大数据背景下的智慧水务系统建设研究

李冠豪

（广东南方电信规划咨询设计院有限公司，广东 深圳 518000）

1 智慧水务系统概述

智慧水务系统是智慧城市建设的重要组成部分，是以GIS技术为基础，以大数据、物联网、数据库、新一代通信技术等为依托，以城市基础地形图和供水管网数据为核心，注重供水管网业务移动化、供水综合信息集成化、供水管网数据服务化，实现供水管网空间和属性数据统一动态管理，达到生产调度智慧化、管网管理智慧化、供水服务智慧化、企业运营智慧化，为城市供水管网的建设及运营提供可靠的依据和服务，提高供水管网业务管理的水平和流转的效率，从而实现城市供水管网智慧运作和科学管理。

2 智慧水务系统建设需求分析

2.1 合力打造水务感知建设

充分考虑各部门应用需求及水务管理总体布局的需要，统筹规划水务感知系统的建设、应用、管理和维护。根据管网、水库、水厂的地理分布环境、治安形势特点及感知要求，采取科学的布建原则，考虑布局选点的针对性、关联性以及整体效果，对区内感知监测实现精细化全面布局，对关键部位闭环部署监测点，实现对重点区域和部位的全覆盖。

2.2 统一的信息管理系统管理

智慧水务系统应统一平台管理，建设应急指挥调度中心，整合各类已建的水务感知资源，实现信息资源的全网共用。以GIS系统为承载体，使整个城区管网内上述系统感知点连成一个整体系统，形成一张覆盖整个水务管网区域的完整的监测网，实现所有图像资源的集中管理。以水务业务需求为导向，深度挖掘水务应用功能，充分发挥智慧水务系统在城市基础水务管理，提升运维效率、保障供水安全、预防和打击水源污染的重要作用。

2.3 深化水务全方位应用

以水务需求为导向，将水务应用与指挥生产调度等业务应用进行深度结合，从原来单纯地依靠手工“看、管、存、控”向大数据实战型的智慧应用系统跨越，以城市地形图为基础，以供水管网数据为核心，紧密结合供水管网管理需要，为城市水务运营企业实现对供水管网数据的管理、更新、分析与应用提供了智慧化的、科学化的、有效的信息化管理工具，致力于构建全方位的多业务（生产调度、巡查、收费、统计、客户、运维、OA）的可视化水务实战应用系统。

2.4 建设水务传输专用网络

建设的监测设备接入传输专网，高标准建设、高带宽传输，实现监测与高清晰图像传输，传输专网独立组网运行，专门用于支撑水务监测数据与视频图像监控服务。

3 智慧水务系统建设方案

3.1 系统架构

智慧水务系统宜采用基于GIS数据中心核心技术，采用面向服务的体系架构（Service Oriented Architecture，简称SOA架构）进行建设（如下图1智慧水务系统架构所示），保证项目的有效开展与实施。

图1 智慧水务系统架构

3.2 应用系统建设

3.2.1 数据建设

数据标准化是企业对数据的定义、组织、监督和保护进行标准化过程，包括数据交换标准化和数据库设计标准化，使数据在不同业务层次、不同区域以及不同应用系统之间实现信息共享，保证业务流程中沟通顺畅、准确，提高业务灵活性。

3.2.2 管网GIS系统

管网GIS系统基于城市的电子地形图，并结合城市供水管网数据，为水务运营企业实现对供水管网的规划、建设、管理、维护、分析与应用提供了智慧的、科学的、有效的基础管理系统。

3.2.3 管网巡线工单系统

管网巡检工单系统由移动端和监控端构成。通过使用基于嵌入式技术开发的能安装于智能移动终端的APP，管网巡检人员能有效提高水务管网的日常管理工作，更加便利地执行巡检任务查询与接收、维护工单的接收与处理等业务。

3.2.4 营业收费系统

营业收费系统能为水务运营企业提供收费管理功能，具体包括：用户查询、费用查询、报表统计、微信收费平台、支付宝收费平台、银企联网平台等功能。

3.2.5 表务管理系统

表务管理系统是通过规范水表相关工作流程，有效管理水司的水表信息，杜绝水表拆换过程中的人为因素；通过检测水表运转过程中的水表质量，分析重点水表的实际应用情况。

3.2.6 用户报装系统

用户报装系统包含用户申请、受理、审核、工程实施（勘察设计、造价、缴施工、竣工）、处理等所有环节。

3.2.7 客服热线系统

客服热线理系统

主要由客服热线、工单管理、系统管理、通话记录、统计报表五大功能模块组成。为运营企业提供完善的客户服务功能。

3.2.8 分区漏损控制系统

基于管网GIS数据，精细划分计量分区，通过分析和掌握各区域需用水量、供销差、漏失量、未收费水量等因素，实现独立计量分区管理与调控，通过一张网监测科学控制漏损，降低漏损率。

3.2.9 办公OA系统办公OA系统

集ERP、HR、CRM等功能为一体，对水务运营企业的正常经营、运行起着重要的作用。除此，将水务运营企业的业务数据集成到日常工作系统中，使企业员工能更加有效地获取工作信息，提高水务运营企业的整体工作效率。

3.2.10 智慧水务综合运营平台

通过综合运营平台，可实现供水调度指挥、查看供水宏观运行汇总、查看管网管理运行汇总、查看营销管理汇总。重点信息展示：用滚动播放配合页面的方式显示公司的实时动态，每个部门可在此版块发布营业信息、会议信息、重大事件，也可提交至供水服务调度（指挥）中心统一管理发布。重点信息发布：系统提供一个区域，支持用文字滚动的形式发布公司重点信息及新动态，用户可以查看较为全面的动态和历史动态。

3.3 网络系统建设

3.3.1 网络架构

智慧水务系统平台要求是一张覆盖整个地市的传输专网网络，实现“横向到边，纵向到底”的总体联网整合目标，作为感知数据的传输通道，为感知数据采集传输和应用提供强有力的支撑，平台应部署在专网上。

核心层：核心层链路须共支持不少于10G网络带宽，需使用2台高性能路由器作为核心设备。核心层需使用双热备结构，支持10G以上传输能力，后续扩展需支持20G和50G的业务板卡。

汇聚层：按区域设置汇聚点，汇聚层节点只需将流量快速的转发至核心路由器即可。需使用高性能交换机作为汇聚层设备。汇聚层需使用双归属结构，需使用链路捆绑技术，支持1G以上传输能力。

接入层：作为具体感知点的接入链路，需支持100兆以上的接入带宽，后续扩展需支持1G的接入带宽。

3.3.2 网络接入技术

智慧水务系统平台支持使用裸光纤专线（P2P）、MSTP专线、VPN接入、无线通信接入、无线移动VPN接入、无线VPDN接入等多种通信传输技术接入。

3.3.3 网络安全体系要求

平台联网接入有视频图像信息和水务感知信息，对安全体系建设要求实现重要感知信息不失控，敏感视频图像信息不泄露。

物理安全：传输专网，专网专用。

网络安全：网段划分，访问控制，安全审计，入侵防御，漏洞安全。

数据安全：数据保密，数据备份和恢复。

边界隔离：通过部署设备应用控制系统平台实现边界隔离和安全接入。

4 结束语

以大数据、物联网、GIS等技术为中心构建智慧水务系统，实现生产调度智慧化、管网管理智慧化、供水服务智慧化、企业运营智慧化，能为城市供水管网的建设及运营提供可靠的依据和服务，提高供水运营企业的经济和社会效益。