基于海绵城市理念的智慧水务应用研究

发表时间:2021/6/8   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:王超
[导读] 摘要:“海绵城市”是指城市适应环境变化和自然灾害时具有像海绵一样的弹性。
        中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司  四川成都  611130
        摘要:“海绵城市”是指城市适应环境变化和自然灾害时具有像海绵一样的弹性。一下雨就吸水、贮存、净化水,根据需要系统科学地优化城市的环境,实现水资源自然的积累、渗透、净化。智能水务可以通过无线网络在线监视装置,掌握城市供水、排水系统的运行情况,将水务管理部门和供水排水设备进行了整合。
        关键字:海绵城市;智慧水务;排水
        前言:为了实现“智慧”状态,水务系统的管理和服务过程以更准确、动态的方式进行。智能水务系统与海绵城市建设相结合,可以加强城市可持续发展,进而可以提高城市运营管理的效率与其管理科学合理性。利用先进技术如大数据,我们可以收集各种动态数据,如城市水务问题、天气时实情况等,实现智慧管理,支持海绵城市设施更好的发挥作用。
        一、智慧水务特点
        智能水务是完全与信息技术相结合的新一代。拥有快速的信息收集、信息迅速传达、高度集中的计算、智能处理和提供广泛服务的能力,实现及时、交互、综合的信息感知、传达、处理。智慧水务的特点如下:
        支持更广泛的互联互通。通过网络,通信,集成等其他技术,破坏信息和业务之间的障碍,实现涉水相关信息之间的无缝连接。整体的水循环通过智慧水务相互连接,项目管理者可以更好的掌握水管理的整体情况,实现水务管理的有机合作运营。
        支持更主动的公众服务。可以使用互联网、移动互联网等先进技术,将相关的服务信息发送给相关服务工作人员,这也是智慧水务系统支持公共服务的目的所在。通过构建智能服务系统,实现提高公共服务能力的有力保证。
        二、智慧水务系统构成
        1.感知层
        作为信息收集和交换服务的基础,感知层通覆盖区域内监视装置、移动终端、传感器为智能脑提供外部信息。
        2.传输层—通信网络
        在互联网的信息资源被共享和交换时,可以为不同的网络平台提供相对应的隔离措施。 当通信企业、建立移动无线网络、与当地局域网三方与智慧水务合作时,就可以达到彼此数据传输和信息共享的目的。
        3.数据层—涉水综合数据管理
        上层企业业务的整合和应用离不开数据层,数据层为其提供了完整的数据与数据分析。智能应用层将抽象描述、研究涉水相关业务管理、运营中各种交易的特征和变化规则的研究,并利用系统功能来满足智慧经营管理的需要。涉水相关的综合数据管理是将基本空间数据、业务数据整合在一起。不仅整合现有的业务支持系统的主题数据,还可以获得由智能应用产生的所有类型的决策支持信息,进而达到整体水务数据收集、构建、共享和动态更新。同时,为了满足智能城市的长期发展需求,将通过智能水务操作管理平台为在线数据公开服务和城市综合数据交换、城市综合管理。
        4.业务层—业务处理系统
        数据采集,监控系统。智能水务系统不仅需要视频信息。为了提供智能分析和应用的数据支持,必须建立完整的数据集收集和监测系统来收集和管理水位,降雨量等方面的信息。
        模拟方案管理系统。这是专业人员管理系统的模拟工具。由于专业数学模型软件的界面复杂,参数信息多样,经营管理人员很难操作。

因此,系统通过简化的界面简化了复杂的模型操作过程,并在直观的方案管理系统中编译和改变模型方案,这是模型的构建和编译,以及模型系统应用和水务管理模拟和分析的基础。该系统不仅能引导用户创建自己的计划,还可以可以建立各种离线模型的方案。模型专家和普通技术人员都可以借助于管网模型的帮助,通过智能网络级别的不同子系统的功能,对各种方案计划进行分析,我们可以全面分析当前管网运行情况。
        5.智能分析层
        智能分析层基于各种数据、商业信息、边界条件、限制、操作目的等综合因素提供“思考”能力。这为深挖数据提供了核心计算能力,并且,为了提供更加完善的排水管理系统的调度管理和操作决策的建议,可以完全结合业务专家和其他人工智慧信息的经验。然后,通过其他智能应用子系统将“思考”结果推到智能水系统的所有方面。智能分析层通过强大的智能应用在所有智能应用方向提供支持。
        三、智慧水务系统发展目标
        为了实现全厂最优运行,确保水质达到标准,最大限度地抑制能源消耗;在旱季期间,污水处理厂的再生水可以补充沙河的景观水,确保景观水的质量,减少自来水的供给;在雨季,海绵城市对策起到减少人类河流无点源污染和洪水峰的作用,为了确保海绵设施的正常运行,通过监测大数据来定期维护和管理海绵设施。
        四、智慧水务效果展示
        决策支持系统是城市智慧水务的中心。决策支持系统配备在操作中心,可通过网络和智能终端设备接入。决策支持系统主要包括雨水高度净化系统、海绵城市监测系统、污水处理厂全过程优化运行控制系统,主要包括:
        1.景观水体智能补水控制系统
        如以沙河作为主要景观河道,沙河的水体的水量和水质与直接影响到它的功能。因此,需要对沙河不同流域的水位、水质进行实时监测和信息传达,并将这些信息作为触发点,为了维持沙河的水位和水质,采取必要的对策来达到目的。这需要建立一个智慧水补充控制系统,如水为低于系统最低值时,自动触发补充水或补充自来水。
        2.初期雨水及海绵城市监控系统
        城市的第一场雨水会污染景观水体。在包括第一个防雨设施在内的海绵城市基础设施建设完成后,这些设施的运营方法对于海绵城市的有效性非常重要。
        3.污水处理厂全流程优化运行控制系统
        为了达到优化污水处理厂运行的目的,污水处理厂整体优化控制系统在保证出水水质基础上,稳定的污水处理和正常的设备运行条件。
        五、结论
        从智慧地球发展到智慧城市,进而又发展到智慧水务,智慧水务的开发与水务信息系统密不可分,智慧水务是水务系统发展到一定阶段的结果。智慧水务的开发目前还处于初期阶段。如果想要真正的实现智慧水务的整合,当一定量的监控数据积累和运行经验被智慧水务真正“吸收”后,则想要真正的实现智慧水务的整合离我们就不远了。
        参考文献
        1杨哲.智慧水务系统在城市供水中的应用,科技创新导报,2016, 13(11): 36~38
        2彭智欣,徐嘉棋.智慧水务的思考.中国水运(下半月),2015,15(9): 234~236
        3杨明祥,蒋云钟,田雨,王浩,智慧水务建设需求探析.清华大学学报(自然科学版),2014, 54(1): 133~ 136,144
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