智慧水務運營解決方案

11理廠污水處制水廠1客戶管理排水管網(wǎng)排水戶2對水務行業(yè)信息化的認識與理解理廠污水處制水廠1客戶管理排水管網(wǎng)排水戶2供水管供水管網(wǎng)泵站33智慧水務：充分利用新一代信息技術(shù)，深入挖掘和廣泛運用水務信息資源，通過水務信息的采集、傳輸、存儲、處理服務，全面提升水務管理的效率和效益，實現(xiàn)更全面的感知，更主動的服務，更科學的決策，更主動的控制，更及時的應對——王浩院士映射水循環(huán)機理城市水量平衡現(xiàn)實中的智慧水務監(jiān)測運行分析決策指揮調(diào)度44物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：通過物聯(lián)傳感被備及其運行態(tài)勢，從而為城市水資源/水環(huán)境或水安全調(diào)度等提供支撐物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：通過物聯(lián)傳感被備及其運行態(tài)勢，從而為城市水資源/水環(huán)境或水安全調(diào)度等提供支撐數(shù)據(jù)技術(shù)：對城市/水司積累的海心，并通過數(shù)據(jù)挖掘/多維分析/機器學習等技術(shù)手段，挖掘水務大數(shù)據(jù)的價值，為城市水務管理提供支撐55感知——>分析——維護優(yōu)化感知——>分析——維護優(yōu)化、河道管理、水環(huán)境治理、防洪排澇、節(jié)水用水。將智慧水務作為一種新的運營模66總結(jié)規(guī)律智慧水務蒂地重點：以采集監(jiān)測為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)應用數(shù)據(jù)采集(性質(zhì)、空間數(shù)據(jù)融合數(shù)據(jù)預處理數(shù)據(jù)存儲業(yè)務邏輯層用戶注冊支付處理數(shù)據(jù)驗證錯誤處理日志記錄人機交互界面數(shù)據(jù)分析?DDS:高可靠及實時——泵站機組的控制?AQMP：互操作性——智能水表遠傳?MQTT：低帶寬——管網(wǎng)設(shè)施/監(jiān)測設(shè)備的巡檢維護?RestFU/HTTP:松耦合服務調(diào)用一—互聯(lián)網(wǎng)公眾信息服務?XMPP：即時通信一—遠程設(shè)備監(jiān)控77數(shù)據(jù)◆少量維度的報表性應用集成數(shù)據(jù)實時數(shù)據(jù)量較管網(wǎng)維護設(shè)備健康度分析水質(zhì)差◆其實并不關(guān)注數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)訪問適配器、元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)模型和ETL數(shù)據(jù)◆少量維度的報表性應用集成數(shù)據(jù)實時數(shù)據(jù)量較管網(wǎng)維護設(shè)備健康度分析水質(zhì)差◆其實并不關(guān)注數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)訪問適配器、元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)模型和ETL◆統(tǒng)一的全局數(shù)據(jù)模型訪反映歷史變化◆對進入的數(shù)據(jù)做快速處決策支持數(shù)據(jù)集市◆邏輯視圖+南北向，南問異構(gòu)數(shù)據(jù)庫、遺留系統(tǒng)及web資源時間則序重列重，面向機主器題學，習算法數(shù)據(jù)集成中間件北向水務數(shù)據(jù)中心共享交換數(shù)據(jù)水務數(shù)據(jù)中心◆88系統(tǒng)現(xiàn)狀面廣線長調(diào)蓄有限點狀樞紐系統(tǒng)現(xiàn)狀面廣線長調(diào)蓄有限點狀樞紐收集雨水——調(diào)蓄傳遞—→排出漬水提高排水標準—降低水位——增大排澇流量排水管口高程城市防排訊水能力排水管口高程城市防排訊水能力小系統(tǒng)范圍較小較小短歷時大系統(tǒng)范圍較大較大端99?基于監(jiān)測實時數(shù)據(jù)(局部離散數(shù)據(jù)匯聚)及仿真模型的調(diào)提取→水質(zhì)變化規(guī)律河流.基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)+廣域VPN網(wǎng)絡的傳輸管理.物聯(lián)網(wǎng)多協(xié)議支持.時鐘同步和時間解耦.實時數(shù)據(jù)流計算(復雜事件處理).物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)冗余.監(jiān)測采集數(shù)據(jù)時空分析.遙感影像智能識別反演.