城市供排水综合安全监管信息平台方案

一、供排水管网GIS子系统.... 1

1.1、供排水管网GIS子系统... 1

1.1.1、GIS基本功能... 1

1.1.2、底图服务... 4

1.1.3、数据标注服务... 4

1.1.4、路径分析服务... 5

1.1.5、协同制图服务... 5

1.1.6、专题模型服务... 6

1.1.7、遥感影像服务... 6

1.1.8、三维地图服务... 6

1.1.9、工程街景服务... 6

1.2、设施信息管理子系统... 7

1.2.1、综合查询... 7

1.2.2、空间数据维护... 10

1.2.3、属性数据维护... 10

1.2.4、网络分析... 10

1.2.5、三维显示... 12

1.2.6、专题显示... 12

1.2.7、统计报表... 12

1.3、规划管理子系统... 15

1.3.1、规划辅助设计... 15

1.3.2、规划方案审核评价... 15

1.3.3、户线接入方案管理与维护... 15

1.3.4、水量预测... 15

1.3.5、规划资料管理维护... 15

1.4、管网巡查养护子系统... 16

1.4.1、计划制定更新... 16

1.4.2、工单过程管理... 16

1.4.3、工单统计... 19

1.4.4、PDA手机端... 19

二、供水综合业务系统... 20

2.1、供水实时在线运行监控管理子系统... 20

2.1.1、图层化管理... 20

2.1.2、视频监控... 20

2.1.3、实时数据监测... 20

2.1.4、异常报警... 21

2.1.5、报警报表... 21

2.1.6、监测数据报表... 22

2.1.7、地图定位... 22

2.1.8、工艺流程... 22

2.2、水质在线监测子系统... 23

2.2.1、在线数据的实时显示与传输... 23

2.2.2、数据的查询统计与分析... 23

2.2.3、监控设备仪器维护... 24

2.2.4、监测点信息维护... 25

2.2.5、报警功能... 26

2.2.6、历史数据的存储、检索、查询及分析功能... 27

2.2.7、网络功能... 27

2.2.8、报表显示及打印功能... 28

2.2.9、预测预报功能... 28

2.3、供水管网水力模型系统... 28

2.3.1、管网水力模型建立... 28

2.3.2、管网平差分析... 29

2.3.3、供水系统规划设计... 29

2.3.4、数据管理... 30

2.3.5、报表与结果演示... 30

2.4、漏损监控管理子系统... 31

2.4.1、系统管理... 31

2.4.2、基础数据管理... 32

2.4.3、在线监控... 32

2.4.4、派工管理... 33

2.4.5、统计分析... 33

2.4.6、辅助决策... 34

三、排水实时监控与预警子系统... 35

3.1、排水实时监控与预警子系统... 35

3.1.1视频监控模块... 35

3.1.2、数据采集与监控模块... 35

3.1.3、防汛预警模块... 36

3.1.4、城市积水检测模块... 38

3.2、污水管理子系统... 39

3.2.1、污水厂远程监控模块... 39

3.2.2、污泥处置监管模块... 41

3.2.3、工商业用户排水管理模块... 41

3.2.4、重点污染源监控模块... 42

3.3、水质在线监测子系统... 42

3.3.1、排水运行参数及水质监测... 42

3.3.2、异常报警... 44

3.4、排水管网模拟分析子系统... 44

3.4.1、地图操作功能... 44

3.4.2、地图查询功能... 44

3.4.3、管网数据编辑功能... 45

3.4.4、网络分析功能... 45

3.4.5、管网三维显示功能... 45

3.4.6、模型模拟分析功能... 46

3.5、排水运行负荷诊断子系统... 47

3.6、调蓄池监控调度子系统... 48

四、综合展示及应急指挥系统... 49

4.1、监管中心综合展示平台... 49

4.2、应急指挥系统... 50

4.2.1、应急指挥预案管理系统... 50

4.2.2、应急指挥地理信息系统... 51

4.2.3、应急指挥电话会议及监控系统... 53

4.2.4、应急指挥决策支持系统... 54

4.2.5、应急指挥综合通讯系统... 56

一、供排水管网GIS子系统

1.1供排水管网GIS子系统

1.1.1、GIS基本功能

1、图形基本操作

包括放大、缩小、漫游、全图显示、上一视图、下一视图、标尺丈量工具等。

2、管网资料输入

提供两种方式,一是直接在图上进行管网资料的录入;二是导入管网数据的标准格式文件,如mdb数据库、Excel文件等。将供排水系统所有管线、设备与构筑物等信息录入系统中。

