城乡一体化智慧水务平台

一、产品概述

       城市排水是城市生命线工程,关乎防汛安全、水环境质量和群众切身利益。随着城镇化快速推进,城市排水系统日趋复杂,"污水厂、排水管网、泵站、污染源企业、排污口、村镇污水"等要素交织,传统"分段管理、各自为政"的模式难以应对内涝治理、污水处理提质增效等新要求。围绕智慧城市排水体系建设,城乡一体化智慧水务平台应运而生。

       平台以"源、网、站、厂"全要素管理为核心,实现排水设施的"一网统管"。它建立和完善排水设施的运行监管与运维服务,通过科学合理的源、网、站、厂联合调度方式,保障城市排水设施正常运转,缓解城市内涝、助力污水处理提质增效,最终达到城市排水业务精细化、科学化、智慧化运营的效果。平台既服务于排水运营企业,也支撑政府监管部门,是城市排水从"被动应对"走向"主动治理"的数字化中枢。

平台面向三类核心用户：

· 排水运营企业：以"一网统管"降低人工巡检与调度成本，提升设施运行效能；

· 政府监管部门：以实时、可追溯数据支撑考核与应急指挥，变"听汇报"为"看数据"；

· 一线运维人员：以移动 App 实现报警即达、处置即录，缩短故障停机时间。

政策背景与建设驱动：

近年来，《城镇污水处理提质增效三年行动方案》《海绵城市建设技术指南》以及"厂网河（湖）一体化"运维政策陆续落地，对城市排水系统的系统化、数字化、闭环化运行提出明确要求。同时，极端天气频发使城市内涝风险上升，传统"分段管理、各自为政"的运营模式在防汛应急、污染源溯源、提质增效等场景中暴露出数据割裂、响应滞后等短板，亟需以一体化平台打通"源—网—站—厂—河—农"全链条。

二、平台架构与技术体系 

       平台采用"四维一体"智慧排水信息化设计思路,通过整合业务所涉及的各种数据,形成统一的数据管理规范,在基础感知系统、数据中心和水务中台之上,构建排水业务信息化系统,并通过 Web 端、移动端、大屏等多种表现层,实现整个排水业务的指挥调度与综合应用。

       在总体架构上,系统按照"统一设计、分层架构"的面向服务(SOA)通用体系进行设计,以企业服务总线(ESB)和业务流程引擎(BPM)为核心,构建可灵活应变、松散耦合的应用基础平台。系统自上而下分为物联感知网络、基础设施、数据中心、基础支撑平台、业务应用、应用表现端等多层次;同时配套建设标准规范体系、信息安全体系及管理制度,保障系统建设的规范性、安全性与合理性,打破信息孤岛,实现数据层面的服务共享。

       数据驾驶舱从宏观层面呈现全区域排水运行状况,从源、网、站、厂、河、农等维度通过主要指标了解各业务模块运营概况;决策分析模块辅助企业对运营数据进行综合分析,为一体化调度与防汛应急模块提供数据基础,发挥联合调度、应急指挥的作用。

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       系统信创安全:平台采用国产化操作系统、中间件、数据库,实现自主可控;并参照《信息安全技术 网络安全等级保护基本要求》(GB/T 22239-2019)进行防护,建议安全等级定级为第二级,从环境安全、网络安全、数据安全、应用安全及安全管理制度等方面建立完备的安全保障体系,通过信道加密、专网传输、安全管理等方式保障监测数据与安全管理信息的安全性。

       平台以企业服务总线（ESB）与业务流程引擎（BPM）解耦各业务模块，支持低代码表单与审批流自定义，并对外提供标准 REST/WebService 接口，便于与第三方系统（如海康视频、财政非税、政务平台）集成。

分层技术架构:

