城市智慧水務系統(tǒng)工程施工技術方案

-555-智慧水務系統(tǒng)工程施工技術方案工程簡介信息化現(xiàn)狀目前，市水務局信息化系統(tǒng)仍在規(guī)劃階段，沒有統(tǒng)一的信息管理系統(tǒng)。市領導對水務行業(yè)信息化非常重視，要求其下各局、科室積極配合，在兩年內完成各系統(tǒng)的設計設施工作。對于流域水系的監(jiān)控與管理，相關部門已經進行了一定的信息化建設，但是各部門只是針對其自身業(yè)務特點及需求進行了相關數(shù)據(jù)信息的收集匯總，無法實現(xiàn)對流域水環(huán)境的綜合分析。另一方面，收集的數(shù)據(jù)由于其缺乏實時性，因此往往數(shù)據(jù)缺乏時效性、鮮活性，無法實時掌握水環(huán)境的當前狀態(tài)，在制定發(fā)展規(guī)劃及做出科學決策時就缺乏準確性，水環(huán)境的精細化管理和資源優(yōu)化配置就無法得以實現(xiàn)。同時，防洪防汛、水質污染等突發(fā)性事件無法做到事前預警、靠前指揮的應急處置、調度功能，無法實現(xiàn)對突發(fā)事件的及時響應，準確處置。已經實施的信息化系統(tǒng)有兩個，分別是“市山洪災害監(jiān)視預警系統(tǒng)”和“市地下水資源實施監(jiān)控與管理系統(tǒng)”?！笆猩胶闉暮ΡO(jiān)視預警系統(tǒng)”實施單位是內蒙自治區(qū)水利廳，計劃月底前移交給水務局下屬二級單位“市防汛抗旱調度信息中心”維護使用。“市地下水資源實施監(jiān)控與管理系統(tǒng)”使用和維護單位是水務局下屬二級單位“水資源管理處”。（1）市山洪災害監(jiān)視預警系統(tǒng)“市山洪災害監(jiān)視預警系統(tǒng)”是市針對城市和山區(qū)洪水問題研發(fā)的監(jiān)測系統(tǒng)。由水利廳委托北京慧圖科技有限公司研發(fā)，在水利廳專線內部使用，不允許物理接入，在使用時，需打開連接專線的電腦使用。系統(tǒng)功能包括“預警信息”，“雨情信息”，“水庫水情”，“河道水情”，“殤情信息”，“網絡監(jiān)測”。因為當前不是雨季，系統(tǒng)中無水情，殤情，雨情等信息數(shù)據(jù)。此系統(tǒng)會在2020年12月底移交給水務局二級單位“市防汛抗旱調度信息中心”使用。（2）市地下水資源實施監(jiān)控與管理系統(tǒng)“市地下水資源實施監(jiān)控與管理系統(tǒng)”功能是監(jiān)測市地下水水位和水量，并計算累計取水量，以便于對用水單位收費。該系統(tǒng)目前有三個版本，第一、二期由北京“恒宇偉業(yè)”開發(fā)，共監(jiān)測69個水量監(jiān)測點，45個水位監(jiān)測點。第三期由“北京大恒軟件技術有限公司”開發(fā)，共56個監(jiān)測點。第三期由“重慶市偉岸測器制造有限公司”開發(fā)，具體實施點位數(shù)量和類別不清楚。第三期項目服務器在自治區(qū)水利廳，給水務局預留了訪問接口。智慧水務平臺的建設一方面可以提高對流域水系水環(huán)境監(jiān)控的全面性、實時性，為重大事件預警、科學輔助決策提供支持；另一方面又可實現(xiàn)水環(huán)境監(jiān)控信息對其他政府相關部門的開放，實現(xiàn)跨部門、跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源共享利用，為水務局，水務集團，環(huán)保局，住建局等部門制定相關發(fā)展規(guī)劃、加強行政管理、開展公共服務提供服務和支持。因此本項目的建設具有重大的應用前景和社會效益，而在整合資源、集約共享等方面也將產生一定的經濟效益。建設背景在“十二五”期間，著力完善了以民生水利工程體系、防洪抗旱減災體系、水資源開發(fā)利用工程體系、水土保持與水生態(tài)修復體系、水務綜合管理體系為核心“五大體系”的建設，全面實現(xiàn)了以應急管理能力、水利基礎設施抗御自然災害能力、為民服務能力、糧食安全保障能力、水資源支撐經濟社會發(fā)展的保障能力、依法行政和依法治水管理能力、行業(yè)發(fā)展能力、科學發(fā)展能力為核心“八大能力”的提升，提高水利的社會管理和公共服務能力，創(chuàng)新思維，搶抓機遇，狠抓落實，力解決了經濟社會發(fā)展中突出的“水難題”，構建“大水務”格局，為全市經濟社會平穩(wěn)較快發(fā)展提供了強勁的動力。在“十二五”水利規(guī)劃中，已投資384518.63萬元，主要包括河道治理工程、水庫樞紐工程、農村安全飲水工程、農田水利工程、重點水源工程、水土保持工程等傳統(tǒng)水利工程建設。建設目標市智慧水務平臺建設目標如下：（1）構建基于大數(shù)據(jù)的全流域智能監(jiān)測體系；（2）提供河流應急預警分析和防洪抗旱決策分析支持；（3）制定河道長效管理的運營機制和考核機制；（4）實現(xiàn)水安全智能保障，提高水資源調控能力；（5）支撐日常和應急狀態(tài)下的防洪排澇、水環(huán)境管理業(yè)務工作。具體任務包含但不限于以下內容：（1）搭建“一個大數(shù)據(jù)平臺”通過一個大數(shù)據(jù)平臺的建設，實現(xiàn)全業(yè)務數(shù)據(jù)存儲、加工、展現(xiàn)、分析、管理與發(fā)布；（2）構建“四大監(jiān)控體系”通過水資源監(jiān)控體系、水環(huán)境監(jiān)控體系、防洪排澇監(jiān)控體系、水利工程監(jiān)控體系建設，實現(xiàn)流域內全系統(tǒng)各方位的監(jiān)測與管控；（3）開發(fā)“六大業(yè)務應用體系”通過水資源調配體系，防汛抗旱體系，城鄉(xiāng)供水保障體系，水生態(tài)環(huán)境體系，農田灌溉體系和水管理體系六大系統(tǒng)開發(fā)，實現(xiàn)全業(yè)務應用與全周期管理。