3、管网图形输出

图形输出包含图形数据库裁剪输出以及图形输出打印两种方式,同时可根据输出范围选择矩形、圆形、多边形、图幅等多种方式。

4管网设施编辑

数据编辑包括添加管线、添加管点、构筑物绘制、属性编辑和实体删除等功能。

(1)添加管点

通过绘制点的位置或者输入坐标来确定管点位置。

(2)添加管线

通过选择管线的起点和终点管点或绘制管线,录入属性信息后,完成管线的绘制。

(3)构筑物绘制

直接绘制构筑物范围或选择边界点坐标,绘制构筑物,并输入属性信息,完成构筑物的绘制。

(4)属性编辑

选择管点或者管线,实现对其属性信息的编辑。

(5)删除实体

删除选定的管点、管线,同时删除数据库中相应的属性记录,支持单点删除、单线删除、矩形区域删除、多边形删除等多种方式。

5、图层管理

根据数据类型不同,分为管线、地形、行政区划、水系、流域水系等图层,同时,管线又分为供水、排水两个二级级图层,二级图层下分管线、管点、设备、构筑物等三级图层。

1.1.2、底图服务

提供地图服务,包括地图放大、缩小、平移、鹰眼导航、实体定位等功能。根据业务实际需要,可以利用图层控制提供排行政区划图、水系图、地形图、城市行政区划图、城市水系图、流域水系图等。

1.1.3、数据标注服务

包括实时数据标注服务、水利工程信息标注服务,将实时监测数据以及水利工程基本信息标注在地图上。

1.1.4、路径分析服务

根据地图中路径图层进行路径分析,如:站网分布、抢先救灾物资分布、物资调度、线路优化等。

1.1.5、协同制图服务

提供根据需要进行地图标绘,保存标绘结果。

1.1.6、专题模型服务

根据防汛相关业务模型结合地图服务形成专题模型服务,如洪水调度模型服务、淹没模型服务、污染扩散模型服务等。

1.1.7、遥感影像服务

提供遥感影像叠加、分析等服务。

1.1.8、三维地图服务

结合三维技术提供排浏览、仿真、虚拟现实等服务。

1.1.9、工程街景服务

提供工程周围街景查看服务,将现场图像与点位进行挂接,点击后可以查看工程周围街景。

1.2设施信息管理子系统

1.2.1、综合查询

系统提供多种方式的查询定位功能,包括坐标定位、目标定位、属性查询、空间查询、关键字查询、点选查询、管径查询、材质查询等功能,实现通过多种方式的管线信息查询方式获取管线的相关信息。

1、坐标定位

输入坐标信息,进行位置点的定位。

2、目标定位

输入地名等目标,进行位置区域的查询定位。

3、属性查询

根据管点、管线的属性信息进行查询,选中查询结果可以进行位置点的定位。

4、空间查询

支持对不同类型管线按圆或多边形的方式进行查询,选中查询结果可以进行位置点的定位。

5、关键字查询

选择指定类型管段,输入关键字,实现该关键字的模糊查询。

6、点选查询

单个选中元素进行查询属性信息。选择地图上任意地物,该地物会高亮显示处于选中状态,并在查询结果窗口中显示地物属性。

7、管径查询

可利用该功能查询定位属于某管径的一种或多种管线。

8、材质查询

可利用该功能查询定位属于某种材质的地下综合管线。

1.2.2、空间数据维护

对供排水管网设施的位置信息进行编辑,包括供排水管网设施的新增、空间位置修改和删除。

1.2.3、属性数据维护

实现对供排水管网设施属性信息的修改。

1.2.4、网络分析

提供丰富的网络分析功能,为管网规划设计提供辅助支持,包括流向分析、缓冲区分析、连通性分析、爆管分析等。

1、流向分析

在地图上直观地表现管网水流方向。

2、缓冲区分析

通过设置的缓冲区半径设置缓冲范围,显示缓冲区范围内的图层信息,可进行地图定位。

3、连通性分析

利用该功能可以对地图上两个管点间的管线进行连通分析,在地图上选定需要进行分析的管点进行连通分析,可以查看分析结果以及连通分析所经过的管线信息和管点信息。

4、爆管分析

该功能实现给水\燃气发生爆管事故时,对受影响的范围进行分析,直观展示影响范围及需要关闭的阀门信息。

1.2.5、三维显示

实现供排水管网的三维可视化展示。

1.2.6、专题显示

利用图层控制技术,通过不同类型数据的显隐控制,实现供排水管网专题显示。

1.2.7、统计报表

系统提供了丰富的报表统计方法和专题图表达方法,便于进行管网资产的梳理,包括管径分段统计、埋深分段统计、点性质分类统计、管径分类汇总与材质分类汇总以及区域范围内管线数量与长度的统计与结果输出。

