数字供水技术白皮书.docx
《数字供水技术白皮书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字供水技术白皮书.docx（35页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
数字供水技术白皮书
数字供水产品
白皮书
第1章产品简介1
第2章设计目标2
第3章产品架构3
3.1总体架构3
3.2系统模型4
第4章产品功能6
4.1业务及数据集成平台6
4.2生产运营体系7
4.2.1供水生产调度平台7
4.2.2设施巡检系统12
4.2.3三维可视化系统21
4.2.4应急指挥调度系统24
4.3服务营销体系27
4.3.1供水热线服务系统27
4.3.2客户关系（CRM）管理系统30
4.4综合管理体系33
第5章运行环境及系统配置35
5.1网络环境建设35
5.2指挥中心建设35
5.3硬件平台建设35
5.4软件平台建设36
第6章产品优势37
6.1面向服务的体系架构（SOA）37
6.2基于插件式系统设计37
6.3数据的标准化和数据共享技术38
6.4数据仓库、数据挖掘、海量存储技术38
6.5“3S”技术集成系统与一体化数据管理39
6.6物联网及无线传感技术39
第1章产品简介
数字供水是将计算机技术、3S技术、物联网技术、数据仓库、智能预测与控制技术有机地结合起来，打造一个数据及业务集成平台，生产运行体系、营销服务体系、综合管理体系等三大体系的数字供水业务管理系统群。
实时地对供水系统进行数据采集与控制，实现对水厂制水、生产调度、供水监测、供水营销、客户服务、综合办公等供水业务的科学化管理，达到城市供水行业管理精细化，服务标准化的要求。
一个平台：
数据及业务集成平台，将供水企业繁杂业务和多源异构数据进行集成、共享、挖掘、分析，建立一个企业数据中心和统一支撑平台，实现系统之间的共享交换，打造企业内部统一的协同管理窗口。
三大体系：
生产运行体系覆盖企业供水生产、运行、调度的全过程，实现城市供水的监控、预警和优化调度，同时实现了企业内部、企业与政府的应急联动；服务营销体系面向城市用水客户，建设基于GIS的客户热线服务管理体系，打造便民服务生活圈，建立网上服务大厅，及时的、多角度的接收处理市民反映的供水问题，提高企业主动式服务；综合管理体系根据供水企业内部管理特点，建设行业管理体系和考核机制，将工程管理、人事管理、财务管理等有机的进行串联，实现日常办公的精细化管理和模式的转变，丰富了企业的决策手段。
第2章设计目标
1、统筹企业综合管理
指挥调度中心对企业进行统筹的综合管理。
可以了解供水的整个流程的详细信息，对供水的服务、调度、管网、安全、应急等业务信息进行分析和管理，并根据分析结果进行指挥决策，使企业领导在指挥调度中心对企业各部门运营情况进行指挥调度。
2、提高企业整体决策水平
业务及数据集成平台为水业集团各业务部门提供统一的GIS环境、数据标准、应用服务等，重点解决分散存贮在SCADA、营销、客服、管网等系统中不同应用类型数据的采集、管理、应用、传递和同步，并集成到企业级GIS中。
为生产、营销、办公等企业的日常管理提供统一的实时信息服务。
使企业内部人员方便快捷地共享信息，高效地协同工作；以实现迅速、全方位的信息采集、信息处理，为供水的管理和决策提供科学的依据。
3、全面监控，确保供水安全，提高服务质量
三大业务体系包括生产运营体系、服务营销体系、综合管理体系等内容；
三大体系从供水数字化供水全局出发，充分利用网络、物联网技术和信息资源，进行网络整合、互联互通，加强信息资源整合与共享，实现部门业务协同，提高企业的应急处置能力；城市供水的全过程进行监控，确保城市供水的安全，有效降低水资源的浪费；完善的客户服务管理体系，提高了城市供水企业的服务质量。
