從“治理”到“智理”，兆越賦能水務智慧生態(tài)

發(fā)展背景

智慧水務行業(yè)指的是以現(xiàn)代信息技術為基礎，為水務企業(yè)提供智能化的水務管理服務的領域。智慧水務的建設涉及大數(shù)據(jù)、云計算及移動互聯(lián)網(wǎng)等新技術的結合，隨著“5G”時代的開啟，“5G+智能+水務”的結合將是未來水務的發(fā)展趨勢。

當前我國人均供水能力僅為世界平均水平的1/4，單方水GDP產出僅為世界水平的1/3，農業(yè)灌溉水有效利用系數(shù)僅為0.53左右，遠低于發(fā)達國家0.7-0.8的水平。傳統(tǒng)的水務存在浪費嚴重、效率低下的缺陷，面對我國的水資源困境，推動智慧水務的建設勢在必行。

方案概述

隨著5G正式商用以來，依托5G技術高帶寬、低時延、大連接的技術特性，將為智慧水務的發(fā)展帶來更優(yōu)的技術解決方案以及更加豐富的應用場景。

進入2018年，我國水利信息自動采集和水利信息網(wǎng)絡基本覆蓋，水利日常工作基本實現(xiàn)計算機化。上海兆越面對新一輪信息技術出現(xiàn)的發(fā)展機遇，圍繞服務水務中心工作的目標，構建具有水務特色的，體現(xiàn)最新技術水平的智慧水務工程，為水務管理的精細化、智能化提供信息化技術支撐。

系統(tǒng)組成

智慧水務的系統(tǒng)由不同層構成，主要包括感知傳輸層、數(shù)據(jù)平臺層和應用支撐層。其中感知傳輸層主要負責采集和傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)平臺層主要用于數(shù)據(jù)匯集，應用支撐層以各種專業(yè)模型為支撐，整合各種業(yè)務系統(tǒng)應用。如何將感知層信息進行傳輸，實現(xiàn)感知層信息的實時動態(tài)采集、傳輸和存儲，形成完善的網(wǎng)絡體系是智慧水務系統(tǒng)建立的第一步。感知傳輸層設有水位站、雨量監(jiān)測站、閘門監(jiān)測站、泵站監(jiān)測站等，實現(xiàn)以智慧應用為導向的數(shù)字水網(wǎng)管理新模式。

1.雨水情況監(jiān)測系統(tǒng)

水雨情監(jiān)測站由水位計、遙測終端主機、太陽能供電系統(tǒng)、防雷設施、通訊模塊等組成。采用最先進的可視化雨量筒，可以在本地或遠程看到雨量的數(shù)據(jù)和圖像，得到真實可靠的雨量數(shù)據(jù)，便于做出正確的決策?？梢暬炅客材茏詣幼R別雨量并數(shù)字化，前端每分鐘采集雨量數(shù)據(jù)，本機記錄存儲并上傳服務器，每小時定時拍照一張雨量圖片本機存儲并上傳至服務器，作為歷史資料可供檢索查詢。

拓撲圖-雨水情況監(jiān)測系統(tǒng)

2.管道壓力監(jiān)測系統(tǒng)

管道壓力流量檢測系統(tǒng)采用遠程監(jiān)測，實施遠程調度控制水流量。調度人員在監(jiān)測中心遠程監(jiān)測整個管網(wǎng)的壓力及流量情況，以科學指揮啟停洪水、保障供水和管內流量穩(wěn)定、根據(jù)檢測到的數(shù)據(jù)及時發(fā)現(xiàn)和預測爆管事故。管理人員可通過遠程監(jiān)控，實時畫面信息、手機、短信等方式獲取報警信息。

拓撲圖-管道壓力監(jiān)測系統(tǒng)

3.閘門監(jiān)控系統(tǒng)

閘門遠程自動控制系統(tǒng)主要分為監(jiān)測中心控制和閘門現(xiàn)場控制裝置兩部分。監(jiān)測中心由監(jiān)控計算機、軟件平臺、計算機網(wǎng)絡平臺及應用軟件組成；閘門現(xiàn)場控制裝置由監(jiān)測裝置、閘門控制箱、監(jiān)控、傳感傳輸通道等部分組成?？涩F(xiàn)場對閘門進行控制也可遠程通過計算機進行閘門啟閉的自動化控制，能夠將水位、流量、視頻畫面等與閘控系統(tǒng)集中顯示在一個監(jiān)控畫面中，使得遠程操控更加可視，達到無人值守、統(tǒng)一調度的目標。

