智慧水务之信息化建设教学提纲.docx

1、智慧水务之信息化建设教学提纲智慧水务之信息化建设城市供水优秀研究成果(论文)智慧水务之信息化建设Wisdom Water And Information Construction姓 名： 信息管理部 公 司： 鹰潭市供水有限公司 部 门： 信息管理部 2016 年 09 月摘 要随着全球云计算、物联网、移动互联网等新一轮信息技术迅速发展和深入应用，城市信息化发展正酝酿着重大变革和新的突破，由对象、过程数字化为主要特征的数字化城市向智慧化发展已成为必然趋势。在我国智慧城市已经上升到国家的经济、科技战略层面，水务管理是城市管理的重要组成部分，智慧水务是智慧城市建设的必然延伸，“智慧水务”理念也随之

2、产生。“十三五”期间，水务企业面临着适应经济新常态的重大挑战，面对“生态文明建设”、“国企改革”等政策推进力度增强、“云物移大智”技术应用日益广泛、提高运营决策效率需求更加急迫的发展环境，信息化必然成为水务企业转型发展的有力工具，“智慧水务”建设势在必行。关键词：云计算，物联网，智慧水务Abstract With the rapid development of global cloud computing, networking, mobile Internet and other new information technology and in-depth applications, t

3、he development of city informatization is brewing a great change and a new breakthrough, the development of digital city, digital objects from the main features of the wisdom has become the inevitable trend of. Smart city in China has risen to the national economy, the strategic level of science and

4、 technology, water management is an important part of urban management, the wisdom of water is an inevitable extension of the wisdom of urban construction. 13th Five-Year period, water enterprises are facing the challenge to adapt to major new economic norm, in the face of ecological civilization an

5、d reform policy, efforts to promote the enhancement of clouds move wisdom technology is used widely, improve the operation efficiency of decision-making needs more urgent development environment, informatization has become a powerful tool for development and transformation of water the imperative sm

6、art water construction.Key words: cloud computing, Internet of things, wisdom water第1章 引 言1.1研究背景1.1.1 政策背景十八大报告指出：加快转变经济发展方式，推动产业结构优化升级，把政治、经济、文化、生态、民生五位一体发展，这是关系国民经济全局紧迫而重大的战略任务。国家“十二五”规划纲要明确指出：推动信息化和工业化深度融合，加快经济社会各领域信息化。加强重要信息系统建设，强化地理、人口、金融、税收、统计等基础信息资源开发利用。推进物联网研发应用。以信息共享、互联互通为重点，大力推进国家电子政务网络建设

7、，整合提升政府公共服务和管理能力。确保基础信息网络和重要信息系统安全。江西省“十三五”规划前瞻性提出：建设信息江西。互联网时代为跨越发展带来历史性机遇，必须统筹信息基础设施网络建设、信息技术创新和信息资源深度开发应用，促进互联网与各领域深度融合发展，构筑经济社会发展新优势和新动能。提升城镇发展质量。坚持规划先行，提高规划的科学性、协调性和权威性。推动园区与城区互动发展，打造一批产城融合示范区。提高基础设施和公共服务水平，加快地下综合管廊、海绵城市等建设，加大棚户区和城乡危房改造力度。实行网格化、智能化、精细化城市管理，着力发展大数据民生，打造创新城市、绿色城市、人文城市、智慧城市，实现“干干净

8、净、漂漂亮亮、井然有序、和谐宜居”。智慧水务对于拉动地方经济发展、刺激内需、推动民生将起到重要的推动作用已经成为普遍共识，国家对TD等4G、5G发展的扶持也为智慧水务的建设提供了良好的政策环境。1.1.2 环境背景“十三五”以来，鹰潭市经济社会发展取得巨大成就，为全面推进“智慧水务”建设创造了条件。1.1.3 建设背景目前，全球50多个国家已经开展了智慧城市相关业务，产生了1200多个有关智慧城市建设方面的解决方案，作为城市建设的重要组成部分水务，也顺应发展，引入智慧城市的理念，称之为“智慧水务”。“智慧水务”建设的总体目标是，通过试点项目建设，增强区域整体的防汛防台、水资源开发利用、水生态环