建設原則（1）總體規(guī)劃，分步實施為推進合理調度和資源分配，調度管理中心的建設必須貫徹總體規(guī)劃、統(tǒng)籌考慮與突出重點、分步實施相結合的原則。從業(yè)主要求和實際需求出發(fā)，制定出具有系統(tǒng)性、實用性、可操作性的調度方案。在應急事件發(fā)生后，在整體布局指導下，考慮業(yè)務的輕重緩急和資金技術條件，選擇合理的調度方式和調度策略。（2）需求牽引，面向應用調度管理平臺建設堅持以需求為導向的原則，針對管理特點，服務于管理業(yè)務。要立足管理職責，特別是緊緊圍繞水環(huán)境綜合治理開發(fā)利用的主要環(huán)節(jié)展開，以適應水環(huán)境改善的要求。（3）實用為主，兼顧先進系統(tǒng)建設以解決當前工作需要為切入點，堅持以實用、安全、注重實效為前提，在實施過程中，配用先進、可靠、適合管理特點的信息技術，限于條件不能采用的要留有升級接口，使其具有較長的生命周期，保證系統(tǒng)的開放性和兼容性，為系統(tǒng)技術更新、功能升級留有余地。同時，又要體現(xiàn)信息系統(tǒng)的開放性、兼容性、可擴展性和可操作性。由于信息技術發(fā)展日新月異，在信息化建設時，選取的硬件、軟件具有適度的前瞻性。（4）標準統(tǒng)一，結合實際標準化是系統(tǒng)建設的關鍵因素之一，是數(shù)據(jù)共享、系統(tǒng)推廣、功能擴展的需要。系統(tǒng)建設中，有國家標準或行業(yè)標準的必須采用國家標準或行業(yè)標準，信息分類編碼、網絡通信協(xié)議和數(shù)據(jù)接口等技術標準，須嚴格執(zhí)行國家標準或行業(yè)標準。系統(tǒng)設計與建設要強調標準化、規(guī)范化，做到界面清晰，接口標準統(tǒng)一，連接暢通，使系統(tǒng)既有完整性，又有靈活性，以利于調整和擴展，保證系統(tǒng)的開放性和兼容性。（5）高效可靠，系統(tǒng)安全系統(tǒng)的軟硬件配置要協(xié)調和相互匹配，避免資源的浪費，提高系統(tǒng)整體性能。信息采集軟件的采集參數(shù)、采集頻率、采集精度必須滿足相關業(yè)務要求。同時，要注意系統(tǒng)的安全，包括設備安全、信息安全等。（6）整合資源，避免重復建設系統(tǒng)建設要充分利用已有資源和相關行業(yè)信息資源，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，資源共享。避免重復建設，統(tǒng)籌考慮，結合現(xiàn)狀整合監(jiān)測體系。主要建設內容建設流程市智慧水務平臺是一個非常復雜的動態(tài)系統(tǒng)。為實現(xiàn)目標，需要開展如下幾方面的工作：（1）前期調研調用中要進行水文、水質、排污及污水廠監(jiān)控、氣象、水利調度（閘站運行）、污水廠運行等信息的接收、收集與處理，也要進行水環(huán)境情況以及生活、工業(yè)、農業(yè)等經濟社會發(fā)展信息的收集處理。（2）評估現(xiàn)有狀況對目前水環(huán)境信息化系統(tǒng)開發(fā)利用狀況進行分析和評價，并依據(jù)現(xiàn)有實際情況確定實際開發(fā)方案。（3）制定方案制訂水環(huán)境信息化系統(tǒng)調度和管理方案，并分析其實施進度和實施效果，確定具體實施方案。（4）動態(tài)調整在實施過程中，通過決策會商等確定實施方案并進行水環(huán)境調度組織管理等多項工作，在決策分析中可以用行之有效的模型、方法對確定性和不確定性問題進行求解，也可以根據(jù)協(xié)議、規(guī)則、規(guī)定和水環(huán)境調度專家的經驗，解決半結構化和非結構化的問題。由于水環(huán)境條件和社會經濟發(fā)展條件的復雜性，還要能按決策者的意圖，靈活、智能地制訂出各種可行方案，使決策者能有效地應用經驗減少風險，篩選滿意方案組織實施，充分發(fā)揮有限水環(huán)境的使用效益，盡可能減少水環(huán)境傳輸過程的損失及污水的超標排放等，使對生態(tài)環(huán)境的不利影響達到最小，實現(xiàn)水環(huán)境可持續(xù)利用?？傮w架構根據(jù)市十三五水務發(fā)展規(guī)劃要求，建立市智慧水務平臺，推進水務信息全方位、多層次、協(xié)同發(fā)展。通過先進的物聯(lián)網技術、通信技術、傳感技術、“3S”技術、專業(yè)模型、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)等現(xiàn)代化的信息技術，集“多源數(shù)據(jù)采集與信息存儲、大數(shù)據(jù)融合與知識發(fā)現(xiàn)、智能輔助決策與應急處置”為一體，為水務管理部門打造“高效感知、互聯(lián)互通、資源共享、業(yè)務協(xié)同、數(shù)字仿真、智能應用”的一體化的可視化智能管理系統(tǒng)平臺。圖6.17-1智慧水務平臺總體框架圖（1）監(jiān)控體系：分為水資源監(jiān)控體系，水環(huán)境監(jiān)控體系、防洪排澇監(jiān)控體系和水利工程監(jiān)控體系，實現(xiàn)包括重要河道水文、河道水位、河道水質、氣象、大氣、噪聲、GPS監(jiān)測以及閘泵站監(jiān)控、污水處理廠監(jiān)控、污水處理站監(jiān)控、提升泵站監(jiān)控、工程視頻監(jiān)控等。