基于物聯(lián)網(wǎng)的分散污水處理設(shè)施遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)示范與推廣應(yīng)用

1、    基于物聯(lián)網(wǎng)的分散污水處理設(shè)施遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)示范與推廣應(yīng)用    陳陽(yáng)摘要：物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設(shè)備的融合能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生活環(huán)境中各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。據(jù)預(yù)測(cè)，到2020年，世界上物聯(lián)網(wǎng)“物物互連”的業(yè)務(wù)，跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比，將達(dá)到30比1，僅僅是在智能感知和能耗優(yōu)化管理系統(tǒng)方面的市場(chǎng)就有上千億美元。因此“物聯(lián)網(wǎng)”被稱(chēng)為是下一個(gè)萬(wàn)億美元級(jí)的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)。關(guān)鍵詞：蘇州嘉凈環(huán)保；分散式污水處理；物聯(lián)網(wǎng)；遠(yuǎn)程管理；中圖分類(lèi)號(hào)：c93文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a蘇州嘉凈環(huán)保科技股份有限公司的主導(dǎo)產(chǎn)品是應(yīng)用于村鎮(zhèn)的分散式生活污水處理設(shè)施，各類(lèi)生活污水經(jīng)過(guò)設(shè)

2、施處理后達(dá)到國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)榇彐?zhèn)居民點(diǎn)較為分散，設(shè)備的應(yīng)用方式為戶用或小型集中式使用，分布廣而分散，對(duì)設(shè)備的維護(hù)、保養(yǎng)和維修需要較大的人才資源，但是耗費(fèi)較大的人力卻不能得到高效率、高質(zhì)量的管理目的，無(wú)法及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，處于純粹的被動(dòng)管理狀態(tài)。為此，公司研發(fā)了基于3g無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的分散式污水處理設(shè)施遠(yuǎn)程監(jiān)管與信息化管理系統(tǒng)，系統(tǒng)是集污水處理設(shè)施信息管理、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)管理和運(yùn)行維護(hù)管理為一體化的綜合管理平臺(tái)，通過(guò)與中科院生態(tài)環(huán)境研究中心開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，在行業(yè)內(nèi)示范并推廣應(yīng)用。 一、遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的目標(biāo)和任務(wù)旨在開(kāi)發(fā)一套分散式污水處理設(shè)施遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，在行業(yè)內(nèi)示范并推廣應(yīng)用，對(duì)動(dòng)

3、力設(shè)施和出水水質(zhì)及時(shí)檢測(cè)，智能化控制，實(shí)現(xiàn)分散污水的集中管理，降低人工維護(hù)管理費(fèi)用，提高裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性。本項(xiàng)目的任務(wù)主要有以下幾點(diǎn)：1、完成分散式污水處理設(shè)施遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。2、完成全國(guó)范圍內(nèi)的所有分散處理設(shè)備的遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的改造。3、完成該系統(tǒng)的常熟、云南滇池示范工程并在行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用。4、申請(qǐng)系統(tǒng)管理平臺(tái)軟件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。（1）技術(shù)和系統(tǒng)方案公司自主研制開(kāi)發(fā)的dsp系列農(nóng)村分散污水處理設(shè)備主要應(yīng)用于村鎮(zhèn)居民生活污水的處理，經(jīng)過(guò)設(shè)備處理后達(dá)標(biāo)排放，能夠有效解決農(nóng)村生活污水無(wú)序排放的問(wèn)題，對(duì)改善農(nóng)村水環(huán)境起著十分重要的作用。但農(nóng)村居民點(diǎn)分散，設(shè)備安裝地點(diǎn)多為農(nóng)村居民的房前院后，設(shè)備分布分散

4、、區(qū)域廣，給設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)、保養(yǎng)維修等工作提出了較大的難題。在此背景條件下，公司率先在分散污水處理領(lǐng)域引進(jìn)無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建成一個(gè)有效的平臺(tái)來(lái)管控設(shè)施的狀況，提高對(duì)設(shè)備的管理效率及服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)管理到主動(dòng)管理、經(jīng)驗(yàn)管理向科學(xué)管理的轉(zhuǎn)變，公司通過(guò)在常熟市建立示范點(diǎn)，通過(guò)示范點(diǎn)效應(yīng)帶動(dòng)系統(tǒng)推廣。（2）項(xiàng)目?jī)?nèi)容遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)rems，是通過(guò)3g無(wú)線網(wǎng)絡(luò)把分散在示范點(diǎn)各地的污水處理設(shè)備有效地整合成一個(gè)可以實(shí)時(shí)管控的虛擬局域網(wǎng)絡(luò)，可以在后臺(tái)數(shù)據(jù)管理中心試試采集設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障信息、故障報(bào)警的信息，及時(shí)地通知維保人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，解決問(wèn)題，并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理、程序升級(jí)、故障排除等功能

