“智慧水务”平台系统的构建及关键技术要点

“智慧水务”平台系统的构建及关键技术要点

张建东

天津龙达水务有限公司 天津市滨海新区 300480

摘要

“智慧水务”平台系统的设计应用对于现代水务管理工作实施有非常重要的作用，能够提升水务管理工作效率。“智慧水务”平台系统设计过程中，需要根据现代水务工作要求，完成对平台的设计，同时根据现代化智慧系统的设计要求应用到先进的系统技术。本文笔者针对“智慧水务”平台系统的设计进行分析研究，以XX地区智慧水务平台系统的设计为例，总结了平台设计中应用的关键技术，同时也分析了平台应用的功能和优势。

关键字；智慧水务；平台；水务管理

智慧水务是在智慧地球以及智慧城市建设理念下提出的水务管理理念，主要是指应用智慧技术和设备进行水务管理，从而提升水务管理的效率。而在智慧水务工作执行中，智慧水务管理平台就是智慧水务管理执行力的重要组成部分，所以设计良好的水务管理平台，是极为关键的环节。在智慧理念下，想要实现管理平台的智能化，需要应用到智能化技术，而智能化技术的应用也需要网络技术、通信技术以及感应技术的集成配合，所以在智慧水务管理平台系统设计中，也需要合理地安排布置各项关键技术，才能够在最大程度上提升平台技术的应用效果。

1.XX智慧水务平台系统的构建分析

智慧水务平台系统的设计是智慧水务管理工作实施的主要要求，在平台设计中，需要具有智能化操作功能、具有高效率的水务运作管理功能。同时在工作过程中，要求部分功能都需要自动完成，同时对于水务管理工作中存在的问题也可以自动修复和自动报警，完成各项水务处理要求，才能够确保智慧水务平台设计应用更加合理，也能够提升水务平台系统的应用效率。XX地区水务管理工作实施过程中，采用传统的水务管理工作已经不能够满足现代水务管理工作的工作需求，所以经过水利部门的工作分析发现，采用智慧水务平台的设计管理工作，可以实现水务管理的综合优化。以下是对XX地区智慧水务平台的设计分析。本次平台设计中，利用计算机技术、智能技术、互联网技术、物联网技术以及信息通信技术完成了整个系统的构建，在其设计中完成系统平台结构设计、系统硬件设计以及软件设计一体化工作，以下是对本次平台设计的具体分析工作。

（1）平台的总体结构设计

在智慧水务系统的平台结构设计中，主要完成应用层、数据层、通讯层以及感知层等结构设计，不同层级应用不同的技术，可以完成对智慧水务管理工作，也能够提升水务管理效果。以下是对系统的结构进行分析。

①平台的前端层级为感知层，感知层的设计应用主要是根据各项信息采集工作，为后续的智慧水务管理工作打好基础。在整体感知层设计中，主要包括RFID标签、GOS、摄像头、信息传感器等，能够完成供水设施、水表以及水情信息的良好采集。

②平台的中间层级包括通讯层级，通讯层级是平台的关键结构。其主要功能是构建平台的信息传输渠道，系统工作应用过程中，利用信息传输渠道可以完成各项管控工作，并且信息传输中，要求将系统所采集的数据进行全面传送，继而实现系统的智慧应用，确保系统设计应用更加合理。在本次中间通讯层级设计中，主要利用光纤技术、5G技术、INTENRNET技术以及通讯专网技术完成各项信息采集分析，提升信息的应用效果。

③平台的中间层级设计中包括数据层设计，在平台应用过程中，需要根据系统的功能需求完成数据管理工作，需要对数据进行分类，才能够实现数据的综合应用分析，提升数据的应用效果。在实际的系统应用分析过程中，数据层主要包括数据共享模块、数据融合模块、数据统计分析模块以及智能决策模块，整个数据的决策功能实施过程中，主要利用GIS系统、SCADA技术模块、计算模型技术等完成各项技术的设计工作，确保技术的设计应用更加合理，也能够最大程度上提升技术的应用质量。同时，在中间层设计中，也包括各项数据储存模块的设计应用，设计应用过程中，主要完成地理空间数据储存、供水管网数据储存、在线监测数据储存、营业抄收数据储存以及知识库数据储存等模块。

