无锡市排水系统运行监管平台设计与实现

无锡市排水系统运行监管平台设计与实现

张志国

典型深隧排水系统运行与维护研究

摘要：本文结合无锡市排水系统运行监管平台的规划、设计和实施，阐述了无锡市排水监管平台系统的体系结构，介绍了系统组成及功能，总结了系统建成后的应用效果，系统的功能实现，表明该系统在安全运行、抢修协调、节能降耗、提升绩效等方面将发挥重要作用。

关键词：排水监管平台；排水系统；GIS

近些年来无锡地区城区面积迅速扩张、人口迅速增长，硬化面积不断扩大，日益加重了排水系统的负担。在应对暴雨袭击排水系统表现出的排水能力不足等问题时，原有的人工管理模式已很难满足保证系统有效运行的需要。及时掌握全面而且准确的信息、提高效率、降低成本已成为当今排水管理的迫切要求。目前无锡市主城区、新区、宜兴市已初步建立了各自范围内的排水系统运行监管平台，但在信息管理上，各运行监管平台间信息基本独立，无法实现统一监管。由此建设无锡市排水监管平台，实现统一监管。项目于2012年启动建设，目前处于软件系统功能开发阶段。

一、系统设计与建设

1．系统总体架构

无锡排水运行监管平台主要由管理中心硬件系统、管理系统软件、数据采集传输系统等组成。运行监管中心平台通过有线／无线通信网络接入二市七区的区域系统平台，对各市、区管辖范围内的污水厂运行水量和主要污染因子实现集中在线监测，实时掌握城市污水处理厂的污水排放情况及污染物排放总量运行监管中心的计算机数据管理系统对监测数据进行汇总、整理和综合分析，并向各污水处理厂及其主管部门发布。

2.系统硬件

运行监管平台的硬件系统包括服务器(实时数据采集服务器、历史数据库服务器、管理信息系统应用／WEBJ]~务器等)、工作站、UPS不间断电源以及交换机、路由器等网络通讯设备。运行监管中心还设置了大屏幕，可以更好的展示各部分子系统的信息，以便于排水监管部门全面观看和掌握事件全貌，实时监控并作出正确的决策。

3．系统软件

运行监管平台软件包括应用平台软件(数据采集软件、实时数据库软件、信息化管理软件系统)和通用软件。

(1)数据采集软件基于Unix操作系统平台，用于实现与感知层的通讯和数据采集，同时具备OPCServer、ODBC、API等接口能力，用于实现与现有信息化系统的通讯。

(2)实时数据库软件基于Unix操作系统平台，采用多重冗余配置，具备负载均衡和集群功能，通过集群实现排水系统的分析处理应用。

(3)信息化管理软件系统的软件架构是基于B／S结构的一个体系设计的。应用数据库技术、GIS地理信息技术、网络技术、通信技术等，完成对上传数据的存储、备份、统计、分析和动态管理。

信息化管理软件系统系统的基础功能主要包括：综合信息模块、污水厂监管模块、污水管网和泵站监管模块、排水户监管模块、调度管理模块、系统管理模块。

4．数据采集传输

系统数据采集传输网络设计包括两部分：监管中心平台与二市七区系统平台之间的数据传输网络；移动智能终端到监管中心平台的数据传输网络。

运行监管中心平台与二市七区系统平台之间的数据传输方式采用两种形式：有线传输、无线传输。移动智能终端与运行监管中心平台之间采用3G网络实现数据的传输。

二、系统功能

无锡排水监管中心综合管理信息系统实现的主要功能包括系统监控、核心业务管理以及系统辅助功能。

1．系统监控功能

利用在线运行监控与预警系统和在线监测硬件系统建立关联，对在线监测数据进行收集和处理。在实时数据及GIS数据支持下，在运行管理信息化平台上实现排水运行管理业务相关的信息采集、存储、管理和流转，获得排水泵站、污水处理厂、排水户及关键节点等设施状态的空间分布信息，并通过各种不同的方式显示在管理者个人电脑或大屏幕上，可以为决策者提供早期的预警信息，便于及时掌握现场实际情况，为排水调度管理提供依据。