第3章产品架构
3.1总体架构
上图为数字供水总体框架图。
包括五个层次：
基础设施、数据层、业务支撑层、业务应用、统一门户。
基础设施层包括数字供水配套环境的建设、无线传输网络的建立、物联网的建设、企业专网的建设等等。
数据层主要就是供水企业数据中心的建设，数据中心是供水企业信息化系统的数据支撑，是局和企业共享交换的平台。
业务支撑层则是各个部门的业务系统；业务支撑层包括工作流、GIS等软件系统的功能技术支撑；
业务应用层包括数字供水项目的各应用子系统。
统一门户作为供水企业各个部门工作人员的统一入口，即数字供水门户。
3.2系统模型
“数字供水”应用于城市供水行业，可提供充满个性的供水系统解决方案和行业整体解决方案。
业务产品群包含一个平台、三大体系，共计二十多个业务系统。
三大业务体系通过业务及数据集成平台交互数据，实现无缝链接，构建基于GIS技术、物联网技术的“数字供水”应用系统群，为城市供水管理提供有力的技术支持。
业务及数据集成平台解决供水企业各部门之间业务融合及数据共享；
生产运营体系支撑供水企业的生产、运行、调度；
服务营销体系提升供水企业管理水平和服务水平；
综合管理体系辅助供水企业实现企业日常办公的精细化管理。
第4章产品功能
4.1业务及数据集成平台
业务及数据集成平台是数字供水的基础平台，将供水各单位的繁杂业务和多元异构数据进行集成，为运行运营、服务营销、综合管理提供技术支撑。
平台遵循面向服务的标准设计，在统一的数据传输协议、数据标准等的支持下，利用服务交互、消息处理、安全性等功能组件实现数据交换共享、统一供水门户和用户管理等综合应用。
平台功能：
业务及数据集成平台包括数据共享交换系统、企业数据中心、企业级GIS、数字供水门户等内容。
1、共享交换系统
共享交换系统通过交换共享机制，建立企业数据资源目录，实现企业数据中心数据与供水单位现有系统数据的交换更新，保证企业数据中心与企业各下属单位和部门数据一致性和同步性。
2、企业数据中心
按照数字供水建设理念和框架，整合相关空间基础地理信息和业务信息，建立多源、多尺度、多时态的企业数据中心。
采用统一的数据标准，将多源异构数据集中式存储管理和空间信息分布式应用相结合，实现各部门信息捆绑关联，提供跨部门的数据共享、业务协同和辅助决策服务。
3、企业级GIS
企业级GIS实现与供水单位现有系统有机集成，将地理信息有效地融入到供水的各个业务环节，实现GIS和核心业务的融合，打破机构和企业内部的信息流动壁垒，形成内部高效、对外一致的信息服务格局。
4、数字供水门户
数字供水门户作为供水单位各系统的统一入口和通道，在宏观上对供水的运行运营情况全面实时掌控，并集中管理组织结构、用户登录、数据权限分配、功能权限设置，保证所管理信息在各应用系统之间的一致性、有效性。
4.2生产运营体系
4.2.1供水生产调度平台
供水生产调度平台，着眼于城市供水运行的安全管理，着手于供水设施不同时段运行状态的监测监控，加强了供水感知、信息共享和智能分析能力，从而有效提高城市供水安全运行动态监控、智能预判以及突发事件现场感知和快速反应能力。
4.2.1.1实时监测
对供水水厂、加压站、管网、二次供水等设施监测点信息进行数据管理，实现对基础数据的查询统计等功能。
主要监测内容包括压力、流量、水质等，以及实时的对重要场所进行视频监控。
4.2.1.2工艺流程监控
实现对水厂、加压站、机组实时数据的采集、实现对水厂或加压站工艺流程图的管理。
设备自动控制：
按生产工艺要求，主站PLC可对相应供水设备、电气设备进行自动控制；数据实时采集：
依托标准的通讯协议及接口，实时采集水位、流量、压力、浊度、余氯等工艺参数以及设备运行状态、电流、电压、电量、功率因数等电气参数；设备故障报警：
当系统主站设备存在异常或故障时，自动报警。
4.2.1.3实时异常报警