5、。該系統(tǒng)是基于cdma、gprs的3g無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，借助安裝在分散污水處理設(shè)備的通訊設(shè)備和后臺(tái)數(shù)據(jù)管理中心，組建了一個(gè)非傳統(tǒng)意義的局域網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)管理。（3）系統(tǒng)方案通訊網(wǎng)絡(luò)的選擇：為了解決數(shù)據(jù)交換的通訊問(wèn)題，對(duì)有線通訊和無(wú)線通訊方式進(jìn)行了多方面的技術(shù)認(rèn)證。采用有線通訊網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性肯定是最終可靠的，但使用成本很高，采用中國(guó)移動(dòng)gprs或者中國(guó)電信的cdma網(wǎng)絡(luò)是成本較低、穩(wěn)定性比較可靠的方式，綜合考慮與評(píng)估后，我們選擇了gprs和cdma網(wǎng)絡(luò)作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換與通訊的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建：分散式污水處理設(shè)施是相當(dāng)分散了，為了組建一下虛擬的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，必須采用

6、當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的“物聯(lián)網(wǎng)”的應(yīng)用來(lái)組建這樣一個(gè)管理平臺(tái)，完成“污水處理設(shè)施和數(shù)據(jù)管理中心”的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交換。如下圖：以這樣的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組建應(yīng)用系統(tǒng)是技術(shù)問(wèn)題解決的重要關(guān)鍵點(diǎn)，后續(xù)必要解決通訊設(shè)備的問(wèn)題。通調(diào)設(shè)備的技術(shù)問(wèn)題：通訊設(shè)備是聯(lián)接分散式污水處理設(shè)施與后臺(tái)數(shù)據(jù)中心的橋梁，是構(gòu)建數(shù)據(jù)通路的重要設(shè)備。根據(jù)中科院專(zhuān)家的建議，陸續(xù)開(kāi)發(fā)出來(lái)了tcmk-cdma、tcmk-grps和tcmk-gprs-xb系統(tǒng)遠(yuǎn)程通訊設(shè)備，適用于不同類(lèi)型的分散式污水處理設(shè)施，完成通訊與數(shù)據(jù)交換鏈路的構(gòu)建，把分散的污水處理設(shè)施與數(shù)據(jù)管理中心集中成了一個(gè)虛擬的局域網(wǎng)絡(luò)，也就是典型的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。雙向控制的管控目標(biāo)：開(kāi)發(fā)

7、“分散式污水處理設(shè)施遠(yuǎn)程監(jiān)管與信息管理系統(tǒng)”之初，把“雙向控制”作為設(shè)計(jì)的目標(biāo)，要達(dá)到“能采集、能控制”的管控目的。（4）工程規(guī)劃和推廣措施遠(yuǎn)程設(shè)備管理系統(tǒng)將作為污水處理設(shè)備的配套管理系統(tǒng)，在解決村鎮(zhèn)居民生活污水的環(huán)境保護(hù)的同時(shí)全面推動(dòng)此系統(tǒng)的安裝，配合對(duì)污水處理系統(tǒng)的管理。我們主要針對(duì)于行政縣一級(jí)的政府來(lái)推廣并安裝村鎮(zhèn)居民生活污水的處理設(shè)備。在中國(guó)，像常熟市政府這樣的縣級(jí)政府有二千多個(gè)，目前我們的污水處理系統(tǒng)在全國(guó)占有較高的市場(chǎng)份額，所以遠(yuǎn)程設(shè)備管理系統(tǒng)將會(huì)得到很好的推廣的應(yīng)用。目前我公司的污水處理設(shè)備市場(chǎng)年增長(zhǎng)率在50%以上，所以遠(yuǎn)程設(shè)備管理系統(tǒng)三年內(nèi)將會(huì)每年50%的增長(zhǎng)，進(jìn)一步帶動(dòng)村鎮(zhèn)分

