村镇污水治理智慧监管平台技术方案.docx
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村镇污水治理设施智慧监管平台技术方案
第一章.项目背景及挑战
1.1项目背景
近年来，随着福建省连城县城乡经济社会的发展，村镇居民生活水平有了很大的提高，对村镇基础设施和人居环境的改善需求也越来越迫切。
村镇污水治理直接影响村镇人居环境建设的整体水平。
目前在建的污水处理工程包括：
1.北团镇污水处理厂、2.罗坊乡污水处理厂、3.四堡镇污水处理厂、4.揭乐乡污水收集处理站、5.赖源乡污水收集处理站、6.塘前乡污水处理站。
环保治理设施区别于其他工业设备，其类型多样、分布相对分散，建设完成后需要规范且有效的运维管理。
如何确保环保设施“建得成、管得好、用得上”，充分发挥环保治理设施对于持续改善生态环境，提升人居环境和人民生活品质，具有十分重要意义。
1.2监管面临的挑战
1.2.1如何确保站点长期可靠运行？
当前监管部门缺少必要的支撑工具和监管手段，无法实时准确了解治理设施是否在正常运转；运维人员日常维护是否到位，是否存在弄虚作假；污水处理结果是否达标；问题跟进及解决是否及时彻底等现象，无法确保站点按设计标准正常运转。
1.2.2如何实现科学、合理、准确考核？
当前监管部门缺少必要的支撑工具和监管手段，对第三方运维单位的考核不够及时、准确；同时监管部门也缺乏决策的数据支撑，无法准确判断各类处理工艺、设备厂家的优劣势；最后缺乏有效技术手段来计算污染物减排量，对工作业绩无法有效合理判断。
1.2.3如何更好的进行公众沟通与宣传？
国家发改委办公厅发布《“互联网+”绿色生态三年行动实施方案》的通知。
通知提出大力发展智慧环保，利用智能监测设备和移动互联网，完善污染物排放在线监测系统，增加监测污染物种类，扩大监测范围，形成全天候、多层次的智能多源感知体系，建立环境信息数据共享机制。
但是实际情况是群众对家乡环保建设工作缺乏必要的了解和沟通，监管部门也没有调动环保志愿者的积极性，无法让环保志愿者为家乡的碧水蓝天贡献自己的一份力量。
第二章.整体方案
2.1建设目标
运用大数据、移动通信、物联网等技术，结合村镇生活污水治理设施运行维护管理体系，可以建立数字化、网络化、智能化的第三方监管系统，实现远程监控，运行监测，运维监督，资产管理以及数据分析评价等功能，让运维单位和监管部分有效实现对污水处理站点的监控与对运维工作的监督管理。
具体需实现以下目标：
建立统一资源管理平台
为所有污水治理的设施、相关设备及资产、其对应的运行维护管理人员、监管人员信息建立统一的管理平台。
监管部门可以根据组织、区域、管理者权限、
设施类别等方便查看多个设施的基础信息报表。
建立可视化移动监控网络
通过各类传感器实时自动获取治理设施的运行数据，建立集中的告警分析及
展现平台。
并为监管部门提供灵活、针对性强的事件处理能力，提高村镇生活污
水治理设施按设计标准正常运转的时间。
建立科学的运维监管平台
能自动对运行维护人员及管理人员进行考勤管理及工作质量评估，确保运行
维护人员参照运维规范工作，使得事情件件不遗漏。
监管部门可远程查看每个设施实时运行情况，相关报表，维护人员维护记录。
同时监管部门可以对每个环保设施进行远程考核功能，平台可自动生成各个维护单位的绩效排名。
建立基于大数据的决策支持平台
通过进行大数据分析，比如针对经常出现的有共性问题，做针对性分析，找
到其根本原因，做针对性的安排，可大大降低故障的发生数量。
建立有效的公众服务平台
提供公众服务微信公众号，二维码访问等简便方式，建立快速上报机制，做
到第一时间发现问题、解决问题、反馈问题。
2.2设计原则
建成的村镇污水设施智慧监管平台必须满足稳定可靠、适度先进、兼容扩展、
经济实惠、运维简便的原则，保证系统所有软硬件设备的平稳运行，保障环境处理工程项目得到全面完善的监控及管理。