通過立體化的監(jiān)控體系實現(xiàn)天空地的全方位，多角度監(jiān)視監(jiān)測，為業(yè)務的應用、信息化水平的提高打下扎實的基礎，是智慧水務建設最重要的環(huán)節(jié)。（2）大數(shù)據(jù)平臺：按照水利部水利大數(shù)據(jù)平臺建設的基本技術要求，形成可靠、完整的數(shù)據(jù)更新維護機制，具備嚴格的數(shù)據(jù)標準體系和完善的管理體系。匯集基礎性、全局性、專業(yè)性的水務數(shù)據(jù)資源，建成集接收處理、存儲管理、共享交換、應用服務于一體的大數(shù)據(jù)平臺，形成以基礎水務大數(shù)據(jù)平臺為核心的集中服務窗口，為業(yè)務系統(tǒng)信息應用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源和應用服務平臺。（3）綜合業(yè)務應用：通過水資源調配體系，防汛抗旱體系，城鄉(xiāng)供水保障體系，水生態(tài)環(huán)境體系，農田灌溉體系和水管理體系及門戶網站建設，形成一個智慧化的水務信息化服務中心，為水資源、水生態(tài)科學持續(xù)利用提供技術支持；形成一個面向公眾的服務支持體系，為水政務、民生水務、水文化宣傳提供服務；形成一套協(xié)同管理工作機制和建設管理標準，為水務管理提供指導；形成一個水資源管理制度試點的示范基地，為水資源管理制度提供實踐經驗，最終達到資源共享協(xié)作、業(yè)務綜合管理、信息統(tǒng)一綜合展示、監(jiān)測全能服務及應急聯(lián)動響應的智慧化水務管理能力?；谝陨媳O(jiān)控體系和數(shù)據(jù)平臺，通過各項業(yè)務系統(tǒng)，以瀏覽器，手機應用，微信等多種途徑提供訪問，為用戶提供一個集成、高效、簡潔的門戶系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)智慧水務平臺監(jiān)控體系建設充分利用物聯(lián)網、衛(wèi)星遙感、雷達遙測、視頻監(jiān)控、全球定位與信息感知等新技術、新方法，形成對重點監(jiān)測區(qū)域的水安全、水資源、水生態(tài)、水環(huán)境的立體監(jiān)測網絡，建設成布局合理、結構完備、功能齊全、高度共享的空天地一體化水務基礎信息采集與傳輸系統(tǒng)，全面提高管理部門的防洪排澇及水生態(tài)水環(huán)境的監(jiān)控和調配能力。監(jiān)控體系的應用目的首先是為各類系統(tǒng)提供系統(tǒng)運行必備的基礎數(shù)據(jù)，其次通過信息處理與智慧應用來控制各類監(jiān)控目標的運行與狀態(tài)切換。主要建設內容包括水資源監(jiān)控體系、水環(huán)境監(jiān)控體系、防洪抗旱監(jiān)控體系和水利工程監(jiān)控體系四類。其中，供水監(jiān)測和地下水監(jiān)測將主要依托現(xiàn)有系統(tǒng)，采區(qū)數(shù)據(jù)集成的方式，防洪抗旱監(jiān)測將采用部分集成現(xiàn)有數(shù)據(jù)，部分新建監(jiān)測點的方式。圖6.17-2監(jiān)測系統(tǒng)整體結構圖（1）水資源監(jiān)控體系1）水資源監(jiān)測在水資源監(jiān)測中，系統(tǒng)將統(tǒng)一管理地下水，污水廠，河道，泵站，凈化水廠的進出水水量和供水水量，自動計算水資源供需平衡信息，并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，對未來的水資源變化趨勢給出預測。系統(tǒng)將以水管理和自動計算權屬管理為核心，輔助建立監(jiān)督到位、管理到位、服務到位、關系協(xié)調、運行有效的水資源統(tǒng)一管理體制。建立地表水、地下水、再生水，農村與城市、工農業(yè)與生活用水以及廢棄排放的聯(lián)合調度、合理配置、優(yōu)水優(yōu)用、計劃使用、節(jié)約使用的水量水質一體化的監(jiān)督管理體制。加強水資源總量控制、統(tǒng)計監(jiān)管和開發(fā)、評價制度和監(jiān)督管理；加強以行政區(qū)域為單元的地下水監(jiān)測、評價，可采總量控制管理。在水資源監(jiān)測體系中，將圍繞水廠，河道交匯處，泵站、管道等輸水關鍵位置建立水量和水位監(jiān)測點，用以采集實時數(shù)據(jù)，設備以水位儀和流量計為主，屆時將依據(jù)水資源監(jiān)測體系所獲取的數(shù)據(jù)，形成市水資源平衡一張圖，動態(tài)反饋市水資源動態(tài)平衡信息，對水資源調度分配提供科學有效的管理手段。2）供水監(jiān)測：在供水監(jiān)測中，系統(tǒng)將建立實時監(jiān)控應急保障體系，在城市的供水體系中，針對供水管網和供水水質，包括直飲水水質進行實時監(jiān)測。及時發(fā)現(xiàn)問題，隨時調整生產運行方式，保證供水系統(tǒng)運行安全。在供水管網監(jiān)測中，重點監(jiān)測末梢服務壓力不低于0.14Mpa，保障供水水壓滿足多層建筑直接供水。對于直飲水和農村供水，著重保證供水水質達標。并基于完善的供水監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立起水日常安全保障與突發(fā)事件應急體系，針對重大事故工況編制專項供水應急預案，發(fā)生緊急事件時，及時啟動統(tǒng)一調度干預機制，保障城區(qū)用水需求。