卢明锋 范杰利
淄博市水利勘测设计院 山东淄博 255000
摘要：重点介绍了临淄区农村饮水安全工程中的信息化管理系统的功能以及组成结构。通过构建信息化管理系统，从而实现对农村饮水安全过程的自动化管理，提高了对农村饮水安全的运行管理水平与社会效益。
关键词：信息化管理系统；农村饮水安全；农村饮水工程
农村饮水安全工程是一项顺民心、合民意的民生工程，对改善农村居民的物质生活水平，推动农村社会经济快速发展具有十分重要的意义。山东省委、 省政府对农村饮水安全问题十分重视，在“十三五”期间将启动实施农村饮水安全巩固提升工程，通过健全机制、强化管理等保障措施充分发挥已建工程效益，综合采取配套、改造、升级、联网等方式，进一步提高农村集中供水率、 自来水普及率、水质达标率和供水保证率。
对于农村饮水安全工程，通过建立乡镇中小型水厂是解决农村饮水安全问题的一个重要途径 [1]。农村饮水安全工程具有数量多、规模小、分散、科学管理水平低的特点,解决管理问题的关键是开发应用信息化管理系统,采取信息化手段提升管理水平。水利部部长陈雷指出“:民生水利工程点多面广，要确保工程建成管好、长期发挥效益，就必须有现代化的信息系统作支撑”。为此，为确保农村集中饮水工程发挥高效作用，避免工程重建设而轻管理的现象，在农村集中饮水厂均配置一套自动化测控系统，同时将相关数据信息向水管部门上报，实现至下而上的“现场无人值守”的现代化管理[2]。
我国的供水现代化起步较晚。上世纪60年代，国内一些供水厂开始装备半自动电气联动控制装置，随后水厂逐渐出现了可连续监测的仪表器械，可实现对水压、水位及流量等参数的实时监测 [3-4]。
一 项目背景
临淄区自“十一五”以来，大力发展城乡供水一体化，全区实行规模化供水，打破区域界限，统筹考虑城乡供水，以水源为中心合理布局供水网络。目前随着临淄区“同源一网”工程的逐步推进，形成了以天润水厂和天齐渊水厂两大供水企业与10个乡镇供水中心（齐都、梧台、凤凰、敬仲、皇城、朱台、齐陵、金岭、西张和坡子）为核心的供水局面。
随着经济社会发展和治水理念的变化，对农村饮水安全工程的管理提出了更高的要求，目前临淄区的农村饮水安全工程信息化工作滞后，远没有跟上农村饮水安全事业的发展需求。临淄区农村饮水安全工程数量多、投资大、分布面广、设备多、管线长，管理任务十分艰巨而繁重，为了使农村饮水安全工程的管理从信息化入手，全面采用数字管理，进一步提高工程管理水平，降低运行费用、降低管理成本、提高综合效益，建设临淄区农村饮水安全信息化管理系统必由之路。信息管理系统应适应企业业务的灵活变动，能持续有效提供供水服务，实现调度高效、系统和科学化，能全面提高农村饮水安全工作管理水平[5]。
二 建设目标
临淄区农村饮水安全信息化系统本着“安全可靠、先进实用、实时开放” 的设计思想，采用分层、分布、分散式结构，实现水厂水泵、配电等设备的监视、监控、对主管网输水管路压力、流量的实时监测，在保证整个系统安全可靠运行的前提下，降低运行管理费用，达到“无人或少人值守”的目标。
三 工程设计原则
（1）整个系统设计全面、技术先进可靠。
（2）整个系统坚持“向下兼容”的原则，充分利用企业现有的相关设备。
（3）易扩展性，考虑系统不同组成部分的不同要求，留有相关设备接口。
（4）整个系统能够得到全方位的技术支持，保证系统长期运行和持续的技术发展。
（5）软件设计具有开放式的结构，不仅平台开放，而且数据也采用开放的数据库模式，以保证系统的兼容性。
（6）系统中的各部分的软件、硬件均具有标准化的接口或通讯协议，保证系统运行的可靠性和通讯的连续、完整性。
（7）采用智能化监测设备，保证实时数据传递的快速、准确、有效和完整。
（8）系统具有严格的安全性和保密性，从网络安全到数据安全等各方面全面考虑，并经过长时间实际应用的检验。
（9）系统能够为供水的合理计量与管理、调配、数据共享提供各方面的支持，并通过合理地应用系统使供水管理优化运行，提高综合效益。
（10）整个系统使用方便，同时具有最高的性能价格比，保护用户的投资利益。
四 工程设计