平台采用"端—边—云"协同的分层架构，自下而上包括：

· 应用层（SaaS）：一张图、监测预警、联合调度、工单运维、数字孪生、许可帮办、报表决策等多端协同。

· 平台层（PaaS）：设备接入管理、时序数据库、规则引擎、AI 算法仓、统一身份与权限中台；

· 传输层：5G/光纤/物联网关，支持 Modbus、MQTT、HTTP、OPC 等协议接入，兼容既有 SCADA 系统；

· 感知层：液位计、流量计、水质仪、雨量站、视频监控、泵站 PLC/SCADA 等多元感知设备；

三、核心功能详解

1. 水务一张图

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水务一张图

       视频监控与安防集成：平台集成海康威视综合安防（Artemis）视频子系统，支持监控点预览/回放取流、云台控制（PTZ）、监控点与区域资源同步及摄像机在线状态查询，将"一张图"与实时视频联动，实现重点站点、泵站、排口、企业现场的"图上点、即时看"，补强了纯数据监测之外的可视化安防能力。

       综合显示城市排水管网、窨井、泵站、污水厂等排水设施的分布与状态,支持范围查询、溯源分析、距离与面积测量、剖面分析等 GIS 应用,让运维人员在一张地图上掌控全域排水资产。

2. 排水全要素监测感知

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       平台对排水户、管网、泵站、污水厂、河道排口、农污站等排水全要素物联设备进行监测感知与全过程跟踪管理,做到"看得见、测得准、管得住"。

3. 故障异常及时报警

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故障异常报警

       设备一旦发生运行故障,或污染物指标超标、数据异常,均可触发自动报警,并灵活支持多参数自定义报警模型设定,让异常第一时间被发现、被处置。

4. 工单全生命周期管理

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       结合手机 App,形成"工单产生—任务分配—执行—验收—工单关闭"的全生命周期管理,覆盖报警、运维、巡检、保养、维修等全面业务场景,使每一项任务可跟踪、可考核、可追溯。

5. 厂站网联合调度

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       中控远程控制能力：联合调度不仅停留在算法层面，更具备"控得了"的执行闭环——通过 IoServer 直写泵站 PLC/SCADA 变量（Redis 防并发、操作留痕），并调用第三方 WebService 远程开闭企业阀门与水泵，将调度决策实时下达到现场设备，实现从"多因子协同分析"到"设备级远程操作"的端到端联动。

       根据泵站类型、降雨量、水质指标、液位及厂网站调蓄能力,进行多因子数据分析,优化厂网站排水调度能力,实现不同场景下的联合调度,在暴雨等极端工况下有效缓解内涝。

   应急指挥与资源调度：平台内置应急模块，统一管理应急人员、专家、队伍、物资与危源资源，结合一张图与联合调度，在暴雨内涝、突发污染等场景下快速生成处置方案、自动派单并跟踪资源到位情况，使"监测—预警—应急—恢复"形成闭环，提升城市排水安全韧性。

联合调度并非单点控制，而是基于多因子数据的协同决策：

       · 提质增效：结合水质沿程监测，识别高浓度进水区段，辅助排查外水汇入与工业超标偷排。

       · 暴雨应急：接入气象降雨预报，提前预降管网水位、错峰开泵，发挥厂—站—网调蓄能力，缓解城市内涝；

       · 日常工况：依据各泵站液位、厂处理负荷与管网充满度，动态分配提升与输送节奏，避免厂前溢流；

6. 数字孪生工艺仿真

       采用先进的三维仿真可视化技术,实现站点和设备外观、运行实况、运转机理的全要素、全过程高保真与轻量化展示,为运行优化与培训演练提供直观支撑。

       数字孪生不仅用于"好看"，更支撑"好用"：通过高保真还原站点工艺流与设备运转机理，可在虚拟环境中推演不同调度方案下的水位、流量与水质变化，为运行优化与人员培训提供无风险的演练沙盘，并可与实时数据联动，对异常工况进行定位与归因。

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7. 排水许可全流程帮代办

       针对不同类型的排水户,提供"小程序 + Web 端"配套的全流程帮代办管理,支持表单与审批流的低代码灵活自定义,简化排水许可办理,提升政务服务效率。

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8. 样品检测全周期闭环

       对于水质类样品,覆盖"计划—采样—打印条码—收样—登记—流转—检测—报告生成"的一站式全周期闭环管理,保障检测数据的真实、完整与可追溯。

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9. 丰富的统计报表

       自动形成涵盖站点工况、水质指标、运维情况、设备故障等多维度的统计报表,并支持多参数维度、多站点之间的组合分析与对比分析,用数据驱动管理决策。

10. 设备全生命周期管理

       标准化管理预定义关键设备的日常维修、点检、巡检、保养方案,并与知识库关联指导日常作业;通过计划性维护保养(预防性维护)提前发现问题、避免对生产造成影响,发挥设备最大价值。