目前，市水務集團已有一套供水調度系統(tǒng)，并實現(xiàn)部分撿漏功能。在新的智慧水務供水監(jiān)測體系中，將考慮首選集成這部分數(shù)據(jù)的方式進行研發(fā)。另外，系統(tǒng)將對4處水源地的水位及水質進行實時監(jiān)測，以保障供水安全。3）地下水監(jiān)測：地下水監(jiān)測的目地是控制市地下水開采量，保護地下水資源。在系統(tǒng)實現(xiàn)方式中，為避免重復開發(fā)，系統(tǒng)將集成現(xiàn)有地下水監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)。（2）水環(huán)境監(jiān)控體系：水環(huán)境監(jiān)測體系以實現(xiàn)水質、大氣、噪聲在線監(jiān)測為目的，監(jiān)測地點包括重點河道、污水處理廠及重點片區(qū)。1）斷面水質監(jiān)測斷面水質監(jiān)測包含三個類別，（一）市轄區(qū)內昭君墳、畫匠營子、三艮才入黃口、二道沙河黃口、四道沙河入黃口、東河入黃口和磴口7個國控斷面；（二）河道閘壩位置水質情況，共23處；（三）小白河生態(tài)濕地、南海湖生態(tài)濕地和白銀湖生態(tài)濕地3個濕地；（四）水源地4處；（五）水庫大壩位置2處。監(jiān)測的內容包括國管七項和常規(guī)五項。水質采樣自動監(jiān)測和人工巡檢的方式。水質自動監(jiān)測系統(tǒng)主要包括采水單元、配水及預處理單元、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)及輔助設施等五部分內容。水樣采集及預處理實現(xiàn)水樣除砂、過濾及供給，防止自動監(jiān)測設備管路阻塞，保障及保護自動監(jiān)測單元正常運行；控制系統(tǒng)主要設備設置于設備間，實現(xiàn)整個監(jiān)測系統(tǒng)的自動運行；數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)設置于設備間，確保自動監(jiān)測設備正常運行，并負責數(shù)據(jù)的傳輸、處理，將數(shù)字信號轉化為電信號傳輸至管控中心；輔助設施包括站房建設及相關配套設施。人工巡檢通過現(xiàn)場采樣，送交至實驗室化驗，并將化驗結果填報至數(shù)據(jù)中心。2）污水廠站監(jiān)測本系統(tǒng)中需對南郊污水處理廠，萬水泉污水處理廠，東河東污水處理廠，北郊污水處理廠，西郊污水處理廠，九原污水處理廠，東河西污水處理廠七座污水廠和昆都侖河、四道沙河、二道沙河和東河四座分散式污水處理站的與進水與出水進行監(jiān)測，進水監(jiān)測指標主要包括水位、流量、COD、PH值；出水監(jiān)測指標主要包括流量、COD、PH值、氨氮、總氮、總磷。其中南郊廠，東河東廠，萬水泉廠，九原廠，西郊廠和北郊廠兼顧凈化水功能，需監(jiān)控CODcr，BOD5，SS，TN，NH4+-N，TP六項指標。項目中還將建立四座分散式污水處理站，分別是昆河西污水處理站，四道沙河污水處理站，二道沙河污水處理站和東河污水處理站，對這四個污水處理中的進出水水質和水量也需要實時監(jiān)測。3）排水監(jiān)測市污水管網為1360.5km（含改造新建340.5km），管道類別包括分流制和合流制兩類，共48個河道排口。計劃在管網關鍵節(jié)點以及使用排口共33處安裝監(jiān)測設備，對管網流量，液位和水質情況進行監(jiān)測。結合降雨監(jiān)測數(shù)據(jù)，掌握地下污水管網運行情況，輔助制定管網巡檢方案，提升管網運行，促進排水，消除城區(qū)易澇區(qū)域，杜絕污水直接入河。4）易澇點監(jiān)測目前，經確定嚴重積水路段13處，中度積水路段25處，輕度積水路段30處，共68處，在這些易澇區(qū)域，特別是嚴重積水路段和中度積水路段，安裝水位計用于積水檢測，通過監(jiān)測降雨區(qū)域的積水情況和降雨信息，可實時監(jiān)測城區(qū)各低洼路段的積水水位并實現(xiàn)自動預警。管理部門借助該系統(tǒng)可整體把握整個城區(qū)內澇狀況，根據(jù)應急預案進行應急處置，及時進行排水調度；依據(jù)相關模型計算，對積水情況進一步預測，避免情況惡化；并借助廣播、電視等媒體為廣大群眾提供出行指南，避免人員、車輛誤入深水路段造成重大損失。氣象監(jiān)測計劃在運管中心設置一套氣象自動監(jiān)測系統(tǒng)，運用先進可靠的光學技術、先進的數(shù)據(jù)通訊采集技術、計算機網絡通信技術，實現(xiàn)了對環(huán)境空氣質量的連續(xù)監(jiān)測，數(shù)據(jù)可作為空氣質量的依據(jù)。大氣自動監(jiān)測系統(tǒng)，可對環(huán)境空氣質量進行自動連續(xù)監(jiān)測，并將監(jiān)測的數(shù)據(jù)通過通訊網絡傳送到中心控制室和環(huán)境管理部門，工作人員可以在辦公室進行遠程監(jiān)測，隨時得到數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠程無人值守。同時，為廣泛覆蓋其他監(jiān)測區(qū)域和減少投入成本，建議通過公開接口接入氣象部門數(shù)據(jù)，包括降雨量，溫濕度和天氣預測信息。大數(shù)據(jù)平臺市智慧水務大數(shù)據(jù)平臺是是基于大數(shù)據(jù)技術的水務信息和監(jiān)測信息統(tǒng)一的數(shù)據(jù)匯聚、整合、加工、融合、分析、挖掘和服務平臺。