8、散污水處理設(shè)備信息化管理的進(jìn)程。（5）技術(shù)保障和系統(tǒng)維護(hù)措施項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)技術(shù)實(shí)力強(qiáng)，涉及計(jì)算機(jī)應(yīng)用與維護(hù)等專(zhuān)業(yè)人才，公司也培養(yǎng)了各區(qū)域的系統(tǒng)維護(hù)管理人員，定期巡檢，為系統(tǒng)正常運(yùn)行提供技術(shù)保障。二、實(shí)施后的商業(yè)模式和運(yùn)營(yíng)模式通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化來(lái)實(shí)現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)，逐步樹(shù)立行業(yè)專(zhuān)家的品牌形象。公司始終堅(jiān)持以客戶需求和高品質(zhì)產(chǎn)品為核心，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，產(chǎn)品具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。（1）營(yíng)銷(xiāo)隊(duì)伍的組織在省內(nèi)，銷(xiāo)售團(tuán)隊(duì)直接由公司總部管理；其他省、市設(shè)銷(xiāo)售分部，負(fù)責(zé)當(dāng)?shù)貥I(yè)務(wù)開(kāi)拓和市場(chǎng)深化。建立培訓(xùn)制度、考核管理體系和激勵(lì)機(jī)制，組織良好營(yíng)銷(xiāo)隊(duì)伍。（2）營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè) 區(qū)域示范點(diǎn)建設(shè)市場(chǎng)構(gòu)建以分析區(qū)域需求為突破口，在需求迫切區(qū)域

9、，建設(shè)示范點(diǎn)，利用示范點(diǎn)效應(yīng)產(chǎn)生區(qū)域需求，與該區(qū)簽訂采購(gòu)或工程合同，提供產(chǎn)品和環(huán)保服務(wù)工程化整體解決方案。 政府推動(dòng)政府推動(dòng)是本產(chǎn)品獲取市場(chǎng)重要途徑。政府出臺(tái)信息化管理相關(guān)政策，通過(guò)與政府相關(guān)部門(mén)溝通，并結(jié)合項(xiàng)目產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用的良好反饋情況，擴(kuò)大推廣區(qū)域。項(xiàng)目完成時(shí)，針對(duì)分散生活污水處理設(shè)備遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)能夠成為標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)項(xiàng)目之一。（3）售后服務(wù)公司建立“總部售后服務(wù)部分部維護(hù)部村級(jí)維護(hù)點(diǎn)”三級(jí)售后服務(wù)體系。上級(jí)服務(wù)部門(mén)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整，結(jié)合定期現(xiàn)場(chǎng)巡檢，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。三、項(xiàng)目的示范點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn)及規(guī)?；茝V應(yīng)用情況（1）示范點(diǎn)常熟市污水治理信息與設(shè)施運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)目前與常熟市住建局、中科院生態(tài)研

10、究所共同成立項(xiàng)目示范點(diǎn)，組建了基于sqlserver數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)、jjserver平臺(tái)、applation平臺(tái)于一體的數(shù)據(jù)管理中心與web應(yīng)用平臺(tái)。通過(guò)該平臺(tái)，可對(duì)常熟全市范圍內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的每臺(tái)污水處理設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)有效監(jiān)控管理、設(shè)備管理、運(yùn)營(yíng)維護(hù)；監(jiān)控管理：通過(guò)監(jiān)控管理模式，我們可以查看到全市范圍內(nèi)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)、設(shè)備告警信息內(nèi)容，同時(shí)能通過(guò)設(shè)備歷史告警記錄、狀態(tài)對(duì)每臺(tái)設(shè)備進(jìn)行分析、管理，從數(shù)據(jù)分析問(wèn)題判斷故障原因，提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)性能。常熟污水設(shè)備布局全景圖運(yùn)營(yíng)維護(hù)：通過(guò)運(yùn)營(yíng)維護(hù)可對(duì)車(chē)輛管理、工單管理、水質(zhì)管理、電費(fèi)管理、配件管理、巡檢管理等進(jìn)行綜合分析，可有效對(duì)成本進(jìn)行管控。運(yùn)營(yíng)維護(hù)工單界面設(shè)備管

11、理：通過(guò)設(shè)備管理建立了健全的參數(shù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，按照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相匹配的設(shè)備類(lèi)型進(jìn)行科學(xué)的管控，使得設(shè)備信息數(shù)據(jù)化、信息化、區(qū)域化，規(guī)范了各項(xiàng)文案資料的錄入與整合。設(shè)備管理界面目前，常熟污水設(shè)備監(jiān)管系統(tǒng)已覆蓋常熟全境10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)68個(gè)村莊，結(jié)合了信息化管理，在常熟農(nóng)村分散式污水領(lǐng)域形成了一種新的發(fā)展模式，相信可以有效推動(dòng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)信息化管理的建設(shè)工作。常熟污水監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表（2）創(chuàng)新點(diǎn) 這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，借助于3g無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的即時(shí)通訊，并對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行高效的管理。遠(yuǎn)程設(shè)備管理系統(tǒng)的拓樸圖 遠(yuǎn)程設(shè)備管理系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)充性、開(kāi)放性和兼容性，可以與其它應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，可以根據(jù)客戶的需求

