù)據(jù)定位手段，如坐標(biāo)、道路、地名和行政區(qū)劃等地圖定位功能。查詢與統(tǒng)計信息查詢支持各廠站位置及廠站信息包括項(xiàng)目信息、基礎(chǔ)屬性信息等查詢，點(diǎn)擊廠站圖標(biāo)以彈框的方式顯示重要的數(shù)據(jù)指標(biāo)，包括坐落位置、設(shè)計規(guī)模、收水范圍、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、資產(chǎn)情況、配套管網(wǎng)情況、服務(wù)單價執(zhí)行情況等。生產(chǎn)統(tǒng)計主要針對生產(chǎn)及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計，以進(jìn)出水流量、液位為統(tǒng)計指標(biāo)，以時間為統(tǒng)計維度。各種指標(biāo)數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計分析，以表格、曲線、柱狀圖、餅狀圖等方式展現(xiàn)。水質(zhì)統(tǒng)計主要針對水質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)計，以COD、NH3-N、TN、TP為統(tǒng)計指標(biāo)，以時間為統(tǒng)計維度。各種指標(biāo)數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計分析，以表格、曲線、柱狀圖、餅狀圖等方式展現(xiàn)。耗能分析根據(jù)污水廠的能耗管理業(yè)務(wù)梳理，進(jìn)行耗能分析，并以分析圖的形式呈現(xiàn)，分析規(guī)則、分析內(nèi)容、展示內(nèi)容可進(jìn)行自主配置。資產(chǎn)分析根據(jù)污水廠的資產(chǎn)管理業(yè)務(wù)梳理，進(jìn)行資產(chǎn)分析，并以分析圖的形式呈現(xiàn)，分析規(guī)則、分析內(nèi)容、展示內(nèi)容可進(jìn)行自主配置。計劃分析根據(jù)污水廠的計劃管理業(yè)務(wù)梳理，進(jìn)行計劃分析，并以分析圖的形式呈現(xiàn)，分析規(guī)則、分析內(nèi)容、展示內(nèi)容可進(jìn)行自主配置。監(jiān)控預(yù)警工藝監(jiān)控模擬現(xiàn)場的工藝流程布局，支持對各廠站的不同指標(biāo)的實(shí)時運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測，支持指標(biāo)，能夠?qū)に嚤O(jiān)控數(shù)據(jù)的超標(biāo)進(jìn)行報警展示。當(dāng)出水水質(zhì)接近超標(biāo)限制時，數(shù)據(jù)變色閃爍出現(xiàn)水質(zhì)超標(biāo)，達(dá)到一定程度時，系統(tǒng)彈出窗口，要求填報超標(biāo)原因及解決辦法。并提供歷史超標(biāo)記錄來回溯