稳定可靠
建成的系统必须稳定可靠，系统可靠性是系统长期稳定运行的基石，只有可靠的系统，才能发挥有效的作用。
因此尽可能选取成熟的方案和系统，尽可能选用在同领域已经经过验证的产品和技术。
适度先进
由于技术更新换代相当快，所以在投资费用许可的情况下，按照本方案建成
的系统，采用当今先进的技术和设备，一方面能反映系统所具有的先进水平，包
括先进的传输技术、物联网技术、图像编码压缩技术、存储技术、移动互联网技
术，另一方面使系统具有强大的发展潜力，设备选型与技术发展相吻合，能保障系统的技术寿命及后期升级的可延续性。
兼容扩展
系统应充分考虑扩展性，除了村镇生活污水以外，还有大量的分散式环境治
理设施，系统充分考虑了如何兼容这些设施接入的可行性。
同时在设计和设备选
型时，科学预测未来扩容需求，进行余量设计，设备采用模块化结构，便于系统扩容、升级。
运维简易
软件采用全中文、图形化软件实现整个监控系统管理与维护；人机对话界面
清晰、简洁、友好；操控简便、灵活，便于监控和配置；对于一线运维及监管人员，采用智能手机客户端的方式，非常易于上手，大大降低了管理人员学习的难度。
安全保障
本系统的安全性直接牵涉到信息管理的各个方面，因此系统应由多层次的安
全保护措施，信息的共享具有严格的保密级别和用户权限。
通过提供用户名/口
令、权限控制、病毒防治、数据加密、数字签名、物理隔离、备份等安全对策，以满足系统身份鉴别、访问控制、系统可用性、数据完整性、保密性等安全服务要求，保护系统及其硬件、软件、数据等免遭破坏、篡改或泄漏。
2.3整体方案
围绕着建设目标和建设原则，根据村镇生活污水环境工程建设现状和发展趋势，通过物联网技术和移动互联网技术相结合，建立起一套包括环境治理设施基础信息库管理、设施运行状态监测（水质、水流量、动力设备运行状态、安防）、运维及监管人员智能考勤管理、站点安防监测等功能于一体分散式环境治理设施智能化运维管理系统。
既要做到每一个行政村全覆盖，又考虑实际预算及建设目标对站点进行合理的分类建设。
整体解决方案由五个部分组成，其分别为：
数据中心、监控中心、现场监测单元、监测管理平台软件和智能手机终端软件。
图：
村镇污水智慧设施示意图
数据中心是部署和存储现场监测单元、智能手机客户端采集的数据及图像资10料的地方，并提供计算运算能力，主要是由服务器、安全设备、网络设备组成。
建议采用云服务模式，减少资金投入和运维成本，跟有效的保障系统安全。
监控中心是类似于指挥中心，主要是由多块大屏幕组成，用于监视现场数据，
并予以呈现；也可以有多个多级的监控中心；本项目建议从考虑节省投资的角度，利用环保局现有的监控中心。
现场监测单元是部署在环境治理设施现场的监测及传输设备，包括物联网网
关、电磁流量计、视频或图像传感器、在线水质监测仪、动力设备状态监测传感
器、安防传感器等组成。
通过这些传感器感知采集各类数据，包括水泵与曝气风机的运行状态、实时
水流量、实时进水口和出水口水质（COD\NH3\TP\PH）、运行维护管理人员到达及
离开的时间与位置、电控箱防盗报警及实时视频来查看现场整体情况，花木生长情况，维护人员维护状况等。
为了确保站点通信的可靠性，所有站点均采用10M光纤链路通信，考虑到村
镇经常会发生停电而导致断网的情况，所有站点的物联网网关均能够提供基于
GPRS备份链路通信的断电报警功能。
在本项目中，根据项目需要，定制采集现场相关视频，流量，液位，考勤及
安防等信息。
并预留其它监测仪器的连接扩展接口
监测管理平台主要是将各个环境治理设施基础信息、运行维护管理人员及其
产生的信息，现场监测单元采集的数据及视频（图像）资料收集上来进行统一管
理，并且将其与用户的运维监管业务深度整合。
相关管理人员能方便地查看相关
环境治理设施的基础信息，运行维护管理人员详细运维信息，了解设施运行状态。