12、采集數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)相匹配的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。 客戶端通訊設(shè)備對(duì)環(huán)境、氣候的要求較低，適應(yīng)不同的環(huán)境工況需求，工業(yè)級(jí)設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)具有軟高的穩(wěn)定性和可靠性，確保在不同工況下都穩(wěn)定、高效地運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的交換。 全面兼容中國(guó)電信的cdma無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、中國(guó)移動(dòng)的gprs無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、中國(guó)聯(lián)通的td-wcdma無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可能實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接和兼容，三家運(yùn)營(yíng)商可以混用。 多種通訊方式可以實(shí)時(shí)查詢(xún)?cè)O(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息，通過(guò)手機(jī)或者能上網(wǎng)的電腦都可以對(duì)信息及時(shí)做出相應(yīng)的處理。 報(bào)表化管理設(shè)備的運(yùn)行信息和故障信息，實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)管理向科學(xué)管理的轉(zhuǎn)變、從被動(dòng)式管理向主動(dòng)式管理的轉(zhuǎn)變，極大地提高了維護(hù)、保養(yǎng)和維修的效率。 對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行

13、統(tǒng)計(jì)、分析，生成相關(guān)的趨勢(shì)圖，給污水處理設(shè)備的運(yùn)行提供決策數(shù)據(jù)。（3）規(guī)?；茝V應(yīng)用情況目前我公司已經(jīng)實(shí)施了村鎮(zhèn)分散污水處理設(shè)備遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)：目前系統(tǒng)運(yùn)行順利，已經(jīng)把安裝于江蘇、上海、福建、云南的污水處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，將有序地實(shí)施和推廣。四、主要社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益及技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)（1）經(jīng)濟(jì)效益目前，項(xiàng)目產(chǎn)品在常熟市、云南滇池完成示范點(diǎn)建設(shè)，進(jìn)入推廣階段，帶動(dòng)效應(yīng)在上述地區(qū)取得明顯成效。根據(jù)市場(chǎng)需求及目前公司的生產(chǎn)能力，我們確定的目標(biāo)市場(chǎng)是，先蘇南后蘇北，先從經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的江、浙、滬及珠江三角洲地區(qū)推廣，后進(jìn)入被納入農(nóng)村環(huán)境連片整治的福建、湖北、湖南、重慶、山東、安徽等示范省，已求得最大收益。

14、投資回收期（年）投資總額（項(xiàng)目實(shí)施3年）預(yù)算1200萬(wàn)元，其中300萬(wàn)元用于常熟市示范點(diǎn)建設(shè)，750萬(wàn)元用于已銷(xiāo)售安裝產(chǎn)品的遠(yuǎn)程監(jiān)控，150萬(wàn)元用于企業(yè)內(nèi)信息化研發(fā)投入，由于產(chǎn)品特殊性，隨銷(xiāo)售的同時(shí)已取得收益，所以，具體項(xiàng)目投資回收期較短，將會(huì)在一年內(nèi)收回。 預(yù)計(jì)年產(chǎn)量，品種、產(chǎn)值、利稅2013年，預(yù)計(jì)產(chǎn)量17000套，產(chǎn)值2550萬(wàn)元，利稅638萬(wàn)元。2014年，預(yù)計(jì)產(chǎn)量22000套，產(chǎn)值3300萬(wàn)元，利稅829萬(wàn)元。2015年，預(yù)計(jì)產(chǎn)量30000套，產(chǎn)值4500萬(wàn)元，利稅1122萬(wàn)元。（2）社會(huì)、環(huán)境效益隨著本項(xiàng)目產(chǎn)品的不斷推廣，將極大的改變我國(guó)分散污水處理設(shè)備長(zhǎng)期以來(lái)依靠人工運(yùn)營(yíng)，效率低下，信息反饋不及時(shí)，分散設(shè)備運(yùn)營(yíng)維護(hù)難控制的局面。本項(xiàng)目從技術(shù)性能、結(jié)構(gòu)參數(shù)、穩(wěn)定運(yùn)行、節(jié)省人工、節(jié)約能耗、經(jīng)濟(jì)適用、易于產(chǎn)業(yè)化等方面綜合考量，產(chǎn)品推廣，將實(shí)現(xiàn)分散污水處理設(shè)備的運(yùn)營(yíng)管理現(xiàn)代化、無(wú)人化，對(duì)促進(jìn)環(huán)保裝備產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)具有十分重要意義?？偨Y(jié)由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展日新月異，新技