9、境保障、城乡供水排水以及对公众服务的能力，提高水务建设管理和服务水平；智慧水务建设完成后，将使得各个相关的涉水资源全面整合，极大地提高防洪防台抗旱减灾体系、水资源配置和利用体系、水资源保护体系等体系的保障水平，促进水务科学发展体制机制的智慧化。“智慧水务”与城市供水信息化是不可分割的。城市供水行业通过多年的信息化建设，信息数据资源开发利用水平不断提高，已经在数据采集、资源整合和信息服务等方面取得了较好的成绩，供水信息化步入了协同应用和综合服务的新阶段。但成绩的背后仍然有些不足，例如信息资源利用程度不高，数据共享水平低，存在信息孤岛，这些问题的原因之一是我们在信息化建设中不够重视顶层设计或总体规

10、划。因此，在智慧水务建设中必须重视顶层设计，全面实施数据资源规划，以期取得事半功倍的效果。智慧水务的建设内容可以简单概括为以下结构体系。即建立智慧水务运行信息管理平台和指挥调度平台，同时通过4个支撑体系：数据采集（营业收费系统、工程报装系统）、水务物联网（管网调度系统、智能巡检系统、智能抄表系统）、应用支撑（自动化办公系统、移动办公）和公共服务（微信系统、短信系统、客户服务系统）。项目预期成果概括为六个构建，构建全面准确的水务监测体系、构建先进兼容的网络传输体系、构建云计算数据处理中心、构建面向行业的管理支持体系、构建面向公众的服务支持体系、构建智慧水务示范基地。六个形成：形成一个智慧水务运行

11、服务中心；形成一个智慧水务研究机构；形成一支装备现代的基层服务队伍；形成一支基层智慧水务管理服务队伍；形成一套协同管理工作机制；形成一套建设管理标准；形成一批创新转型的涉水水务。六个实现：实现采集站网全覆盖；实现资源共享协作；实现应用综合管理；实现信息统一综合展示；实现监测全能服务；实现应急联动响应。1.2研究的意义1.2.1对政府的意义 1.改善投资环境，促进招商引资 智慧水务建设将有助于改善城市投资环境，提升鹰潭城市信息化水平，促进鹰潭城市转型需要、发展需要，使外部投资商随时随地随需的了解鹰潭城市投资环境，从而提升招商引资的成功率。 2.提高鹰潭城市核心竞争力 打造以智慧水务为载体的“鹰潭

12、智慧城市”，将是鹰潭未来继续保持发展优势的保证，是新一轮竞争中鹰潭保持核心竞争力的根本所在，对鹰潭未来发展意义重大。并让物联网企业落地鹰潭，成为推动全国物联网发展的发动机。 3.提升办事效率，提高服务水平 由于智慧水务项目是鹰潭智慧城市建设的先导，是现代服务业的基础平台，是政府服务职能的只要窗口。因此，通过智慧水务的建设将大大提高办事效率，提升政府相关部门管理水平和服务水平。1.2.2对产业的意义 1.促进产业结构优化和升级 企业降低经营管理成本，提高企业经营效能，从而加快反应速度增强竞争力，所有涉水行业和企业，都会在智慧水务中得到收益。 2.促进现代服务业的发展 现代服务业是可信的服务业，移

13、动平台的设计使得使用者通过移动终端接入智慧水务将有利于解决信息服务的认证问题。 3.促进移动互联网产业的发展 智慧水务是移动互联网的有效落地，将培育和孵化大批移动互联网上下游企业，极大的推动移动互联网相关产业的发展。 4.促进移动物联网产业的发展 智慧水务建设远景是成为电信网、广电网、互联网、物联网四网融合的应用聚合平台，推进物联网发展，进而带动新兴产业的持续增长。 5.促进PAD产业的发展 TD产业链的上下游企业将以智慧水务建设为契机，联盟合作，快速发展，最终将在全球新一代通信技术产业中占据一席之地。1.2.3对市民的意义 1.3国内外供水的发展史1.3.1中国城镇供水的发展历史地球上的生命