供水异常数据实时报警，促使供水生产问题的及时发现，及时解决，提高服务质量。
4.2.1.4监测数据对比
将同类监测数据按照一定的时间段进行横/纵向比较，并以柱状、线状等形式展示；展示监测数据的变化情况，反映出供水运行的变化。
4.2.1.5数据统计分析
通过自定义查询条件，对供水运行监测数据进行统计分析，通过列表、曲线、报表的形式进行显示。
分别针对加压站、水质、流量、压力监测点进行历史数据的查询；针对流量要区分标准正向\负向瞬时流量、标准正向\负向累计流量等业务比较强的数据计算。
4.2.1.6专题图管理
以城区供水整体区域静态效果图为基础，分别以形象图标的形式展现加压泵站、水质、流量、压力监测点在地图上的位置，并且能够查看各类监测点的实时数据、视频等功能；实现对城市供水的全面和直观的掌握，及时对供水进行指导和调度。
4.2.1.7基础设施管理
通过对水厂、加压泵站、水质、流量、压力监测点以及视频监控点的信息管理，完善系统对设施进行管理的基础条件；对新加的监测点进行地图位置选定、监测点报警阈值进行设置等，实现基础设施与地图的融合。
4.2.2设施巡检系统
设施巡检系统利用手持移动终端，到巡查现场进行业务数据查询、记录登记、拍照取证等，完成日常、专题及突发性的巡查任务。
系统能减轻巡检人员和设备管理人员的工作量，提高工作效率；能够加强巡查人员的监管，加强巡查与检修工作的衔接力度。
系统包括服务端和手持终端两部分。
4.2.2.1服务器端
4.2.2.1.1巡检任务管理
依据巡检人员、巡检区域、区域内管网设施的分布情况，合理制定巡检任务。
同时巡检任务可以发送到固定巡检员终端，便于巡检任务的执行。
同时可以对巡检任务进行查询，便于领导全面的了解巡检任务的制定和执行情况。
4.2.2.1.2巡检问题管理
接收巡检员上报的巡检问题，根据问题编号、问题类型、地理位置等在地图上进行展现。
接收到的巡检问题，由系统使用人员进行甄别筛选，将问题发送到热线系统形成工单，直接发送到相关的维修部门，缩短了与维修的衔接。
4.2.2.1.3地图综合应用
地图综合应用可以查看到所有巡检人员的在线情况及实时位置，并可以查看某个巡检人员的实际位置是否在当前巡检区域范围之内，提供领导以考核依据。
能够查询人员巡检轨迹，并以动态形式回放，通过对巡检员的巡检范围、巡检路线、巡检时间综合统计。
4.2.2.1.4监督考核
提供对巡检人员的巡检自爆率、巡检偏离率进行考核，加强对巡检人员的监督，提高巡检工作效率。
4.2.2.1.5统计分析
统计某一时间段内，按照问题类别、任务类别、巡检单位或者巡检人员的统计，可以根据问题类别及分布，合理的调度维修及巡检人员
4.2.2.1.6临时任务
临时任务指突发性的任务，是跟巡检任务相比，相对简单，位置明确，不需要对整个巡检区域或路线进行巡检的简单任务，但是时间比较紧急。
临时任务进行增、删、改、查操作。
不同的是临时任务生成后无需发布，管理员可根据任务的实际情况，更改任务完成与否的状态。
4.2.2.1.7系统管理
系统管理主要是对系统使用的组织结构、人员信息、巡检区域、数据字典、系统参数、操作日志的管理。
针对不同使用用户，进行个性化的定制。
4.2.2.2移动终端
4.2.2.2.1巡检任务管理
巡检任务管理包括日常巡检任务和临时任务两种，通过任务接收功能，在任务列表中会显示发布给当前登录用户所属的日常巡检任务，并且移动终端能够及时的以声音提醒巡检员有任务到达，以及临时任务提醒，通过地图可以查看的任务的区域或者路线。
巡检任务过程中或者执行完成后，及时的进行反馈巡检情况及结果，让中心及时的了解供水区域内，管网设施的情况。
4.2.2.2.2巡检问题管理
巡检问题管理主要包括问题的上报和查询，巡检员上报的巡检问题，根据问题类别、问题内容、故障坐标、故障地址、问题备注等在地图上进行上报，同时可以将现场的信息以图片、声音、视频等以附件的方式上报，并且上报信息可以及时修改与本地删除。
