市政供水水质在线监测平台的设计及应用

梁明明，周茜，崔晓波，张玮

市政供水水质在线监测平台的设计及应用

梁明明，周茜，崔晓波，张玮

（太原供水集团有限公司，山西 太原 030009）

近年来随着互联网技术不断发展，传统的在线仪表焕发出新的活力。水质仪表接入互联网后，快速准确地提供市政供水水质信息，提升了企业的管理能力，拉近了水质管理员与水质数据之间距离。基于供水公司水质在线监测的实际需求，设计并实现了水质在线监测平台。

水质在线监测；浊度；余氯；信息平台

1 引言

随着社会经济的发展，居民对饮用水的要求越来越高，对水质的要求逐步加强，水质在线监测技术越来越受到广大水质管理工作者的欢迎。在互联网技术发展之前，水质在线监测数据主要采用手工采集数据和人工预警的方式，在互联网技术不断发展的今天，集成的数据平台以其快速便捷的特点逐渐成为一种潮流趋势。

本文主要根据供水公司的实际需求并结合行业标准《城镇供水水质在线监测技术标准》对数据平台进行功能设计，具体包含在线点位分布及实时数据、限值报警、在线数据与实验室数据比对等功能模块。系统搭建时选用了PHP语言作为主框架，后台使用MYSQL数据库且前端采用Bootstrap框架、地图模块、图表模块搭建；使用云服务器及安全管理服务等互联网工具实现了供水公司的水质在线监测要求。

2 系统功能

2.1 实时数据模块

在水质管理工作中，管理员要求快速定位水质监测点位，这就要求信息系统必须直观便捷。采用地图标点的方式在实践中发现是较为便捷的，其中可以包含二级窗口显示仪表状态、历史曲线等信息，帮助管理人员分析水质情况。功能模块内实时数据等信息列表如图1所示。

2.2 限值报警功能

在实际的工作中笔者发现，在线仪表由于安装条件和采样管道的特殊性经常发生瞬时超标的现象，出现了仪表传输出现故障时数值长时间不动而不触发限制报警的情况。这就要求系统在设计时不能简单地设计为超限制就报警，加入时间段均值的设计就是一种解决的思路。下面一组数据代表了水质在线浊度参数，通过计算平均值可以有效解决错误报警情况。笔者经过试验后发现，12次均值在实时性和实用性方面相对科学，具体如表1所示。

图1 功能模块内实时数据信息列表

表1 试验结果

平均时间/min53060120240 浊度均值/NTU2.200.820.760.750.76 报警是否否否否 说明：浊度仪表设置为每5 min回传一次数据，报警值设置为不大于1。随着时间的推移浊度值平均值逐渐稳定，但时间过长会影响数据的实时性

2.3 数据比对功能

为了验证在线仪表的数据准确性，采用水质在线仪表与实验室台式浊度仪进行比对。人工现场采样后带回实验室用台式浊度仪检测，采用比对方法为GB 5750.4—2006《生活饮用水卫生标准（2浑浊度）》，某段时间浑浊度参数比对的结果如表2所示。结果表明，比对点位浑浊度在线监测仪工作正常，无需紧急维护。

表2 某段时间浑浊度参数比对的结果（单位：NTU）

点位地点胜利街南内环长风街新建路迎泽街三给街 在线数据0.450.690.670.520.700.77 台式数据0.470.720.690.530.690.80 说明：比对点位仪表工作正常

3 使用的互联网工具

3.1 PHP语言配合MYSQL数据库作为后台

选择PHP语言主要是因其简单易学、部署成本低、开源的特性。PHP语言不用像Java等语言需要编译，可以直接运行从而节约了中小项目的部署时间。MYSQL数据库和PHP语言一样是优秀的服务于中小项目的开源数据库。PHP和MYSQL配合PHP开源框架CodeIgniter 可以高效部署信息平台。采用PHP语言的开源框架CodeIgniter，对于用户登录、表格输出、数据库管理具有高效稳定的特点。系统程序如图2所示。

图2 系统程序

3.2 前端采用Bootstrap框架、开源地图和图表模块

Bootstrap是当前比较流行的前端框架，该框架基于层叠样式表CSS和Java脚本，上手简单灵活，加快了项目开发的速度，是开发人员的一个重要工具。开发本平台具有以下优点：①扩展性强，一次设计可以满足多种屏幕应用，包括手机屏幕、平板屏幕、电脑屏幕、墙上大屏幕；②代码成熟在众多网站已经使用多年，具有学习成本低、文档资料多的优势；③开源切美观，可以适应众多浏览器，包括常见的IE、Google Chrome、火狐浏览器。

地图模块、图表模块方面：①笔者采用了百度地图开发平台设计地图模块。平台具有地理信息显示、大小缩放、标点位置、标签提示等功能，并支持AJAX技术。通过其个性化地图编辑平台，可以按照自己的风格喜好或业务场景需求，配置个性化地图样式，生成的“专属地图”，并对多达51种地图元素进行个性化样式编辑，切可以在多端进行配置使用。②图表模块笔者使用了百度 ECharts开源可视化库，其可以流畅地运行在PC和移动设备上，提供了常规的折线图、柱状图、散点图、饼图、K线图、用于统计的盒形图，并且支持图与图之间的混搭。

3.3 采用云服务进行安全管理

云服务安全管理是现代流行的一种安全管理方式，旨在使用云计算能力将安全服务模块化，防火墙、网管就像在超市中选取商品一样随意选取和使用。云安全管理提供了灵活的安全管理方案，采用云安全管理的企业不需要像传统企业一样构建自己专用的安全服务器，可以在云平台上运行部署各种各样的安全服务业务。云安全管理所采用的创新模式，可以使用户通过云平台随时获得近乎无限的安全方案和丰富多样的安全配置。

4 结语

水质监测系统平台，比如采用PHP语言、MYSQL数据库、Bootstrap框架、地图图表模块化、云安全管理服务等互联网工具，可以极大缩短平台建设时间，完全满足《城镇供水水质在线监测技术标准》对系统平台的功能要求，且经过2年的实践平台具有良好的稳定性，建议水质在线监测管理部门或平台软件设计公司建设在线平台时使用。

［1］周大农.水质全流程在线监测预警系统的开发建设［J］.给水排水，2016（4）：128-131.

［2］罗辉虎.在线监测系统在水厂水质管理工程中的应用［J］.设备管理与维修，2019（14）：218-220.

［3］郭振兴.浅谈电气工程及其自动化技术在水厂生产中的应用［J］.科技视界，2019（18）：191-192.

［4］王茹.在线监测系统在水厂水质管理工程中的应用与研究［J］.杨凌职业技术学院学报，2017（16）：25-26，30.

TU991.62

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.08.072

2095－6835（2021）08－0174－02

梁明明（1982—），男，工程师，从事水质监测检测工作。

〔编辑：张思楠〕