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四、应用场景与成效

       本产品以排水管网智慧运营服务为核心,在实现对城区排水系统全方位监控管理的同时,完成排水管网的养护监管、监测预警、运行分析诊断,提升排水设施运行效能与城市智慧化运营管理能力。项目覆盖全区域排水管网、污水厂、泵站、排水户、排污口、村镇污水等全要素管理,实现管网与河湖水体联动,打造"户—厂—站—网—河"一体化调度管理体系,缓解城市内涝、提升污水提质增效能力,进而达到精细化、智慧化运营状态。

       软件服务部分能够将精准的在线监测、先进的模拟计算与地理信息系统无缝融合,打造成集"监测预警—巡查养护—事件管理—监管运营—指挥决策—模拟分析"于一体的、可伸缩、易扩展的排水信息化系统。其成效可概括为:监管从分段粗放转向全网协同,调度从经验判断转向数据驱动,运维从被动抢修转向主动预防,为城市防汛安全与水质达标提供坚实的数字屏障。

 · 管理侧：数据可追溯率、监管考核自动生成率、跨部门协同时效。

· 效率侧：工单闭环时长、报警响应时长、巡检人力成本下降比例；

· 环境侧：出水达标率、污染物削减量、内涝积水点下降数；

· 设施侧：站点正常运行率、设备完好率、泵站开机率；

五、产品优势

1. 一网统管,全要素覆盖。源、网、站、厂、河、农一体管理,打破信息孤岛,实现城市排水业务的协同运营。

2. 联合调度,缓解内涝。多因子数据分析驱动厂站网联合调度,在极端天气下有效提升排涝与调蓄能力。

3. 数字孪生,直观高效。三维仿真高保真呈现运行实况,支撑优化决策与培训演练。

4. 闭环管控,全程可追溯。从报警、工单、检测到设备保养,全业务生命周期闭环,责任清晰、过程留痕。

5. 自主可控,安全可靠。国产化软硬件底座叠加等保二级防护,保障监测与安全管理信息的安全性。

六、关键技术指标与部署形态

为便于工程选型与验收，平台具备以下可量化的能力边界与部署灵活性：

· 接入规模：支持万级监测点位、千级视频通道的并发接入与稳定存储；

· 协议兼容：原生支持 Modbus、MQTT、HTTP、OPC、GB/T 28181（视频）等标准；

· 实时性：关键报警从产生到前端触达（含 App 推送）控制在秒级；

· 部署形态：支持私有化（信创环境）与政务云两种部署，适配等保二级及以上要求；

· 信创底座：兼容国产操作系统、数据库与中间件，关键链路支持国密加密。

七、典型应用示例

示例一：暴雨内涝应急

汛期来临前，平台依据降雨预报预降主干管水位；雨中按实时液位错峰开泵、联动厂站调蓄，大屏集中呈现易涝点态势并自动派单处置，显著缩短积水时长。

示例二：污水处理提质增效

通过沿程水质与流量监测识别异常高浓度/低浓度区段，辅助定位外水汇入与工业超标排放，结合联合调度优化厂前水量水质均衡，提升污染物削减效率。

示例三：排污溯源与监管考核

依托一张图的溯源分析与排口—企业关联，快速锁定超标排放责任主体；监管侧自动汇总运行率、达标率等指标，形成可追溯的考核依据，实现"管得住、考得准"。

八、结语

       城乡一体化智慧水务平台以"一网统管"为纲,以物联感知为基、以数据中台为脑、以联合调度为用,将分散的排水要素编织成高效协同的智慧网络。在新型智慧城市建设与城市安全韧性提升的当下,平台将持续助力城市缓解内涝、污水处理提质增效,为构建水清、岸绿、城安的宜居环境提供强有力的数字化支撑。

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