平臺在實現(xiàn)各部門業(yè)務數(shù)據(jù)、各領域輔監(jiān)測數(shù)據(jù)，各行業(yè)輔助決策數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)的資源接入、整合的基礎上，采集和管理監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)匯聚、關聯(lián)、加工和融合，形成統(tǒng)一的水務信息資源主題庫、模型庫、方法庫、知識庫和融合庫，向市各級領導及決策人員提供數(shù)據(jù)服務，通過組件服務PaaS平臺為水務部門，運管部門提供數(shù)據(jù)支撐。圖6.17-3大數(shù)據(jù)平臺應用架構圖大數(shù)據(jù)中心應包括數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)交換服務。數(shù)據(jù)管理包括基礎服務管理，系統(tǒng)資源管理，應用支持管理和系統(tǒng)安全管理四部分。數(shù)據(jù)交換服務包括數(shù)據(jù)匯集體系設計、服務器端設計和客戶端設計三部分。應用系統(tǒng)市智慧水務平臺把城市水生態(tài)提升綜合利用工程與山北地區(qū)供水工程、城市防洪工程、城市水質提升工程和打造城市水系景觀結合起來，通過工程建設，提升城鄉(xiāng)供水和防洪能力，解決山北地區(qū)缺水問題，提高城市污水處理和中水利用率，改善城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境，增強保障服務發(fā)展和涵養(yǎng)修復生態(tài)能力，切實讓老百姓受惠。特別是通過城市水質提升工程建設，讓人民群眾喝上放心水、健康水、優(yōu)質水。要堅持以人為本，因地制宜，科學布設水系網，努力為群眾創(chuàng)造更多的親水空間。要加強組織領導，強化工作調度和督促檢查力度，確保工程按照既定的時間表和路線圖扎實有序推進，打造西部地區(qū)一流的城市水生態(tài)體系，建設綠水青山、生態(tài)宜居的環(huán)境。具體實施部分包含水資源支配體系，防汛抗旱體系，城鄉(xiāng)供水保障體系水生態(tài)環(huán)境體系和水管理體系五大應用體系，詳細劃分為水資源調配管理系統(tǒng)，水權交易系統(tǒng)，一體化監(jiān)測系統(tǒng)，防汛抗旱指揮系統(tǒng)，水質監(jiān)測與應急系統(tǒng)，網格化運管與管理系統(tǒng)，工程項目管理系統(tǒng)，設備管理系統(tǒng)，績效考核與對標管理系統(tǒng)9個主要業(yè)務系統(tǒng)。圖6.17-4主要業(yè)務系統(tǒng)圖在市智慧水務平臺的應用系統(tǒng)開發(fā)上，將采用集成現(xiàn)有系統(tǒng)和開發(fā)新系統(tǒng)兩種模式。對于已經實施的“市山洪災害監(jiān)視預警系統(tǒng)”和“市地下水資源實施監(jiān)控與管理系統(tǒng)”系統(tǒng)，在新的智慧水務平臺中，將使用數(shù)據(jù)集成和界面集成并用的方式，集成到系統(tǒng)中使用，對于水質、監(jiān)測，管理等其他方面的需求，將在調研詳細需求后，全新開發(fā)。為滿足安全性和便捷性的需求，智慧水務平臺分為內網和外網兩種類型訪問方式，內網使用主要滿足系統(tǒng)管理，數(shù)據(jù)維護以及內部水務業(yè)務使用。外網使用主要滿足公眾信息發(fā)布，排水戶外網以及業(yè)務流程外網填報等涉及到公眾使用的部分。外網系統(tǒng)同步提供相應功能的手機或微信端使用，以方便用戶。智慧水務平臺針對多用戶和多系統(tǒng)并存的現(xiàn)狀，將研發(fā)一套用戶單點登陸機制，在這套機制中，用戶可以通過單點登陸的方式，只錄入一次用戶名和密碼，便可使用全部系統(tǒng)和功能，避免重復登陸、甚至更換電腦才能調用其他系統(tǒng)，方便用戶使用，同時也提高工作效率。在智慧水務平臺完成后，將改變目前各個分散且無關聯(lián)的信息化狀態(tài)，給用戶提供一個統(tǒng)一、集成且互通互聯(lián)的系統(tǒng)。（1）水資源調配管理系統(tǒng)市的水資源總量基本滿足目前需要，但是在分配上存在著時間和空間上的不均衡，因此建立起一個以水資源平衡的監(jiān)控系統(tǒng)勢在必行。在水資源調度管理系統(tǒng)中，將統(tǒng)一管理地下水，水廠，河道，泵站，凈化水廠的進出水水量，自動計算水量的收支平衡，并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，對未來的水資源平衡趨勢給出預測。在系統(tǒng)中，將地下水，黃河水，再生水，雨洪水做為收入，將生活用水量，工業(yè)用水量，生態(tài)用水量和農業(yè)用水量做為支出。以日為單位，詳細到各個單位，并按日，月，季度和年進行統(tǒng)計計算，并以此為依據(jù)計算收支盈余情況。并根據(jù)各類別的動態(tài)計算結果，實時調配，形成“水資源收支管理一張圖”，確保達到水資源平衡預設目標。（2）水權交易系統(tǒng)在智慧水務平臺中，根據(jù)市有關水權轉讓方面的政策制度，制定水權轉讓體系，明晰水權關系，加強水權管理，在政府宏觀控制與管理下，通過市場經濟機制的有償轉讓，把水使用權從使用效益低的行業(yè)轉讓到使用效益高的行業(yè)，解決市供需水矛盾，實現(xiàn)水資源的高效利用。