14、起源于水，人类的生存离不开水。我国新石器时代河姆渡遗址所发现的供水设施，是目前所知长江流域最早的人工水源的结构形式。几千年来，人类的聚居，市井城镇的形成，古代城镇供水随着历史的脚步在不断地进步、发展。水井是我国先民的重要水源水井作为水源有着比江河湖泊更大自由度的选择，可以在近距离内取到水，而且水井星星点点分布更广。基于这样的情况，即使紧临地面水源的城镇，人们仍然离不开“水井”。自古以来，凡有人群居住的地方就有井。几千年来，水井是我国先民乃至现代的重要水源。 中国很早就有有关掘井和凿井技术的记载。吕氏春秋勿躬篇“伯益作井”（公元前约2200年），为世界上最早较可靠的掘井记载。公元一二世纪的西汉时

15、代出现深井钻井机械。这些钻井机械在南北宋时期经过较大的改进后，一直沿用到明清，并在11世纪左右传入西方。 唐代徐坚初学记卷七有“伯益作井，亦云黄帝见万物，始穿井”。东汉许慎说文解字中有“八家为井”。我国凿井取水自黄帝创始已有四五千年的历史，而且在两千多年前的秦代，就掌握了穿凿深井的技术。在升水设备方面，我国古代创造有轱辘、简车、桔槔，此外，还有流传至今的龙骨车和龙尾车等。 古代遗址中的水井我国城市给水之制在诸多史籍的记载中，以钱塘六井最为详细。苏子瞻之记略中提及：唐宰相李公长源始作六井，引西湖水以足民用，其后刺史白公乐天（公元810年左右）治湖浚井，刻石湖上。这是当时官方为解决百姓饮水、用水的

16、城市公共工程。 古代都城的水源 水是城市存在的根本。作为都城，国家的政治、文化、经济的中心，人口众多，对水的需求就更显得十分重要。 我国古代夏、商、周三朝的都城多数在河流沿岸。从秦以后，各统一王朝的都城也毫不例外都在大河的沿岸。首都是全国或一个地区的政治、经济、文化中心，人口众多，建设宏伟，园林如画，用水量巨大，如果没有地面供水，仅靠地下水是不能解决问题的，因此，都城城址必须选择在河流沿岸，就几乎成为不可抗拒的规律。在今西安建都的有10个朝代。四个城址都在河流的沿岸。随着城址的转移，愈加靠近渭河的重要支流，城市供水也愈加丰沛。 洛阳号称9朝古都。三个城址都离不开洛河。 中国历史上建都都毫无例外

17、位于河流的沿岸，可见中国的都城离不开河流，其根本原因就是为了解决城市供水和水路交通问题。 古代城市供水工程 我国古代城市供水工程有着悠久的历史，在水源、输配水系统、净化处理等方面都有着瞩目的成就，这对城市的生存、发展提供了最基本的条件。1、早在公元前1600年商城（位于现在的郑州）是盘庚迁殷之前商朝的都城。考古发现城内北部和东北部为宫殿区，宫殿区东部建有蓄水池和输水管道等贮水设施，保证了该区域的用水。 2、西安是周、秦、汉、隋、唐等朝代建都的地方，城市地面水供水系统十分完备，开创了中国都城以地面供水为主的先河，成功地解决了古代大城市供水的问题，为中国都城解决水源树立了样板。 3、古代广州受海潮

