一场暴雨,往往会让一座城市措手不及,它也是检验一座城市面对突来灾难时应急处理的一种能力。但更多时候,我们看到了城市系统脆弱的一面。城市是人们生活、工作的聚集地,解决不好水务应急问题,智慧城市也就无从谈起。
为提高环境监测和灾害预警水平,解决“全域成都”水资源、水环境、水安全问题,2010-2012年,成都市实施了水务物联网示范应用项目,按计划建成并投入运行中心城区排水监控管理系统、新津及双流水资源监测管理系统,并取得了初步的成效。
顶层设计先行
为保证水务物联网示范应用项目的顺利实施,成都市做了以下几项工作:一是梳理现有系统应用情况,学习借鉴国内先进经验;二是编制统一规划,新老结合,资源共享;三是对接上位规划政策,结合实际制定实施方案;四是消化国外先进技术,开发自主知识产权技术;五是探索市场化管理模式,实现社会专业化服务。
在《成都市物联网示范应用工作方案》确定水资源监测管理系统及中心城区排水监控管理系统为重点的示范应用项目后,项目小组即赴北京、上海、南京、无锡等地学习考察建设运营经验,摸清国内外相关传感器的生产研发情况,确定项目实施的总体思路、技术路线、建设范围等。同时,为确保实现数据共享,项目小组多次会商相关部门(单位),研究站网规划和站点布局,对系统搭建和使用的平台、标准、应用发布等进行磋商,并组织现场踏勘,综合考虑供电、通信、交通、管理等因素,确定监测点位和监测要素。
为建立水务物联网的顶层架构,在需求调研的基础上,成都市编制了《成都市水务(防汛)信息化总体规划》、《成都市水资源综合规划》等相关顶层规划。针对排水系统管理中存在的突出问题,委托清华城市规划设计研究院专题研究中心城区排水管网运行情况,建立模拟计算模型,并进行相关管网监测传感器试点工作,使监测体系与计算模拟系统紧密结合、相互促进。
2010年9月,《成都市水务物联网示范应用工作实施方案》出台。
示范应用项目引进多种国际领先的传感器,由本地相关企业结合管理需求对其技术进行消化吸收,最终实现技术的自主可控性,关键传感器的研发生产本地化。同时,成都市借鉴国内其他地区的市场化管理运作先进理念,深入研究服务外包有关工作,紧紧围绕运行管理维护外包、设施设备托管租赁系统建设投资多元化等内容,探索新的模式方法,借助社会力量,形成可复制的模式。
目前,成都市的水务物联网野外传感设备基本实现了标准化、经济化,初步探索形成了水务物联网建设管理、运行维护及数据管理社会化模式,为水务物联网规模建设和功能发挥提供了有效途径。
针对难点进行创新
此项目的实施综合性强,难度大,具体表现为:需要整合多项技术标准;需要突破国外核心技术并实现技术自主;监测对象跨度大,涉及排水管网、下穿隧道、重点河流断面、地下水、自来水厂、水库、重点用水户、重点排水户、污水处理厂排污口等;监测要素复杂,涉及液位、流量、流速、水质、水位、生物毒性、雨量等,对设备选型、指标精度、及时传输等要求高;项目系统性很强,需要为此开展多项前期专题研究;要使监测结果实用性强、共享程度高,需要市及区(市)县信息化主管部门、水行政主管部门、环保主管部门和科研单位紧密配合。
最终,成都市水务物联网项目完成5个创新点,使该项目达到国际先进、国内领先的水平:建立县域水资源“监、控、管”一体化平台;将水务物联网技术与云技术结合为水务云系统,系统入驻成都云计算中心;建成排水管网监控管理平台;突破掌握免试剂溶解氧在线水质监控传感器技术、免试剂多参数在线水质监测传感器技术等多项国外先进技术;形成可复制的运行管理模式。
项目成效突显
目前,中心城区排水监控管理系统和新津、双流水资源监测管理系统已全部建成并投入使用,并取得以下成效:水务物联网监测预警功能得到体现,控制管理成效进一步凸显;以用兴业,通过示范应用,为成都市物联网企业的产品制造、软件开发、系统集成和信息服务提供市场机会,加快了产业发展;以用引智,对关键技术进行消化吸收和再创新,在核心产品上取得突破,实现技术自主可控。
一、显著提升水资源管理水平
新津、双流水资源监测管理系统试点,为区域供水安全、防灾减灾、水环境治理等方面发挥显著作用。新津是岷江外江出境断面所在地,双流是岷江内江出境断面所在地,水环境安全及防汛安全压力很大,项目的建设从水量信息的采集、审核,到统计、分析、上报的各个流程节点都须严密把控,并最终实现了信息化管理。从来水、供水、用水、排水各个环节,到每个雨量站的降雨量、每座水库的蓄水量、每个水厂的供水量,都实现了“日清月结”的管理模式。
在以前,水厂的原水水质监测主要通过观察饲养鱼类来实现。建设原水水质监测站和管网水质监测点后,监测频率达15分钟一次,如原水和管网水质出现问题,超过水质标准,系统将及时报警,为供水安全运行提供实时监测,实现安全供水目标。过去,汛期水位、雨量监测主要由工作人员定时观测河边水位尺及读取雨量收集量杯,通过电话向防汛部门报告,但经常联系不及时、数据准确性不高而影响防汛抢险工作。现在,通过实时监测河道断面、雨量、水库水位,系统能及时发出防汛预警,合理调度河道、水库闸门、泵站等设施,采取防汛应急措施,及时排除险情。
二、实现排水管网的精细化管理
中心城区排水监控管理系统在GIS(地理信息系统)平台基础上,建成排水管网流量、液位监测子系统和系统管理应用中心。在满足成都市中心城区排水设施及下穿隧道平时管理工作需要的情况下,确保应急工作将会得到更加“迅速、准确、有效、科学”地开展。成都市共完成全市51个点位布设,其中一个点位采用3D技术实施动态监测。布设传感设备,应用物联网技术,实现管网流量液位数据的自动采集、无线传输及在GIS平台上的实时展现。根据气象信息和排水管网运行监测信息,为可能发生城市内涝的具体区域提供预报预警信息,提高排水设施及下穿隧道遭遇极端天气和雨洪时的“保交通畅通、保排涝安全”能力,为排水设施可能出现的故障进行预测预警,对排水设施出现故障后应急处置和抢险救灾等提供支持。
水务物联网项目的实施,为提高成都环境监测和灾害预警水平,解决水资源、水环境、水安全问题提供了有效之道,也为“智慧成都”打下了夯实的基础,为成都的明天谱写绚丽的篇章。