并且巡检上报问题能够及时传输到信息中心，同时巡检信息也能在本地移动终端进行存储，方便后期巡检任务查询。
4.2.2.2.3终端地图应用
主要包括地图浏览、GPS开关功能。
地图浏览主要是可以对地图信息及管线信息进行查询，通过点击地图中的管网设施，可以查询出该设施的相关属性和信息，方便巡检人员快速的了解现场管网信息。
并可以对当前位置进行自动定位。
GPS开关主要是控制设备对GPS功能的开关控制及设置。
4.2.2.2.4巡检记录
巡检员可选择巡检时间,填写路段起自,路段止于,说明,选择地图定位,选择附件,选择漏水时间,填空漏水路段,管径,长度,材质,路面,备注信息。
通过记录内容可以记录巡检员当前的巡线情况，并反馈给服务端。
4.2.2.2.5系统设置
主要包括参数设置、数据同步、密码修改、在线升级、注销登陆、操作手册。
该部分功能主要实现对于系统基础信息的配置及数据的更新等，并可以阅读操作手册，熟悉功能使用。
4.2.3三维可视化系统
三维可视化系统利用二、三维技术实现水厂、加压站、营销场所、服务场所、维修场所等的三维数字化，便于用户查看厂站内的管线布置、各种设备的位置及厂站机组设备的运行数据，实现对相关设备资料的关联维护、设备信息的查询统计、分析以及对缺陷状态的管理等功能。
4.2.3.1三维厂站浏览
提供厂站地上地下管道、设备及地上建筑物等实物的立体化展现。
有放大、缩小、飞行环绕、二三维联动等功能。
4.2.3.2地图查询
在三维地图中，可以查询供水的所有设施，目前系统提供按照材质、管径查询。
并且可以进行圆形、矩形、多边形以及自定义条件查询。
所以的查询结果都可以进行定位。
4.2.3.3地图工具
系统提供生成管线、空间测距、面积测量、水平测距、垂直测距、圆形统计、矩形统计、多边形统计、地图定位等功能。
4.2.3.4统计分析
统计分析功能主要是对地下管线进行多角度的分析，在三维场景中将分析结果直观地展示，更能形象的了解底线管网的情况。
系统提供多种分型功能，主要有剖面分析、断面分析、挖洞分析、道路施工分析、管阀分析、净距分析、流向分析、动态路径分析等功能。
4.2.3.5实时监测
在三维场景中，实现对供水厂站、压力监测点、水质监测点、流量加测点的实时数据监测。
厂站建模的同时，还将厂站内部机组、加压设施等进行了建模，将实时的运行数据在三维模型中展示。
同时，系统还将供水服务、维修场所进行了三维建模，将相关的重要场所实现了视频的实时监控。
4.2.4应急指挥调度系统
应急指挥调度系统提供对日常性生产运营管理调度、突发事件处置和对应急资源指挥调度功能。
实现对供水爆管、水质污染、防汛排涝等应急现场画面的快速接入、远程指挥、视频会商，配合危机管理的全过程，应用信息技术实现跨专业和部门的信息资源、处理资源和通讯资源的实时调度。
4.2.4.1应急保障体系
应急保障体系是应急管理系统最基础的功能，包括了应急机构管理、专家信息管理、应急设备管理、应急人员管理、应急队伍管理、应急车辆管理等。
4.2.4.2制度管理
制度是整个应急指挥系统的重要辅助决策支撑之一，实现对应急预案管理、治安管理、操作规范、生产管理，包括编制、检索、维护和启动等。
4.2.4.3应急处置
应急事件处置是指发生事件时，系统提供的事件处置流程功能，包括了事件在地图中位置的标注、应急设备、车辆的调度、事件现场与调度中心的联动、事件的处置结果的评估等。
并且利用车载电话和车载视频系统，指挥中心对作业车辆进行实时的电话、视频通讯调度。
4.2.4.4演练实施
主要是提供日常应急事件的演练，包括演练事件的制定，演练的实施，实施完成后的效果评估、备案，作为应急事件处置的参考。
4.2.4.5案例汇总
该模块用于汇总案例信息，将本公司重大的事件或其他公司比较有意义事件作为案例进行存放。