在水權交易系統(tǒng)中，明確一級市場，二級市場和三級市場的范圍和交易需求，促進一級用戶，二級用戶和三級用戶之間的水權交易。通過系統(tǒng)進行透明化，系統(tǒng)化的交易。滿足各級市場用戶需要，實現(xiàn)政府對水權動態(tài)監(jiān)管。（3）一體化監(jiān)測系統(tǒng)采用業(yè)界成熟的一體化監(jiān)控系統(tǒng)，在開發(fā)平臺的基礎上，實現(xiàn)存儲、監(jiān)視、控制、報警、聯(lián)動、指揮等眾多功能的一體管控平臺。該平臺將從技術、設計、開發(fā)、維護等各個方面保證系統(tǒng)的先進性，為本項目提供了完整、全面的綜合監(jiān)控管理方案，包括汛情、水情、旱情、凌汛、地下水、水質、氣象、環(huán)境、設備運行狀態(tài)等多方面的綜合信息管理和集成，并預置相關系統(tǒng)的聯(lián)動和應急管預案，并可以動態(tài)添加相關監(jiān)管模型。對于目前的“市山洪災害監(jiān)視預警系統(tǒng)”和“市地下水資源實施監(jiān)控與管理系統(tǒng)”，為節(jié)約開發(fā)和布設監(jiān)測設備的成本，將采取集成數(shù)據(jù)的方式同步到系統(tǒng)中。該管理系統(tǒng)是項目日常運營的集中展示和控制平臺，并可以和其他應急指揮系統(tǒng)聯(lián)動，形成業(yè)務協(xié)作。在系統(tǒng)集成中將同步在大屏幕中進行集成和展示。（4）防汛抗旱指揮系統(tǒng)防汛抗旱指揮系統(tǒng)的主要任務是對市全市范圍內的雨情、水情、旱情進行實時監(jiān)測，在此基礎上為市和旗縣區(qū)水務局、防汛抗旱指揮部及相關單位領導的防災、救災決策指揮工作提供技術支持。通過以先進的遙測系統(tǒng)實施水情、雨情、旱情數(shù)據(jù)的收集，建立覆蓋范圍廣、滿足防汛抗旱需要的信息采集、數(shù)據(jù)庫和洪水預報模型系統(tǒng)，為洪水預報、防洪調度、布置搶險提供科學合理依據(jù)；通過建立決策支持專家調度系統(tǒng)，制定正確、科學的調度和搶險；通過通信網絡系統(tǒng)和視頻會議系統(tǒng)，下達防洪調度和搶險救災指揮命令，為水情、雨情信息的上傳、防洪調度和搶險救災指揮命令的下達等提供通信手段。（5）水質監(jiān)測與應急系統(tǒng)水質監(jiān)測與應急系統(tǒng)是在水質監(jiān)測體系之上，對全市的國控斷面，污水廠，污水處理站和河道關鍵點的水質進行動態(tài)監(jiān)測，依托GIS系統(tǒng)和先進水質模型，以數(shù)據(jù)為基礎，使用水文水資源模型、水動力模型、水質模型為支撐，建設水質預報、預警、統(tǒng)計、分析、評估、調度決策等為一體的水質監(jiān)測與應急應用系統(tǒng),實現(xiàn)水質智慧化管理，最終指導應急預案的制定和應急計劃的執(zhí)行，并模擬水質水量的動態(tài)趨勢，控制閘泵站的運行狀態(tài)，在水質水量聯(lián)調角度解決水質問題。水質監(jiān)測能為相關領導制定科學的預案依據(jù)，能從根本上提升流域水環(huán)境綜合保護，解決黑臭水體，提高水質監(jiān)測能力和服務水平。（6）網格化運管與管理系統(tǒng)項目進入運營期后，政府開始支付可用性服務費和運營服務費，執(zhí)行績效考核制度，按效果付費。項目的運營主要包括生活污水收集處理工程、工業(yè)污水預處理工程、水利工程、生態(tài)景觀工程及智慧水務工程等五類工程，每類工程均設置明確的管理考核標準。為明確落實運營職責，支撐日常運營管理，需要有效的技術手段進行支撐，因此以信息化的手段明確劃分責任，落實責任人，進行日常運營管理，并及時得到反饋就顯的尤為重要。借鑒數(shù)字城市管理的相關經驗，本項目采用網格化運營管理系統(tǒng)進行支撐，按市“四縱四橫”的結構，將運營管理涉及的五個工程類別下的具體工程細化到具體網格，同時指定對應網格的具體運營人員，該網格下覆蓋的所有工程的運營工作均由此人員負責，做到物業(yè)化、精細化管理，以提高運營管理的工作效率。（7）工程項目管理系統(tǒng)工程項目管理的目的就是根據(jù)項目信息的分類和特點，及時、系統(tǒng)的收集項目建設各階段的各種信息材料，提高信息的歸集和整理工作的效率，實現(xiàn)工程項目的全生命周期管理，保證項目建設全過程科學決策和有效監(jiān)管，以達到良好的投資、進度和質量控制。工程項目管理系統(tǒng)通過計算機技術和網絡系統(tǒng)的整合利用，為市水生態(tài)提升改造中的各類工程項目管理提供全面、有價值的數(shù)據(jù)參考，確保項目建設管理信息的準確性、及時性、全面性，進而提高工程信息的高效利用和管理部門的管理水平，從而使工程建設工作的經濟效益和社會效益得到提升。（8）設備管理系統(tǒng)設備管理服務系統(tǒng)根據(jù)設備管理的工作內容分為設備臺帳、設備檢修、備品備件和系統(tǒng)管理四個模塊。設備臺賬模塊主要包括設備基本信息管理、設備異動管理和設備技術文檔管理；設備檢修管理包括設備點巡檢管理、檢修計劃管理和設備檢修管理；備品備件管理包括備品備件的庫存、計劃和出入庫管理；系統(tǒng)管理包括人員、權限和設備管理。做到對還可實現(xiàn)對各種設備，如監(jiān)測監(jiān)控設備、機房設備、物資工具、備品備件等實現(xiàn)智能感知、智能診斷、智能處置和智能控制。（9）績效考核與對標管理系統(tǒng)本系統(tǒng)針對管理需要，在對建設期考核和運營期考核的相關指標進行因子分解、形成計算邏輯，并將指標因子注冊。