18、的影响，井泉水偏咸。到宋朝，城市发展迅速，人口剧增，供水矛盾突出，被贬惠州途经广州的苏轼向广州太守提出了引水入城的建议，他建议用竹筒引蒲涧水入城，是广州最早的“自来水”规划蓝图。苏轼当时亲自参与总体规划，解决了广州城居民的饮水卫生问题，广州也因此成为全国最早有“自来水”的城市。 4、考古专家论证，长沙市坡子街现已发掘出的三千平方米地下“屋脊”形木构，系南宋时期一处规模庞大的城市供水系统。其东西走向，全部由黑褐色厚木板筑成，每块木板长、宽各约一米。与木槽垂直相连的木制“屋脊”长约三十米，西高东低，一直延伸到发掘基坑之外。这是一种掩盖式的输水渠道。考古现场同时还发现了二十多口古井。 5、北京：金代

19、的中都城位于今北京市西南广安门一带，城市供水主要利用洗马沟水系。金人扩建中都城时，有计划地把发源于城西一片天然湖泊（即今莲花池）中的一条小河圈入城内。同时开凿护城河和引入宫苑，解决城市供水问题。元代的大都城充分利用了高梁河水系。高梁河水系中的瓮山泊，也就是今天颐和园昆明湖的前身，为明清北京城的水源奠定了基础。 明初扩大了皇城，供水主要靠汇集玉泉山诸泉的瓮山泊供水。积水潭为主要的蓄水库，并与西苑太液池（即今北海、中海和南海）相通，为皇城、宫成（紫禁城）提供水源。清代乾隆十六年（1751年），为增加运河水量，开拓瓮山泊，把西山碧云寺、卧佛寺的泉水经玉泉山麓也导引入泊，建成了北京西北最大的人工蓄水库

20、，这就是今天的昆明湖。使北京城的水源发生了巨大变化，为北京城提供了丰富的水源。 仅举以上几个城市供水工程的范例，可见我国古代十分重视水在城市中的作用，并投入了巨大的人力和物力。 古代净水技术 我国唐代陆羽的茶经四之器中有一段关于饮茶用水处理的阐述：“漉水囊：漉水囊若常用者，其格以生铜铸之，以备水湿，无有苔秽腥涩。意以熟铜苔秽、铁腥涩也。林栖谷隐者或用之竹木，木与竹非持久涉远之具，故用之生铜。其囊织青竹以卷之，裁碧缣以缝之，纽翠钿以缀之，又作绿油囊以贮之，圆径五寸，柄一寸五分。”这漉水囊，就是作为滤水用的滤水器，供清洁净水之用。中国是首先采用明矾降低水的浊度，正式文字记载最早见明宋应星在明崇祯十

21、年（公元1687年）刻印的天工开物一书。在17441746年出版的西班牙教士纳瓦雷特撰写的中国帝国游记中，详细记载了当时所看到的，普遍应用的明矾使黄河水变为清水的情况，并说这是自然的秘密，为当时西方所不知。近代最早的城市供水1875年3月31日申报报道有洋商格罗姆、立德尔、华脱司、邱裕记四人发起征募股金三万两白银在杨树浦购地115亩（即现杨树浦水厂南部）建造自来水厂，水厂置有沉淀池、过滤池、水泵、皮龙等设备，制出清水后用木船载水分送各贮水池及向过往船只供应滤后水，在陆上则用水车送到用户家中，水价则根据路程远近，每千加仑从6先令6便式到13先令不等，但如此的高价水，购用的居民并不多。该厂在经营五

22、年后于1881年3月4日以1800两银子向正在筹建中的英商上海自来水公司出售全部不动产和动产，原来水厂的供水业务全部结束。近代各水厂简介截止1911年，全国只有11个城市建有供水设施。至宣统2年（1910年），已装置自来水的城市有：上海、大连、天津、青岛、广州、汉口、汕头、北平、抚顺、长春、辽阳、安东、沙河口等。 民国初年，国事纷扰，未遑建设。1927年，政局稍定后，方再筹办水厂。七七事变前，已成立水厂的计有上海、南京、天津、杭州、昆明、汕头、滨口、柳州、重庆、梧州、镇江、北平、桂林、武昌、南宁、青岛、吉林、大连、旅顺等处。 1949年前，全国有72个城镇建有自来水厂，供水管道总长6589公里