该模块包括案例管理、案例回放、案例评估功能。
4.3服务营销体系
4.3.1供水热线服务系统
热线服务系统采用CTI、数据仓库、多媒体、数字交换、数字录音等先进成熟的技术，辅助企业建设统一的客户服务渠道，搭建基于互联网的多媒体呼叫中心接入系统，以客户需求为驱动，以呼叫中心实现各职能部门的业务协同，将多种应用功能融为一体，为公众提供方便快捷电子供水服务。
解决百姓关注的供水问题，实现供水服务部门直接听取群众反映意见，加强沟通，提高公众对供水服务的满意度，提升企业形象，打造服务型企业。
4.3.1.1工单受理
按属地原则受理客户的故障报修、投诉、举报、建议等工单，然后进行派单调度处理，工单流转采用闭环管理。
4.3.1.2客户服务
通过与短信平台的交互，实现短信的发送和接收功能，为客户提供各种主动服务，有效分析解决问题。
4.3.1.3知识库
建立和完善供水知识库，为客户代表能快速准确解答，提高处理业务成功率。
4.3.1.4监管决策
对服务场所、座席状态、异常预警、工单处理等进行现场监管、流程监管、服务质量监管。
4.3.2客户关系（CRM）管理系统
客户关系管理系统结合供水业务流程使客户参与到业务流程中来，形成一个客户与供水管理部门相互促进不断完善的良性循环。
系统对客户满意程度、对公司内部服务状态进行系统评价、改进，为各部门的绩效管理提供数据支持，为领导的决策提供客观的依据。
4.3.2.1客户档案管理
提供客户基本信息、扩展信息、动态信息以及空间信息更新，实现客户档案安全管理。
4.3.2.2客户分类管理
提供基于地理空间区域范围的客户分类和筛选，实现客户分类优先级订制、短信留言、公告管理以及回访计划管理。
4.3.2.3客户状态预警
根据客户分类、客户服务数据、客户的实时压力流量水质的监测数据定制预警阈值，进行超限报警。
4.3.2.4客户数据分析
对海量的客户基本信息、违章用水、抄表、换表，缴费、欠费等记录进行数据挖掘，实现用户动态分级管理。
4.3.2.5客户关系分析
结合地图对客户档案与客户服务需求进行统计分析，掌握区域范围客户关系状况，辅助发现潜在客户。
4.4综合管理体系
移动办公系统以手持PDA为移动终端，供决策人员随时随地查看各类信息，提供运行监控、公文审批、视频监控等日常业务的移动办公新模式。
系统功能
1．系统首页、地图服务
2．公文审批
3．待办任务、视频浏览
第5章运行环境及系统配置
5.1网络环境建设
包括连接企业内部的局域网、连接手机终端和应用系统的无线宽带网络以及办公电脑、打印机、电话等。
5.2指挥中心建设
包括指挥中心场地装修、DLP大屏、LED电子显示屏、电脑、操作台、音响扩声系统及辅材等。
5.3硬件平台建设
包括机房装修、服务器集群（数据库服务器、应用服务器、无线应用服务器、备份服务器、磁盘阵列等）、交换设备、负载均衡设备、机柜、KVM、防火墙、其他安全设备、重点部位和路段视频监控摄像头、无线数据采集终端和领导通等。
5.4软件平台建设
包括操作系统、数据库系统、GIS地理信息系统、中间件及系统安全软件等。
第6章产品优势
6.1面向服务的体系架构（SOA）
面向服务的体系结构（service-orientedarchitecture，SOA）是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。
接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。
这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。
6.2基于插件式系统设计
本系统采用基于插件式架构的GIS应用框架设计。
由于不同类型的应用在地理数据的存储、使用和部署方式上都有很大差别，根据实际需求定制开发是免不了的，对GIS软件的扩展性、复用性及可裁剪性提出了更高的要求。