水動力仿真計算智慧水務是以業(yè)務應用為核心的運營模式水資源監(jiān)測保護流域水資源配置管理城市供排水運營漏損與產(chǎn)銷差工藝過程控制廠站網(wǎng)河聯(lián)合調(diào)度黑臭水體、海綿城市流域水環(huán)境治理應用應用管理、管理、制度、經(jīng)驗、規(guī)則、知識監(jiān)測監(jiān)測分析調(diào)度處置統(tǒng)計規(guī)律物聯(lián)感知傳輸數(shù)據(jù)治理大數(shù)據(jù)分析云計算及原生應用仿真計算時空云及遙感人工智能SOA軟件定義智慧水務：應用持續(xù)集成SOAMDA組件/模塊/框架策，自動化地產(chǎn)生處置策略，并通過智慧水務平臺快速分發(fā)到具有控制能力/邊緣計算能力的設(shè)施對象擴展與集成編排實現(xiàn)智慧水務運營從監(jiān)測到、調(diào)度、控制的協(xié)同、冗2、水體狀態(tài)分析應用評估出點位重要性及屬性，結(jié)將上述多維度的信息和訪問記錄還原成可理解的水質(zhì)數(shù)據(jù)和站服務發(fā)現(xiàn)那么持續(xù)集成架構(gòu)就是Android系統(tǒng)軟件資產(chǎn)EtcdZookeeper…營收系統(tǒng)RestMiddlePipeMiddleBoxPortal集成微服務KafkaRedisProtocolBuffersAutoThrift…消息中心…BPMCEBPSMSSNSMailRest……監(jiān)控與通知…數(shù)據(jù)微服務LogstashElasticsearch服務發(fā)現(xiàn)那么持續(xù)集成架構(gòu)就是Android系統(tǒng)軟件資產(chǎn)EtcdZookeeper…營收系統(tǒng)RestMiddlePipeMiddleBoxPortal集成微服務KafkaRedisProtocolBuffersAutoThrift…消息中心…BPMCEBPSMSSNSMailRest……監(jiān)控與通知…數(shù)據(jù)微服務LogstashElasticsearchcAdvisorInfluxDBStormISMG服務路由MongoDBHadoopOracle/DB2…如果說現(xiàn)在的水務信息化平臺是功能機MOFMOFSchemospy…可以在很多智能手機上安裝、升級時還能安裝更多更強大的手機APPReactReactNativeMQTT…ReactReduxImmutable…RFIDNB-IOT…HTTPHTTPSMQTTAMQ物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備Gatewayweb應用移動應用訪問認證安全策略同SSLSSLVPCMDMCEP…LDAPLDAPOAuthKeystone…DockerOpenstackJemkinsNexusGitDockerOpenstackJemkinsNexusGitlabBambooJumitKarmaSelemium…KubernetesRepositoryHudsonHudson測試自動化…部署自動化平臺自動化部署自動化平臺自動化軟件定義智慧水務：持續(xù)集成平臺技術(shù)路線控制技術(shù)控制技術(shù)預測技術(shù)Arima時序模型+遙感數(shù)Arima時序模型+遙感數(shù)據(jù)智能應用+空間分析數(shù)據(jù)清洗；基于ECA的數(shù)據(jù)融合平臺診斷+調(diào)度技術(shù):基于BP診斷+調(diào)度技術(shù):基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡+WNN的CEP平臺仿真技術(shù)模型數(shù)據(jù)與GIS的耦合模型平臺與應用接口的耦合監(jiān)測體系軟測量技術(shù)軟件自動化2012201320142015201620172018-API云服務API云服務serviceAPIWeb端用戶管理策略設(shè)備認證Web端用戶管理策略設(shè)備認證服務路由應用APPS移動端用戶移動端用戶?監(jiān)測數(shù)據(jù)預處理及存檔?水質(zhì)/流量/液位分析?水體狀態(tài)/空間/設(shè)施關(guān)聯(lián)?數(shù)據(jù)實時計算/展示設(shè)備影子物聯(lián)網(wǎng)中間件Telemetry大數(shù)據(jù)后臺Command水體監(jiān)測自動化服務規(guī)則引擎消息通信提交提交事件條件評估評估結(jié)果觸發(fā)對應的操作監(jiān)測規(guī)則匹配提交對應的結(jié)果一致性檢測與處理終止性分析提交提交事件條件評估評估結(jié)果觸發(fā)對應的操作監(jiān)測規(guī)則匹配提交對應的結(jié)果一致性檢測與處理終止性分析不符合條件符合條件規(guī)則庫更新操作更新操作若重新觸發(fā)事件水水調(diào)入水量水處理調(diào)入水量系統(tǒng)統(tǒng)耗水量統(tǒng)耗水量循環(huán)水量循環(huán)回用統(tǒng)處理量統(tǒng)排水量蒸散發(fā)量統(tǒng)處理量統(tǒng)排水量原水水量供水系統(tǒng)原水水量排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)達標直排排水量供水系統(tǒng)水源開發(fā)水量水處理達標達標直排排水量供水系統(tǒng)水源開發(fā)水量水處理達標排水量排水系統(tǒng)城區(qū)匯入水量城區(qū)匯出水量城區(qū)匯入水量? 