2．核心业务管理功能

核心业务管理主要实现污水厂管理、污水管网和泵站管理以及排水户管理。

(1)污水厂管理

按各厂实际情况，通过不同技术手段将我市污水厂接入监管平台，能够随时实时查看污水厂运行信息，污水厂进出水水量水质信息，污水工艺的运行状况，污水厂运行调度状况，水量等数据以及污水厂主要设备的维护管理状况信息，方便读取重要数据信息。

(2)污水管网和泵站管理

制作管网收集系统总图，包括泵站服务范围、管网污水流向等，管道具备建设时间、管径、标高数据、CCTV监测资料等，按照干管、次干管和网状管分级显示，重要管道节点处预留水位流量监测及预警提示功能。

在GIS支持下，实现管网养护巡查业务相关的信息采集、录入、存储、管理和流转，实现管网养护计划制定、工作派发、巡查维修工作实施及工作总结等全过程，获取管网巡查线路、管网设施状态、工作人员的空间分布信息。对管网系统中的易外溢点、截污口等关键节点，预留水位监测、视频监测功能以及预警提醒功能。

(3)排水户管理

以现有排水许可管理软件、控源截污信息管理系统为基础，在监管平台中加入排水户监管功能：在排水图上反应重点排水户的地理位置及主要信息，同时接入重点排水户水质在线数据，具备预警提示功能；同时显示新建项目的相关内容：包括排水户性质、地理位置、排水量、许可办理情况、许可证生效到期等常规信息管理；显示全市控源截污划块图，进入划块图可显示排水区内排水户信息资料。

排水户管理模块主要查看排水户水质，水量、水位等数据。并实现报表浏览查询、统计分析等排水管理功能。

3．系统辅助功能

系统辅助功能包括：报表制作、数据分析、预警功能、人员管理和后台管理。

平台充分考虑了排水行业管理特点，将各种行业报表功能加入其中，同时，对污水厂、管网以及排水户的相关数据也具备生成报表的功能，以便分析总结，并对重要数据具备常用分析，并能生成图表。

三、预期应用效果

无锡市排水运行监管平台建成投运后，将实现以上各项功能，达到预期应用效果。

1．系统的建成将改变当前各区分散不系统的管理模式，采用信息化的管理手段对整个无锡市排水系统进行集中监控、综合分析和管理调度，实现了城市排水全流域的安全、节能、环保运行，大大提高了无锡市排水系统行业管理水平。

2.系统建成后。对城市污水处理的在线益测，可以改变以往监管技术手段落后的局面,提开了城市污水处理监测水平,提高了监管效率，节省了人力和财力，降低了监管成本，有效地逶制了污水处理企业愉停、愉排等违规现象的发，难免了环境的二次污染，有效发挥了财政资金的投资效用。

3.通过对污水处理设施的实时监测，及时掌强第一手资料，在在灾害天气下，及时为政府提供抗灾减灾决策信息和防灾排水预案，大大提高了无锡市排水管网、污水处理厂应急事故管理能力，从而保障城市重要基础设连的安全可靠运行。

4.制定科学的管网养护计划实现无锡市排水管网有效科学养护。利用专业的数字排水平台，对于已建成的、坡度较小、淤积风险较大的管道，通过在线监测设备获取管网运行数据，加大巡查养护力度。提高清淤顿率，保障管网安全、高效的运行。

5．系统的开发将利用现代的信息技术、现代数据通信技术和GIS应用技术，更好地为无锡的排水建设服务。

四、总结与展望

城市排水系统是衡量现代化城市水平的重要标志，是改善城市生态环境的重要设。排水系统运行监管平台这一现代化技术手段已成为现代排水管理提高效率、降低成本的有效手段,无锡排水监管平台系统功能的实现,将进一步提高无锡排水系统管理水平，实现排水系统有效、科学的养护、管理,保障城市公共服务的质量。

参考文献

[1]陈吉宁,赵冬泉.城市排水管网数字化管理理论与应用[M].中国建筑工业出版社.

[2]江永伟,王卿,郭峰,徐哲.杭州市城市排水综合自动化系统及其应用[J].中国给水排水2010(22).

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