开展规模以上水厂自动化监控系统、水质状况实时监测建设及主管网监测系统建设。主要建设内容包括有：信息中心管理平台1座，位于临淄区水务局内；实现已建3个水厂的信息共享及视频监控；实现10处供水中心的信息共享及视频监控；布设50处管网压力监测点，实现现状70km主管道关键位置的管网压力、流量监测等数据监测；建立管网设施的电子地图查询功能；实现供水设施的全线运行监测；实现供水工程及设备运行管理等。
（1）信息中心平台
建设信息管理中心，实现基础数据库信息的采集及录入；实现对规模以上的工程的主管网、仪表井、管理房等设施的GIS定位，定位数据导入信息系统空间数据库，形成完善的管网GIS基础信息；实现对水厂运行数据、供水管网运行数据的在线监测；在信息中心可远程访问水厂的视频监控图像信息。预留与市、省级饮水安全信息系统无缝对接接口。
系统采用云服务托管的方式将软件平台托管，由专人进行维护，在临淄区水务局设立系统监测中心，承担视频数据的大屏幕显示以及提供基于web的系统访问功能。主要建设内容包括：硬件平台建设、软件平台建设、大屏幕显示系统建设和机房装修建设，信息安全与系统可靠性建设。
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图1 信息化建设网络结构图
（2）3座主要水厂数据采集系统
建立水厂数据采集系统，由物联网数据采集与传输系统，PLC单元、共享器、电量模块、摄像头等设备组成，通过共享、采集原有系统设备的数据，通过宽带网络及物联网设备将日供水量、供水压力、PH、浊度、余氯等数据及视频传输到信息中心进行处理，实现对现场设备运行的实时监控，实现生产过程信息化，与上级管理部门的信息化系统接口。
（3）10座供水中心数据采集系统
建立供水中心数据采集系统，由数据采集柜、物联网采集与传输系统、PLC单元、超声波流量计、压力传感器、余二氧化氯分析仪、加热器、温控器、摄像头等设备组成，通过宽带网络及物联网设备将日供水量、供水压力、余氯等数据及视频传输到信息中心进行处理，实现对现场设备运行的实时监控，实现生产过程信息化管理。
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图2 信息化建设管网供水结构图
（4）70km主管道关键位置监测系统
建立70km主管网压力、流量监测点，由数据采集系统、压力传感器、超声波流量计等设备组成数据采集系统负责采集现场压力传感器、流量计的数据，并通过GPRS网络将管网的压力、流量数据实时传输到信息中心。根据压力和流量数据的变化，对整个管网的运行情况进行统计分析。
主要监测内容包括管道压力值、管道供水流量、终端设备供电状态、设备门状态。需要配套的相关设备主要有压力变送器、超声波流量计、数据采集系统和远程测控柜。信息中心计算机与现场监测设备之间采用GPRS无线方式进行通讯，现场监测设备通过 4～20mA 标准电流信号对压力仪表进行数据采集，通过 RS485 接口--Modbus RTU 协议采集流量数据。
五 结语
农村饮水安全工程数量多、投资大、分布面广、设备多、管线长，管理任务十分艰巨而繁重。临淄区建设的信息化管理系统是淄博市在农村饮水安工程管理中第一个全面实施的自动化管理系统，该系统全面采用数字化管理，进一步提高了工程管理水平，降低了运行费用、降低了管理成本、取得了很好的经济效益和社会效益，为淄博市进一步建设和完善农村饮水安全工程信息化系统提供了宝贵的经验。
参考文献：
[1]李代鑫，杨广欣.我国农村饮水安全问题及对策[J].中国农村水利水电，2006 (5) :4～7.
[2] 任伯帜 ，聂小保 .城镇供水水质安全性及其保障措施[J].中国安全科学学报，2006，16(6):9～12.
[3] 翟玉庆，蔡雪彬，宁奎喜等.供水系统遥控遥测技术[M].北京：中国建筑工业出版社，1986.
[4] 周力尤.给水行业自动化与信息化技术应用现状与发展方向探讨[J].给水排水，2005,31(7) :100～104.
[5] 张浩.省级农村饮水安全管理信息系统的设计[J].河海水利，2012,6:63～ 64.
第一作者简介：卢明锋（1980-07-27）男，汉族， 本科，副高，从事水利工程设计工作。