在逐級建立指標后，利用形成的指標體系可以進行報表的編制，并對其匯總、審核、打印等各環(huán)節(jié)進行設置和管理，并最終提供統(tǒng)計分析、輔助決策平臺調用。根據(jù)各個相關的業(yè)務系統(tǒng)建立完整的指標、數(shù)據(jù)交換和信息資源目錄體系，通過各個原子指標通過采集、交換和錄入，以及層層匯總，最終形成基于指標體系的數(shù)據(jù)采集、交換和錄入的指標數(shù)據(jù)來源體系，通過信息資源目錄對相應的指標進行比對、管理和分析，最終形成系統(tǒng)的統(tǒng)計分析和輔助決策平臺。以解決在建設前、中后期對項目目標和質量，以及效果的管理和把控，并以此為評分依據(jù)，按績效分值付費。網絡結構市智慧水務平臺網絡結構分為信息中心網絡方案和監(jiān)測設備網絡方案兩部分。（1）信息中心網絡方案使用分節(jié)點+中心服務器的架構方式，網絡將采用混合式結構?；旌贤負浣Y構是由星型結構或環(huán)型結構和總線型結構結合在一起的網絡結構，這樣的拓撲結構更能滿足較大網絡的拓展，解決星型網絡在傳輸距離上的局限，而同時又解決了總線型網絡在連接用戶數(shù)量上的限制。混合拓撲的應用廣泛，它解決了星型和總線型拓撲結構的不足，滿足了大公司組網的實際需求。擴展相當靈活。速度較快，因為其骨干網采用高速的光纜，所以整個網絡在速度上應不受太多的限制。針對不同用戶，和不同的使用管理需求，信息中心網絡將提供內網和外網兩種訪問方式。圖6.17-5網絡結構圖監(jiān)測網絡方案根據(jù)系統(tǒng)對通信需求進行了分析，擬定了通信體系的設計原則：1）穩(wěn)定性：通信體系主體技術要使用穩(wěn)定成熟的通信方式。2）高帶寬：部分站點配有視頻傳感器進行視頻監(jiān)控，所以對帶寬的要求較高，需要對大流量進行支持。3）抗災性：部分重要站點，在災害發(fā)生時也需要能保證數(shù)據(jù)的采集及傳輸，要求通信網絡有一定的抗災性。本系統(tǒng)覆蓋的監(jiān)測數(shù)據(jù)種類繁多，包括水位、流量、水質、視頻等數(shù)據(jù)。其中視頻數(shù)據(jù)還占用大量的數(shù)據(jù)帶寬及存儲空間。滿足數(shù)據(jù)通信的即時高效需求，是通信體系架構的主要目標。服務器和存儲系統(tǒng)市智慧水務平臺需要部署在水務內網和水務外網，同時從互聯(lián)網采集社會大數(shù)據(jù)，并通過互聯(lián)網提供公共訪問。水務外網上的應用主要是與各局業(yè)務系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換、校驗，以及與水務內網之間的數(shù)據(jù)交換；水務內網上的應用主要是數(shù)據(jù)資源的存儲、融合、分析與管理。根據(jù)市當前的網絡現(xiàn)狀，水務外網與水務內網及互聯(lián)網之間是物理隔離，水務外網與互聯(lián)網之間是邏輯隔離。因此，水務外網與互聯(lián)網之間通過安全通道進行數(shù)據(jù)交換，水務外網與水務內網之間通過單導設備進行單向數(shù)據(jù)傳輸，保證水務內網數(shù)據(jù)的安全。圖6.17-6平臺部署邏輯結構圖系統(tǒng)軟件（1）操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)使用WindowsServer2008Enterprise，該系統(tǒng)可提供企業(yè)級的平臺，部署企業(yè)關鍵應用。其所具備的群集和熱添加（Hot-Add）處理器功能，可助改善可用性，而整合的身份管理功能，可協(xié)助改善安全性，利用虛化授權權限整合應用程序，則可減少基礎架構的成本，因此Windowserver2008Enterprise能為高度動態(tài)、可擴充的IT基礎架構，提良好的基礎。并且提供了一系列新的和改進的安全技術，這些技術增強了對操作系統(tǒng)的保護，為企業(yè)的運營和發(fā)展奠定了堅實的基礎。WindowsServer2008提供了減小內核攻擊面的安全創(chuàng)新，因而使服務器環(huán)境更安全、更穩(wěn)定。通過保護關鍵服務器服務使之免受文件系統(tǒng)、注冊表或網絡中異?；顒拥挠绊?，借助網絡訪問保護(NAP）、只讀域控制器(RODC）、公鑰基礎結構（PKI）增強功能、Windows服務強化、新的雙向Windows防火墻和新一代加密支持，WindowsServer2008操作系統(tǒng)在安全性上也滿足系統(tǒng)要求。（2）數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫使用SQLServer2012企業(yè)版，SQLServer全面支持云技術與平臺，并且能夠快速構建相應的解決方案實現(xiàn)私有云與公有云之間數(shù)據(jù)的擴展與應用的遷移。SQLServer2012提供對企業(yè)基礎架構最高級別的支持—專門針對關鍵業(yè)務應用的多種功能與解決方案可以提供最高級別的可用性及性能。在業(yè)界領先的商業(yè)智能領域，SQLServer2012提供了更多更全面的功能以滿足不同人群對數(shù)據(jù)以及信息的需求，包括支持來自于不同網絡環(huán)境的數(shù)據(jù)的交互，全面的自助分析等創(chuàng)新功能。針對大數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)倉庫，SQLServer2012提供從數(shù)TB到數(shù)百TB全面端到端的解決方案。