1、管径分段统计

实现按照管径分段汇总指定图层的数据信息。

2、埋深分段统计

实现按照埋深分类汇总指定图层的数据信息。

3、点性质分类统计

实现按照点性质不同分类汇总指定图层的数据信息。

4、管径分类汇总

实现按照管径分类汇总指定图层的数据信息。

5、材质分类汇总

实现按照材质不同分类汇总指定图层的数据信息。

6、区域条件统计

可以利用该功能对地图某区域内的管线或管点按设定的条件进行统计,在地图上划定需要统计的范围,系统会自动搜索范围内存在的管线类型,即可在窗口中确定管线类型和统计条件对范围内的管线或管点进行统计。

1.3、规划管理子系统

1.3.1、规划辅助设计

对不同规划方案进行评估与比较,对规划设计后管道的运行情况进行模拟分析,进而计算管道流速、水厂能耗及投资情况,辅助进行管网规划设计。

1.3.2、规划方案审核评价

根据规划方案模拟情况,对规划的科学性、合理性进行评估,生成总体评估报告,实现规划方案的审核评价。

1.3.3、户线接入方案管理与维护

对不同的户线接入方案进行综合管理,包括新增、修改和删除。

1.3.4、水量预测

基于历史运行数据,利用神经网络进行水量的预测。

1.3.5、规划资料管理维护

对规划相关资料进行数据管理,包括新增、修改和删除。

1.4、管网巡查养护子系统

采用B/S和M/S模式相结合的方式构建管网巡查养护子系统,满足现场巡检养护及抢修人员与管理人员及时沟通信息的需要,做到内外业管理工作相结合,实现巡检养护及抢修系统的科学化、规范化和智能化。

1.4.1、计划制定更新

计划制定主要是针对巡查养护人员制定巡检计划,分为计划任务和临时任务。

1.4.2、工单过程管理

实现从工单生成、工单派发、工单处理及记录、回单、工单审核等全过程电子化管理方式。

1、工单生成

系统管理员新建任务工单。

2、工单派发

根据巡检员的实时位置、任务状态,进行工单的派发。

3、工单处理及记录

系统记录历史工单记录信息。

4、回单

巡查养护人员通过移动端对上报巡检养护结果。

5、工单审核

任务完成后,由管理人员进行结果审核。

1.4.3、工单统计

对巡查养护事件进行年、月、日的多种条件查询、统计。查询条件可以分为按时间、事件类型和所属区域进行设置,统计分析结果以图表的形式进行显示。

1.4.4、PDA手机端

通过移动终端,与Web端进行信息交互与共享,满足现场巡查养护与管理人员及时沟通信息的需要,主要实现工单任务接收、信息上报、工单反馈等功能。

二、供水综合业务系统

2.1、供水实时在线运行监控管理子系统

2.1.1、图层化管理

通过选择不同的图层,可以进行相应要素的查看和管理。

2.1.2、视频监控

通过在水厂、加压泵站、管线、阀门、二次给水设备等供水设施附近加装摄像头,实现对重要位置的视频监控。

2.1.3、实时数据监测

在重要位置安装物联感知设备,对监测点数据如压力、流量、水质等进行实时采集、在线监测。

2.1.4、异常报警

测压点低于临界值,自动发出报警

2.1.5、报警报表

根据报警信息的类型、时间、位置、次数以及报警的有效率,用户可以自定义生成报警统计报表及报警有效率报表。

2.1.6、监测数据报表

根据需要,能够实现生成监测点历史监测数据相关报表、趋势曲线等。

2.1.7、地图定位

根据信息列表,实现在地图上的定位展示。

2.1.8、工艺流程

查看加压站、泵站等场站对应的三维工艺流程。

2.2、水质在线监测子系统

2.2.1、在线数据的实时显示与传输

显示当前所有监测点的报警信息。包括实时监测主要设备的运行状态等报警信息以及水质监测项预警信息。

2.2.2、数据的查询统计与分析

对水质监测数据进行多维度分析与展现,包括各水质指标监测项指标的查询统计、水质成分统计、报警记录信息查询以及电流趋势变化分析等。

2.2.3、监控设备仪器维护

对物联网监控设备的设备名称、属性、监测属性、建设年代等属性进行维护与管理。

2.2.4、监测点信息维护

1、地图定位

地图定位标注监测点的位置,显示监测点基本信息。

2、视频信息

可以对接水厂视频监控信息,将水厂视频监控数据对接到系统,在系统中统一查看水厂视频监控信息;