系统提供统一的环境数据管理和监控，实现各类型组织人员随时对组织内管辖的
设备设施进行远程监控和管理；充分利用各类终端设备和相应的应用层软件，将各类运维管理人员和监管人员的日常工作聚合在一个平台内。
智能手机APP软件可帮助管理（监管）人员随时随地远程监控各个站点实时
情况，如各设施的实时水质数据、水流量数据，及水泵、风机等动力设备运行状
态；也可以实时查看现场视频，让管理人员不在现场就能够随时了解现场场景；还可以查看运维维护人员的考勤信息和运维维护详细信息。
可帮助运行维护人员随时随地远程监控各个站点实时情况，如各设施的实时
水质数据、水流量数据，及水泵、风机等动力设备运行状态；也可以实时查看现场视频，减少无效去现场的次数，降低人工成本。
第三章.数据中心
数据中心可以利用现有的服务器和存储设备自建数据中心，也可以租用现成的数据中心资源，如阿里云、各大运营商云服务等。
3.1自建服务器
数据中心机房建设
数据中心机房建设为数据中心提供关键的基础设施支持。
基础设施包括场地、
建筑、供电系统、空调系统、消防系统、防雷与接地等，为数据中心提供安全、可靠、纯净的电力系统与环境。
服务器建设
服务器建设包括数据库服务器建设和应用服务器建设两部分。
应用服务器是
为用户提供相关应用服务的服务器，由于客户的业务会不断扩展，所以应用服务
器应具有很好的扩展性，以及支持各类应用软件的数量要多；数据库服务器：
它
可以为用户提供各种应用服务的基础，数据库服务器能支持大容量访问、多种数
据库。
网络环境建设
指挥中心内部网络建设、与外部网络的连接等，作为指挥基础设施系统，实
现指挥中心内部高速数据的互联与交换、外部网络的连接等功能。
网络安全建设
网络安全建设主要包括安全接入网关、APM、双机备份软件等。
设备清单如下（不含机房建设及空调等配件。
）：
序号
设备名称
设备说明
数量
单位
1
应用服务器
应用服务器，用于WEB应用发布，数据计算分析处理等功能。
1
台
2
数据库服务器
用于数据库存储，数据接入，数据预处理等功能。
2
台
3
双机备份软件
用于服务器备份和灾难恢复。
1
套
4
APM
用于应用性能监控和服务故障监测和故障定位
1
台
5
安全接入网关
用于数据加密通讯，服务器防火墙等功能。
1
个
6
光模块
光模块-SFP-GE-多模模块
-（850nm,0.55km,LC），需满足项目实际使用要求。
2
台
7
交换机
用于数据通信。
1
台
8
机柜
标准服务器机柜
1
套
9
固定IP光纤
链路
用于站点互联数据接入
1
套
3.2租用云服务
云主机是新一代的主机租用服务，它整合了高性能服务器与优质网络带宽，
有效解决了传统主机租用价格偏高、服务品质参差不齐、难以防止MAC欺骗和
ARP攻击等缺点，可全面满足用户对主机租用服务低成本，高可靠，易管理的需求。
灵活扩容：
计算资源可弹性伸缩;可以按需变更服务器的配置。
云服务器支持套餐升级、带宽灵活按天升级等，随时满足业务发展需求。
第四章.多级监控中心
可以采用多级监控体系，即在监管部门设置监管指挥中心，在运维单位设置监控中心，以实现区域范围内的统一运维管理。
4.1监管监控中心
监管指挥中心由12块55英寸LCD拼接屏组成4（行）×3（列）的拼接大
屏作为显示单元，监控中心可根据实际需要和预算进行增加。
显示单元不仅可以
显示前端设备采集的画面、GIS系统图形、报警信息，其他应用软件界面等，还
能接入本地的VGA信号，满足用户各种信号类型的接入需求。
可实现以下功能：
可实现视频服务器的多画面上墙功能；
可实现所有图像都在线显示的功能，需要时也可将单个图像放大，或将
相关画面统一调到电视墙上进行对比，方便现场指挥现场指挥；
可实现全网
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