23、，综合生产能力为每日240.6万m3。城市供水设施多集中于沿海。广大西南地区只有几个水厂，而西北地区则为空白。除个别较大的城市有少量供工业生产用水外，绝大部分的供水设施是为达官富贵和外商服务的。而平民百姓多直接取用井水、河水。当时，城市供水技术落后，净化构筑物简陋，多采用土沉淀池、慢沙滤池等。后期逐步采用混凝-池淀-快滤消毒净水工艺。全国也没有统一的城市供水水质卫生标准。 主要博物馆 为了记录我国城镇供水事业的发展历程，叙述供水事业对城市发展的意义，展望供水行业的未来，我国相继建立了数个自来水的专业博物馆和展览馆。 1991年12月26日南通给水技术博物馆开馆。2000年5月北京节水展馆对外展

24、出。2000年5月台北自来水博物馆正式对外开放。2000年7月杭州生命之源展览馆正式展出。2000年10月24日北京自来水博物馆对外正式开放。2003年12月上海自来水展示馆正式开馆。目前还有大连、昆明、南京等城市正在筹建相关的场馆。1.3.2美国城市供水系统发展史 如今，美国人均日用水量约为150至200加仑（包括商业用水），家庭人均日用水量约为60加仑，平均全国日用水量达370多亿加仑，其中大部分由公共供水设施进行处理。美国公用供水系统的发展历史不仅是供水领域的历史，而且是一个不断发展的国家的历史。水及其诸多的用途一直是美国成长与发展的必不可少的重要方面。根据正史记载，美国从一个乡村化的农

25、业国转变为一个城市化的工业强国，在很大程度上确实依赖于供水和为生活，工业及商业提供大量用水所需的工程建设。美国有记载的最早公用供水系统当属1652年的麻萨诸塞州的波士顿城。在最先那个年代，人们对建公用供水系统不屑一顾，因为其所提供的服务似乎还不如人们使用自家水井或蓄水池方便。水只要看上去干净，即晶莹，清澈，凉爽，且无怪异的味道或气味，便是“好水”，这样的水在后院的井里随时可取，大多数人断无想到伤寒痢疾霍乱和夏季一发疾病会因水而引起。而这水却频频取自里居家户外厕所不太远的井中。直到1875年以后，科学知识才确凿地证实了水生细菌可导致伤寒和霍乱，而且直到1900年以后，公众才意识到使用不洁净水的危

26、险无论这水的外观及味道如何。令人遗憾的是，直到过滤技术得到普遍采用的十九世纪和二十世纪初，公用供水系统并不比私人用水更安全。在早期的公用供水系统中，人们通常的做法是直接从小溪或河流中取水，不做任何处理或稍加处理，然后将水用泵打到配水系统。1800年，美国只有16个供水系统，其中大部分在最初建造时只是为了消防或涤尘，很少有人考虑生活用水。这些系统大多位于新英格兰，或分布于大西洋沿海地区的一些较大城市中。直到1850年，居民区供水系统的数目已增至83个，在这些系统中，除了用沉淀池对浑浊度做一些基本控制外，没有一个配置其他的净化工艺。然而，1900年前后的这一时期被称为公用供水的新时代，这主要是水处

27、理工艺开始提供更优质的水和更方便的用户服务，而这正是私人供水设施，如水井和水池所不能比拟的，在1880年，仅有600个供水系统，可在1897年已出现了近3350个公用供水系统，其中1400个是在18911897几年间建造的。到了1950年，公用供水系统已趋于成熟，早些年间的忧虑和惊恐已随着处理技术的出现而消失，而且从19001950这50年间，公用供水系统的成就显而易见，1950年，美国城市供水系统已超过17000个，采用絮凝，快速过滤和加氯消毒方法的水处理工艺已将公用供水系统的作用从消防和涤尘的概念转变为价值达数百万美元的产业。美国供水领域过去二百年间的技术进步，在整个公用供水史上也许一直是