④平台的应用层设计，平台的应用层设计是平台应用中的关键模块，各项功能实现都由应用层完成，确保各项平台设计应用更加合理。在进行设计中，应用层设计需要完成调度决策功能、生产管理功能以及客户服务功能。

A综合管理调度决策功能设计中，主要设计综合移动APP、大屏幕综合展示系统、供水调度决策系统、管网调损分析系统。

B生产管理以及管网管理系统应用过程中，也需要完成泵站监控管理系统、供水GIS系统应用、水厂监控管理系统应用、供水管网检测系统应用以及管网在线监测系统应用等模块。

C客户服务系统应用非常关键，对于系统的应用有关键的作用。主要根据客户需求完成各项功能。实际的客户服务系统应用中，要求完成包装管理应用、供水客户热线分析、抄表系统以及营业系统等工作，确保各项管理应用合理。

（2）平台分系统设计分析

在智慧水务平台设计中，各项功能的应用都由系统的各项工作完成，能够直接系统的良好应用。在系统应用中，主要的分系统应用十分关键。以下是对平台的各分系统设计进行研究。

①平台包括场站自动控制系统。在其系统的设计应用中，主要能够完成水厂的智能化管理。该系统主要具有场站视频监控服务功能、税局分析服务功能、故障处理业务功能以及2D/3D信息显示功能。

②管网管理系统设计。在水务管理中，水利管网的信息采集以及信息处理十分关键，对于系统的实际应用有关键的作用，能够完成信息的采集工作。在系统的应用中，管网管理系统主要完成管网信息采集工作、管网维护维修工作、管网实施监测等相关工作。

③系统设计中，包括综合管理系统的设计应用。在本次系统设计中，设计应用移动APP，利用移动APP能够完成移动水务管理办公，提升了系统使用的便利性，让管理人员能够在各种工作条件下完成水务管理工作。同时，在系统的应用中，可以利用综合管理功能完成各项工作，主要的工作包括大屏综合展示系统，能够利用该系统完成信息展示。

④包括综合决策系统的应用，在智慧水务系统的应用过程中，可以完成各项工作决策，实际的系统工作中，其决策工作开展非常关键，主要功能包括供水调度决策工作、管网漏损功能分析。

（3）系统硬件结构分析

本次系统设计中，针对各模块的硬件结构进行了设计。其中还包括配电核心芯片硬件设计、信息采集设计以及通信硬件设计等。

①本次系统的硬件设计中，针对核心芯片的应用进行设计分析。设计采用AMS1117-2芯片，该芯片在使用过程中，需要采用3.3V工作电压，但是为了确保芯片在运作过程中，不受到高电压影响，在本次系统电源模块设计过程中，要求采用电压转换器，将220V电压转换为7V直流电压，再将7V直流电压转换为3.2V电压.

②本次系统设计针对信息采集模块进行了设计。设计应用SHT10 温/湿度传感器，该传感器模块可以同时完成温度信息和湿度信息的采集。系统应用RD-600s-P管网流量计，非常适合地下管网流量的探测，同时也可以完成区域内的水体水位检测。

③设计采用HLKM-35无线芯片，该芯片具有嵌入式功能，同时抗干扰能力强，支持AP / STA 两种模式，具有串口与 GPIO 两种形式，可以 配置多种串口速率，最高可达 115 200 bps。

（4）系统的软件设计应用

本次设计中，为了实现系统的良好操作，针对智能水务的管理工作流程进行设计。以下是图1是针对智慧水务系统的软件工作流程进行解析。整个系统以智能控制仙品为处理核心，以WIFI为信息通信交流渠道，按照下述流程能够完成智能化的水务管理工作 [2]。