管網(wǎng)/最不利點壓力實時監(jiān)測分析測壓點/泵站負荷估算及過載預警管網(wǎng)/設(shè)備損耗計算與分析短期需水量預測客戶關(guān)注熱點分析/客戶滿意度分析(Hadoop(Hadoop)大數(shù)大數(shù)指揮調(diào)度規(guī)則管理Kmodule告警事件發(fā)送tWorkingMemoryCEP引擎普通事件發(fā)送接收規(guī)則DRL規(guī)則數(shù)據(jù)庫規(guī)則包規(guī)則庫事中告警分析應用實時數(shù)據(jù)/中間集數(shù)據(jù)/預處理數(shù)據(jù)流計算集群事中告警分析接入層事后處置應用事后處置應用基準數(shù)據(jù)/中間集數(shù)據(jù)/預處理數(shù)據(jù)特征提取調(diào)度指令規(guī)則管理Kmodule告警事件發(fā)送tWorkingMemoryCEP引擎普通事件發(fā)送接收規(guī)則DRL規(guī)則數(shù)據(jù)庫規(guī)則包規(guī)則庫事中告警分析應用實時數(shù)據(jù)/中間集數(shù)據(jù)/預處理數(shù)據(jù)流計算集群事中告警分析接入層事后處置應用事后處置應用基準數(shù)據(jù)/中間集數(shù)據(jù)/預處理數(shù)據(jù)特征提取調(diào)度指令消息隊列CEP規(guī)則計算引擎仿真模型大數(shù)據(jù)分析事前預警分析接入層?上游管網(wǎng)節(jié)點流量低，下游管網(wǎng)節(jié)點流量大?河道斷面相距幾百米但PH值相差過大?特定天氣內(nèi)河還沒有到最高水位，但管網(wǎng)排口水位超高?泵組方案未變，但A小區(qū)的供水進口沒有流量于tensorfow的深度學習模型及精度驗證面積水體等信息提取及矢量及矢量邊界負偏差面積邊界偏差總面積基邊界正偏差面積面積3.02%水體像元數(shù)水體斑塊個數(shù)提取水體面積精度=1-水體提取長度水體真值長度水體真值長度95.76%提取水體斑塊精度=1-水體提取斑塊個數(shù)水體真值斑塊個數(shù)水體提取結(jié)果大于真值部分的面積88.80124真值水體總面積=識別正確的像元個數(shù)深度學習方法水體智能提取結(jié)果預處理與質(zhì)量改善真值評價指標多源遙感影像位置影像數(shù)據(jù)水體提取面積水體真值面積水體真值面積98.55%=1-提取水體長度精度整體精度水體真值斑塊個數(shù)負偏差于tensorfow的深度學習模型及精度驗證面積水體等信息提取及矢量及矢量邊界負偏差面積邊界偏差總面積基邊界正偏差面積面積3.02%水體像元數(shù)水體斑塊個數(shù)提取水體面積精度=1-水體提取長度水體真值長度水體真值長度95.76%提取水體斑塊精度=1-水體提取斑塊個數(shù)水體真值斑塊個數(shù)水體提取結(jié)果大于真值部分的面積88.80124真值水體總面積=識別正確的像元個數(shù)深度學習方法水體智能提取結(jié)果預處理與質(zhì)量改善真值評價指標多源遙感影像位置影像數(shù)據(jù)水體提取面積水體真值面積水體真值面積98.55%=1-提取水體長度精度整體精度水體真值斑塊個數(shù)負偏差面積(km2)60.29715 邊界偏差總面積(km2)水體提取結(jié)果正偏差與負偏差之和149.09839整體對比圖邊界偏差總面積邊界偏差面積比邊界偏差精度4.45%真值水體總面積邊界正偏差水體面積比邊界正、總偏差面積比大型湖泊區(qū)域邊界負偏差水體面積比邊界負、總偏差面積比40.44%96.89%像元精度影像像元總個數(shù)大型湖泊區(qū)域左：測試影像；中：水體真值；右：深度學習水體提取結(jié)果113。33′3.081″E31。0′55.974″N114。41′38.997″E29。58′8.81″N邊界負偏差真值水體總邊界正偏差面積邊界偏差總面積=水體提取結(jié)果小于真值部分的面積6%88.24%=預測值水體與真值水體交集預測值水體與真值水體并集X衛(wèi)星X衛(wèi)星X衛(wèi)星899768949202影像傳感器Landsat8899768949202影像傳感器Landsat8OLI影像分辨率影像總面積12771.26km2影像總像元數(shù)7534*7534=56761156結(jié)果統(tǒng)計結(jié)果統(tǒng)計2025199620252443024430計算方法指標名稱計算方法81.29%81.29%斑塊漏檢個數(shù)斑塊漏檢個數(shù)水體真值斑塊總個數(shù)斑塊漏檢率0%7.47%7.47%地表水源地下水?地下水超采程度