拓撲圖-閘門監(jiān)控系統(tǒng)

4.泵站監(jiān)控系統(tǒng)

泵站監(jiān)控主要由采集控制主機、泵站控制柜、傳感器、控制管理軟件及監(jiān)控網(wǎng)絡等組成，采用分層分布結構，通過5G路由器接入綜合信息管理系統(tǒng)。河道取水泵站根據(jù)水廠內水池水位自動供水，保障水池適度蓄水，實行無人值守運行。支持遠程手動控制水泵和閥門，當系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，可及時進行人工干預。

拓撲圖-泵站監(jiān)控系統(tǒng)

5.電磁閥監(jiān)控系統(tǒng)

電磁閥監(jiān)測站由電磁閥、遙測終端主機、太陽能供電系統(tǒng)、防雷設施、通信模塊等組成。視頻裝置采用數(shù)據(jù)疊加自動拍照工業(yè)攝像機，視頻接入方式采用運營商5G的物聯(lián)卡APN網(wǎng)絡的方式接入，考慮流量的問題，日?？刹捎冒磿r圖片發(fā)送的方式，緊急時期可調用實時視頻。

拓撲圖-電磁閥監(jiān)控系統(tǒng)

項目特點

1、網(wǎng)絡情況>>

此項目的一個難點是通訊網(wǎng)絡問題，因地理環(huán)境的原因，監(jiān)測點常處于村落，山間，河流等無固定寬帶的地方，拉取光纖困難，架設網(wǎng)橋的費用又太高，所以采用5G 路由器MWG-3610進行VPN虛擬專網(wǎng)的組網(wǎng)方式，使用手機卡上網(wǎng)通過APN接入點，將各個監(jiān)測站與監(jiān)控中心連接組成小型的VPN專用網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)通訊。

2、供電情況>>

對大部分無法拉到市電的監(jiān)測點用太陽能供電，在具備市電條件的地方可采用市電與太陽能互補，使用的設備需要低功耗且能在室外潮濕的環(huán)境中使用。

3、防雷>>

部分監(jiān)測點位位于相對空曠的區(qū)域，因此需要具備防雷保護設計，以保障監(jiān)測站點設備的運行安全。5G路由器MWG-3610可承載4KV的雷擊浪涌沖擊，符合本系統(tǒng)防雷保護的要求。

4、管理維護>>

因各監(jiān)測點位分散，人工管理成本高，所以需要遠程控制維護。本系統(tǒng)的設計可及時發(fā)現(xiàn)水位狀態(tài)、壓力不足、水質超標、設備故障、人員闖入等異常，滿足“無人值守”的設計思路，節(jié)省人力物力。

方案介紹

本系統(tǒng)采用5G路由器MWG-3610實現(xiàn)分布點位聯(lián)網(wǎng)，可向下兼容電信、聯(lián)通、移動4G網(wǎng)絡，支持多種VPN功能，將各個監(jiān)測站點與監(jiān)控中心連接組成VPN專用網(wǎng)絡。在現(xiàn)場實施中，MWG-3610可裝入防水型設備箱內，天線則伸出設備箱外，12V的供電標準可適用于太陽能電源供電?？芍С諻EB、TELNET、SSH遠程配置，實時采集各站點傳感器數(shù)據(jù)通過5G VPN網(wǎng)絡將管道壓力、流量、閥門開度值、水池水位、水質環(huán)境等信息上傳至監(jiān)控中心。

方案優(yōu)勢

利用5G路由器實現(xiàn)分布點位聯(lián)網(wǎng)，將現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)和報警信息傳至監(jiān)控中心

大帶寬保障視頻監(jiān)控傳輸

工業(yè)級設備，適應室外環(huán)境，保障應用安全

使用VPN專網(wǎng)傳輸，保障網(wǎng)絡安全

遠程控制維護，節(jié)省人力成本

滿足實時性、可靠性、可維性、安全性等性能要求

產品介紹

全網(wǎng)通支持電信、聯(lián)通、移動5G網(wǎng)絡

向下兼容電信、聯(lián)通、移動4G網(wǎng)絡

支持1個10G/1000M光口（WAN/LAN）

支持5個10/100/1000Mbps網(wǎng)口

支持IEEE802.11a/b/g/n/ax,最高速率1800 Mbps

支持防火墻、NAT、ACL等安全策略功能

支持多種 VPN功能

卡軌式安裝，防護等級IP40，適用于工業(yè)環(huán)境

供電DC 12V