智慧型水务

一、智慧水务污水处理的应用背景

智慧水务是指利用互联网、物联网、云计算等新兴技术手段，整合城市水资源，建立起高效、安全、可持续的城市供排水管理系统。其中，污水处理是智慧水务的一个重要领域。随着城市化进程不断加速，城市污染问题日益凸显，传统的污水处理方式已无法满足日益增长的需求。而智慧水务污水处理系统则通过引入人工智能、大数据等新技术手段，实现了从污水采集、传输到处理、排放全流程的自动化管理。

二、污水处理现阶段的问题表现

目前的净水厂建设发展存有控制系统繁杂，易出错，设备故障率高难题。在水厂经营管理的过程中，通常需要配备较多人员，工作协调难、效率低，粗放型的监管，针对日常工作过程都以结果为导向，缺乏合理垂直化过程管控。依靠人力调节也是会有过量爆气投药造成总体能耗和药耗成本增加，欠缺精细化调整。这种问题导致净水厂的智慧化程度很低，严重危害水厂的生产率。

三、数字孪生针对污水处理厂其价值

“数字孪生”用数字化的方式构建一个和现实污水厂一模一样的数字世界的技术，根据该方法完成对污水厂物理实体的掌握、剖析和改进。灵活运用根据BM的三维数字概念模型、感应器协议传送数据、运作历史存放等数据，在数字化的网站空间中进行污水厂设备的物理投射，产生物理层面里的实体世界和信息维度上的数字全球同生并存、虚实相融的局面。

根据BIM三维可视化平台可实现实转虚、虚控实的过程，将数据、算法和投资决策结合在一起，创建模拟，即物理对象虚似投射的过程，实现生产监控的一体化、精益化管理。数据收集借助靠谱的工业通信设计，确保收集任务稳定运作，为平台给予完备的智能化表现基本根据数字孪生的智慧水厂基于工业网络平台的应用，发掘很多高效的生产实时数据，融合业务专家的知识领域，并通过数字孪生表现形式为工厂各种管理层给予数据分析与应用。根据信息流的集成，搭建具备“全面感知、设备互联、数据集成、智能预测”等特征智能水厂的运转体系。

四、智慧水务污水处理厂解决方案

1 厂区三维场景数据建模

全厂、工艺段三维数字模型搭建搭建整个工业园区污水厂的三维数字化模型，采用高空相机、平面巡视相机等视角建模，可形象展示具体厂站三维立体空间的结构、工艺段、运行实景的模拟情况，达到实景体验、有效监管的目标。基于三维数字化应用基于全厂以及各工艺段三维数字化模型，将生产实时数据、报警数据、关键指标数据实景体现，通过模型各个角度有效监控各关键指标，及时处理各种故障和预警情况，以多媒体方式反馈处理结果

2. 综合监视可视化

全方位掌握所有站点的整体运维状况。可通过鼠标和键盘的常规交互操作，实现对场景的旋转、平移、缩放。对全厂运营情况进行汇总计算和统计分析，给通过图表等形式给管理者提供直观的运营数据展示。如设备运维的能耗、运营成本、实时报警、进出水水质等关键指标参数，将采集的数据信息转化为相应的图形信息，直观的展示全厂各工艺流程段的实时设备工况，使管理人员及时掌握水厂运行情况。

3. 能耗数据可视化

能耗管理模块通过大数据采集、录入、计算，将污水处理厂内的每个工艺段及设备的能耗成本进行综合统计展示，辅以实时动态的二维折线图图形，将本周耗水量、耗电量、耗药量数据与上周进行对比分析，形象直观、精准呈现，方便用户及时洞察关键能源的使用成本。系统可实时监测当前能耗数据，并存储历史数据，记录计算一段时间的主要设备的能耗量，并计算处最终的能耗成本。

4. 设备信息可视化

5. 可对水厂处理设备、仪表等进行全生命周期管理，在虚拟数字空间中可实时查看设备运行状态、及设备故障预警。通过数据采集，实现设备报警监测可视化，对阀门开关到位故障、污水液位过低、药剂量不足、设备工况异常等故障报警信息进行展示及定位。

5. 工艺流程可视化

将污水处理厂各个工艺段的单体进行绘制，并连接地下管网系统进行动态示意呈现，便于使用者了解到各个工艺段之间污泥、污水、生产等管道的连接关系。将枯燥繁琐的数据进行图形化、场景化展现。同时对水质、日污泥处理量（处理量、含水量）、药剂统计(聚铁、PAM、工业盐、三氯化铁、氧化钙)等信息，实时监控污泥处理进度、脱水进度、耗能等系列处理，方便后台人员实时感知并及时处理故障问题

6. 视频监控可视化

支持根据现场摄像头实际点位，实现场景还原、在线监测数据的融合分析。管理人员可通过摄像机查看重要工位、工艺环节的实时图像，支持数据和视频在同一屏幕展示。

7、智能巡检可视化

全景漫游功能与水厂日常巡检功能相结合，事先预设几种巡检路线后，可通过第三人称漫游的方式对该巡检路线上的监控设备进行轮询查看，达到线上巡检的目的。

8. 智慧安防可视化

安防管理通过门禁、视频监控、电子围栏实时保障水厂园区安全，借助人员/车辆定位系统数据，基于视频孪生平台，实现人员/车辆定位三维实景可视化，提高水厂监督管理能力，保障水厂全面安全。

智慧水务污水厂处理平台包括水务信息采集、传输、存储、处理和服务，全新提升水务管理的效率和效能，实现更全面的感知，更主动的服务，更整合的资源，更科学的决策，更自动的控制和更及时的应对。依托机制创新，整合共享生产现场的各类运行数据并进行分析和数据挖掘，组成基于数据中心的应用系统，为各污水厂运营管理提供实时运行监测、全厂过程控制、工艺运行模拟、运行异常预警、优化运行决策等功能，为公司提供整体综合运营决策的工艺分析、设备分析、成本分析、风险分析等功能，支撑污水综合管理、涉水事务跨行业协调管理和提供社会公众个性化服务，从而达到智慧污水的状态。