插件架构体系的优点非常明显，象硬件一样的即插即用、提供统一而规范的开发方式以及稳定的内核架构等。
插件架构体系就是基于松散的模块积累方式，通过新增插件以及扩展原有插件的方法来完成系统的实现，来实现系统平台本身的可扩展性和可维护性。
系统建成后，可通过扩展插件来扩展新功能，以满足需求的变化。
6.3数据的标准化和数据共享技术
数据的标准化能使各部门的数据基于统一的地理框架或标准，便于管理和使用，并保持数据的一致性；数据共享可以使更多的部门能使用非己有的数据和更加充分、有效地利用已有的数据，减少重复劳动和数据采集的费用；可减少数据的维护和管理费用；使GIS系统更容易集成；能够使GIS开发的重点集中在开发新的应用上。
数据的标准化是实现数据共享的关键问题之一，也是促进地理信息产业形成和发展的必要条件。
数据的标准化和数据共享是当前空间信息研究领域的一个重要研究方向。
随着空间信息技术和网络技术的发展，人们对空间信息及其服务有了更高的需求，提出了诸如“数字地球”、全球空间数据基础设施、国家空间数据基础设施等大型应用需求。
这些大型应用项目能否成功实现，数据的标准化和数据共享是必须要首先解决的问题。
6.4数据仓库、数据挖掘、海量存储技术
“数字供水”的数据是海量的，既有空间的，如各类多光谱、多时相、高分辨率的影像数据、大比例尺的电子地图数据、高精度三维建模数据等；也有非空间的属性数据，如有关供水业务、营销、账款、客户资料等方面的数据。
因此建设“数字供水”需要海量的存储技术。
海量数据存取是通过计算机的并联或改善计算机的性能，采用如基于小波变换算法的高效数据压缩与解压方法来极大地提高海量数据存取效率的技术。
另一方面，为了在海量数据中迅速找到需要的数据，元数据（metadata）库的建设是非常必要的，它是关于数据的数据，通过它可以了解有关数据的名称、位置、属性等信息，从而大大减少用户寻找所需数据的时间。
6.5“3S”技术集成系统与一体化数据管理
“3S”即GIS（地理信息系统）、GPS（全球定位系统）、RS（遥感）数据的集成管理模式、数据模型、设计和发展相应的数据管理系统，以实现图形、图像、属性和GPS定位数据等的一体化管理，为“3s”的集成处理以及数字供水空间信息基础平台的开发和建设，提供技术支持。
数字摄影测量是基于摄影测量的基本原理，并应用计算机技术、数字影像处理、计算机视觉、模式识别等多学科的理论与方法，从遥感影像提取测量对象的数字化几何与物理信息的技术。
如利用模式识别代替人工观测、实现框标的自动识别、同名影像的自动配准、人工建筑物的自动识别等，可以最终实现摄影测量与遥感制图的全自动化。
利用计算机及相应软件，则可以进行自动化空中三角测量和制图，实现从数字影像自动重建空间物体的三维表面。
6.6物联网及无线传感技术
物联网及传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展，并将会带来一场信息革命。
无线传感器网络（WirelessSensorNetwork）综合了微电子技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等先进技术，能够协同地实时监测、感知和采集网络覆盖区域中各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，处理后的信息通过无线方式发送，并以自组多跳的网络方式传送给观察者。
传感器网络的应用前景十分广阔，在军事、工农业、环境监测，医疗护理、抢险救灾、危险区域远程控制以及智能家居等领域都有潜在的使用价值，已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视。
升级会员 