28、最重要的。水传播疾病几近消失，较为廉价的饮用水供应充足，从而给该产业带来一个独特的问题普通用户对公用供水系统视若当然，为提供更多更好的水需要新的科学研究和技术，这可能是十分昂贵的。虽然供水行业是美国最古老的产业之一，且就容量而言，他是全美单一商品的最大供应者，但是他却面临着其他好几个方面的忧虑。水质问题正在美国许多地区出现，国内受到重金属污染的新闻报道在报端层出不跌。对氯易产生耐药性的病毒生物体使用目前所采用的消毒工艺不起作用，从而对健康产生严重危害，目前很多居民区的设施根本无法应对工业及交通意外泄露造成的污染。由于管理不善和监督不力，交叉连接和潜在倒流继续空绕着供水系统。尽管有这些干扰，供水

29、领域总的来说似乎有信心去克服这些难题，并迎接未来的挑战。借助科研手段，技术进步和艰苦不懈的努力，供水行业的人们正表现出美国人著称于世的勇气和决心；而且他们自信能继续提供可为美国公民所享用的最优质的水。1.4论文的主要研究内容智慧水务的概念，智慧水务之信息化建设的探讨，智慧水务信息化建设的基础，智慧水务信息化建设的众多系统部署与介绍。第2章 智慧水务之信息化建设的探讨2.1 智慧水务定义与特征 2.1.1智慧水务定义 智慧水务，是通过数采仪、无线网络、水质水压表等在线监测设备实时感知城市供排水系统的运行状态，并采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供排水设施，形成“城市水务物联网”，并可将海量水

30、务信息进行及时分析与处理，并做出相应的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程，从而达到“智慧”的状态。 2.1.2智慧水务特征 智慧水务是将传统水力与现代住处化技术进行深度融合，以提高水务的管理和服务 水平，具有三方面特征：2.2 信息化互联网的优势网络稳健的网络，可靠的传输；平台应用：云计算平台，大数据应用；创新能力与传统行业相加，催生新的业务模式和发展形态。2.3 水务行业特点和优势 水务管理存在涉及范围广、时空跨度大、突发事件多、不确定因素难于控制等“技术性”难点，需要利用科技手段统筹规划、周密实施、严格管理，信息化就是一个有力的手段。随着科技

31、进步和精细化的管理要求，需要在线实时监控及为预警提供准确、实时、稳定的数据；促进管理效率的提升。水务行业的优势：水务行业数据优势：居民各类数据，如个人信息、消费趋势等信息；地形环境信息；设备：安装信息、运行状态、报警记录、历史数据、维护记录；数据：抄表收费记录、稽查记录、图片信息、官网监测/维护记录、生产调度记录、系统公告等。2.4 智慧水务+互联网智慧水务+互联网是将“水务管理、服务”与“互联网”相结合，利用互联网平台智慧化、精细化、可视化的特色，实现供水管网安全分析、水质水量信息的识别、监控、模拟和预测，以线上管理指挥及时主动服务，以线下主动运维调控在线信息整合，实现智慧水务发展新阶段。智

32、慧水务基本架构：水计量领域产品，已从单一终端产品向网络化系统集成和整体解决方案发展，硬件产品向软硬件结合的智能化方向发展。特别是物联网技术的兴起，供水管网的感知(检测)技术、网络通信技术、数据安全传输技术、数据挖掘与应用技术、终端控制技术等正在得到应有的重视和应用。围绕水务行业的特点，无线抄表收费系统、供水调度系统、供水管网监测系统应运而生，这些子系统构成了智慧水务的数据采集基础。2.5 智慧水务信息化在生活中的应用 互联网技术和云计算技术取得重大突破并且在生产生活中得到广泛的应用，尤其是：抄表互联网化：新无线水表的安装，其管理平台中可以对不同区域各自制定定时自动抄表计划，实现无人值守数据抄收或通过授权帐号登录，可在任意时间、地点进行水表数据查抄；老百姓通过网络终端查询用量及消费等情况，缴费互联网化：通过微信、网络、支付宝等多种金融支付工具实现