图1 智慧水务系统的工作软件流程分析

2. XX智慧水务平台系统的实践应用及其优势分析

XX智慧水务平台系统设计完成之后，为了验证系统的应用实践性，XX服务区完成为了智慧水务管理的综合应用，对于水务信息的各项工作处理起到了关键的作用。在该系统的设计应用，XX区域水务管理部门将其投入于区域内的水厂管理，在其水厂管理实施中，能够完成供水情况的总体分析。在系统的工作中，能欧完成供水信息采集，包括当时瞬时流量的信息展示、本日供水量的信息展示、供水量曲线展示、周供水量统计显示等相关功能。以下是图2的信息统计功能展现。另外，为了验证智能水务平台的应用效果，实践应用测试中，针对系统的水务调整功能进行了分析，在功能测试中，按下智能供水调控按钮，系统在0.5s之内完成启动，并且能够也能够在1s范围之内完成设备运行参数更改，同时供水设备具体反应时间为2min内，可以说应用该系统有效地提升了水务管理效率^[1]。

图2 系统对信息展示功能

本次设计的智慧水务管理系统具有良好的应用优势，是对传统水务管理工作模式的优化，同时也是现代化水务管理工作要求。在其应用过程中主要具有以下几方面优势；

①具有科学配水功能。提供水文预报、水站优化调度等实时分析调度软件，能够确保配水工作良好开展。

②具有视频监控功能支持多角度、自动变焦等方式，满足用户对现场多方位视频图像的监控需要。

③具有超高速度的反应优势。在供水水务管理中，整个管控工作时间在5min之内完成，极大程度上提升了水务管理工作效率^[2]。

3.智慧水务平台系统构建的关键技术分析

智慧水务平台系统的设计和应用是利用现代化技术完成各项工作，以下是对智慧水务平台的系统应用技术进行总结；

①系统设计中传感技术是非常关键的技术，利用各种传感器能够完成设备信息采集，为后续的工作开展打好基础。传感技术应用主要完成环境感知、外界环境数据获取等相关工作，通过环境信息获取，实现环境监控感知模块主要包括传感器、RFID、执行装置、二维码以及智能设备组成^[3]。

②系统设计中，包括对网络技术的应用。系统的信息传输需要依靠智能网络完成各项传输工作，在其设计应用过程中，利用数据信息采集工作，可以完成各项信息分析。依靠现代网络通信技术，包括4G和5G移动通信，完成整个平台和系统之间的信息沟通和信息传输，对于平台的网络功能实现有关键的作用，也能够最大程度上提升系统的设计效果

^[4]。

③系统的设计应用过程中，也应用了智能化技术以及物联网技术，智能技术和物联网技术是综合性的智能化技术，在该技术的应用背景下，要求利用智能化技术完成各项技术分析工作。两项技术理念都是将集成技术理念。将传感技术、网络技术以及自动控制技术结合应用，继而实现了平台的智能化操作。同时，两项技术的集成应用，也实现了技术优势融合，实现高速度的水务管理^[5]。

结束语

本文提出的XX智慧水务平台系统是利用了智能化技术、物联网技术以及传感技术等关键技术的水务管理平台，通过实践应用测试发现，该智慧水务平台具有高速度以及高效率的应用优势，适合应用与现代化水务管理工作中，希望本文的研究对于现代智慧水务管理平台的设计应用起到一定的作用。

参考文献

[1]陈琥. 智慧水务平台系统的构建及关键技术分析[J]. 中国设备工程, 2021(13):3-3

[2]郭剑桥、田甜、张坤林. 基于新技术的长江大保护智慧水务系统应用[J]. 绿色科技， 2020(14):2-2

[3]董威. 某流域治理工程的智慧水务系统设计与实践[J]. 净水技术, 2020, 39(S02):6-6

[4]顾天琪. 浅析智慧水务系统在城市供水中的应用[J]. 中国机械, 2020(17):2-2

[5]康俊荣. 智慧水务建设的基础及发展战略研究[J]. 产业创新研究, 2020(6):2-2