（3）GIS平臺GIS平臺軟件將使用ESRI的ArcGIS平臺，ArcGIS作為GIS行業(yè)發(fā)展的先驅與標桿，一直有著全世界范圍用戶數(shù)據(jù)量最多，應用最廣泛的行業(yè)業(yè)績與解決方案。同時，ArcGIS10.3版本以來在數(shù)據(jù)共享與發(fā)布的功能與開放接口做了更為深入的優(yōu)化與升級，而這又恰恰是對智慧海綿平臺在運營期所要求的相關數(shù)據(jù)分析最有利的支持。在GIS數(shù)據(jù)存儲問題上，ArcGIS支持的企業(yè)級數(shù)據(jù)庫包含SQLServer，因此，維護成本將會較低，而且目前SQLServer2012在提升查詢效率的同時更為穩(wěn)定，在SQL查詢關鍵字上的支持也更為豐富，尤其在支持offset與limit關鍵字后，在查詢分頁上效率得到較大提升。（4）商務智能商務智能（BusinessIntelligence，簡寫為BI）通常被理解為將組織中現(xiàn)有的數(shù)據(jù)轉化為知識，幫助用戶做出明智的業(yè)務決策的工具、方法、過程。為了將數(shù)據(jù)轉化為知識，需要利用數(shù)據(jù)倉庫技術、聯(lián)機分析處理（OLAP）技術和數(shù)據(jù)挖掘等技術。支撐平臺選用全球領先的商務智能軟件產品BusinessObjects，也簡稱BO，它能快速建立包含地區(qū)分析、時間分析、綜合分析等分析主題的應用模塊，主題涉及到宏觀調控、市場監(jiān)管、公共服務、社會管理、保護環(huán)境的方方面面，較全面地覆蓋了政府進行決策所需的數(shù)據(jù)分析的需求，通過行多層次、多角度的分析和挖掘，幫助高層領導快速掌握地區(qū)狀況，制定戰(zhàn)略性政策。智慧水務運營中心建設智慧水務運管中心擬選址于新都市區(qū)，位于經一路、緯七路與建華南路之間，占地面積約27000平方米，建筑面積約為5000平方米，其中，擬劃出100平方米做為機房，200平方米做為會商中心，內置電子大屏幕，200平方米做為展示大廳（含電子沙盤），其余面積做為辦公區(qū)域。（1）機房建設智慧水務數(shù)據(jù)中心機房面積約為100平方米；劃分為兩個區(qū)域：機房監(jiān)控室和主機室。機房建設內容包括：機房裝修工程，機房供配電系統(tǒng)，機房UPS系統(tǒng)，機房防雷接地系統(tǒng)，機房空調系統(tǒng)，機房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)和機房消防系統(tǒng)。（2）會商中心智慧水務會商中心是一套多媒體數(shù)字化會議室系統(tǒng)，應用多種聲、光、電設備，集成為一套現(xiàn)代化多媒體會議室必備的系統(tǒng)。主要設計了專業(yè)音響擴聲功能、大屏顯示功能、集中控制及信號切換功能，滿足管控中心、視頻會議、主題報告、遠程培訓等功能需要。（3）展示大廳智慧水務展示大廳將實現(xiàn)電子沙盤的功能。電子沙盤不同于傳統(tǒng)的沙盤模型，它是一個虛擬的影像系統(tǒng)，具有成本低、模型易于修改等優(yōu)點。電子沙盤系統(tǒng)大量運用高科技展示手法，集聲、光、電、互動項目、三維動畫、影視等現(xiàn)代視覺效果，結合趣味性、互動性與知識性，寓展于樂。整套電子沙盤系統(tǒng)主要由投影系統(tǒng)、幕、邊緣融合服務器、邊緣融合主控服務器、網絡交換機、音響系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)和觸摸屏系統(tǒng)組成。主要建設方案采用的標準標準化建設是本項目實現(xiàn)互聯(lián)互通、信息共享、安全運行的前提和基礎。在本項目設計和建設過程中，必須加強標準化建設，發(fā)揮標準化的指導、協(xié)調和優(yōu)化作用，少走彎路，提高效率，確保系統(tǒng)運行安全，發(fā)揮預期效能。在滿足本系統(tǒng)建設需求的基礎上，首先考慮采用國家已有的標準規(guī)范（如國家水務制定和推薦的一系列標準），其次是修訂或制定適合本項目特點的、本項目專用的、不與國家或行業(yè)標準沖突的標準規(guī)范。本項目標準規(guī)范建設的內容分為兩部分：一是明確可以遵照執(zhí)行的國家和行業(yè)標準規(guī)范；二是修訂或制定僅在本項目中應用的標準規(guī)范。需要修訂或制定的標準規(guī)范也要適合本項目特點，為本項目專用，不能與國家或行業(yè)標準沖突。本系統(tǒng)將嚴格執(zhí)行下列標準框架：（1）指標體系標準；（2）分類編碼標準；（3）數(shù)據(jù)傳輸標準；（4）數(shù)據(jù)交換標準；（5）互操作接口標準；（6）元數(shù)據(jù)標準；（7）數(shù)據(jù)字典標準；（8）數(shù)據(jù)質量控制標準；（9）信息系統(tǒng)開發(fā)標準。此外，在系統(tǒng)安全方面，將遵循國家信息安全主管部門制訂的各項標準。信息安全保障方案按照《信息系統(tǒng)安全等級保護基本要求》，信息系統(tǒng)安全體系是一個涵蓋策略決策、組織管理、技術保障、運行安全等各個安全層面的完整、統(tǒng)一的安全保障體系。各部分之間協(xié)同工作，共同支撐著整個系統(tǒng)的安全。圖6.17-7安全保障體系整體框架圖（1）安全策略安全策略是為了指導和規(guī)范電子政務信息安全工作而制定的安全方針、管理制度、規(guī)范標準、操作流程和記錄模板等文檔的總和。安全策略具有層次化的結構，包括整體安全策略、部門級安全策略、系統(tǒng)級安全策略等。（2）安全組織