3、工艺流程图

查看监测点的工艺流程,显示工艺流程图中的在线监测数据;

4、实时运行数据

展示监测点的参数、水质参数、电量参数(如电流、电压、功率)等

5、短信发送

将报警信息通过短信平台来发送短信,提醒相应的联系人,第一时间通过短信发送。

2.2.5、报警功能

设置水质报警阈值,并在水质超标时及时进行报警。

2.2.6、历史数据的存储、检索、查询及分析功能

系统包括数据的多维度分析与展现,历史数据的查询、统计和分析等功能。

2.2.7、网络功能

将现场采集到的数据送到网络服务器上供其它系统使用,实现数据上传与共享。

2.2.8、报表显示及打印功能

可自动生成各种生产情况的日月年报表,并可随时打印。

2.2.9、预测预报功能

根据水厂历史运行情况及水质信息,建立水质预测模型,对水质进行预测预报。

2.3、供水管网水力模型系统

2.3.1、管网水力模型建立

建立管网水力模型,提供完善的管网图形编辑工具,可以实现对管道、节点、阀门和水泵等图形及属性数据进行输入、修改和删除等操作。同时,系统通过导入或动态连接实现与外部数据的连接。

2.3.2、管网平差分析

根据实际监测数据于管网模拟数据值进行对比,利用物联感知设备实际监测数据修正管网水力模型。

2.3.3、供水系统规划设计

可以实现对供水规划方案的管理、比较以及合并等功能。对不同供水规划方案进行对比,对规划设计后管道的送水能力、供水管网压力变化等进行模拟分析,进而计算管道流速、水厂能耗及投资情况,辅助进行管网规划设计。

2.3.4、数据管理

数据管理包括多功能表格、多拓扑关系管理、子模型管理。

2.3.5、报表与结果演示

可以为任何一个元件或者一组元件产生详细的报告。

可以对管径、流量、流速、结点海拔高度、水压线、压力等特性进行颜色编辑和管理。

可以进行动态标注,在地图上添加描述性文字或数据,可实现属性表和注释信息的同步更新。

可进行等值线绘制、动画录制、统计图表生成。

2.4、漏损监控管理子系统

2.4.1、系统管理

用于设置支持系统运行的各种参数、用户及功能权限。包括用户角色管理、组织机构管理、系统功能管理和用户登录日志管理。

2.4.2、基础数据管理

基础数据管理用于维护供应商、设备、监测点、分区等基础数据,同时也用于维护系统本身的基础数据。

2.4.3、在线监控

实时采集供水管网流量、压力、噪声、运行状态等数据,并以多种方式显示监测点的状态信息,如状态、进度、GIS、趋势及数据等方式,同时可以监控设备本身的运行状态。具体包括:在线状态监控、在线进度监控、在线GIS数据监控、在线数据监控、设备运行状态综览、报警规则定义、报警规则查询、监测数据查询等功能。

2.4.4、派工管理

系统根据监测数据的报警信息判断分区存在漏损后,向各有关部门发放派工单及维修单。

2.4.5、统计分析

通过明细数据、日报、月报、年报等多种形势,统计、分析各分区及监测点的数据信息。

2.4.6、辅助决策

用于分析DMA分区某一时间段内的供水量、售水量、产销差等信息,并根据管网健康状况分析功能,分析出DMA分区管网健康状况,包括DMA分区名称、分析处理建议及当前DMA漏失等信息。具体包括:产销量评估、漏损评估、管网健康状况分析、水平衡简析、漏损评估综览等分析功能。

三、排水实时监控与预警子系统

3.1排水实时监控与预警子系统

3.1.1视频监控模块

接入防汛视频口岸路、污水厂视频监控、泵站视频监控以及河道排污口视频监控数据,实现视频监控数据的轮询显示、操作以及历史的查询回放等功能。

3.1.2、数据采集与监控模块

整合中水站、泵站、污水处理厂、河道SCADA数据及重点污染源数据,进行监控,并提供各种周期模式的统计报表。

3.1.3、防汛预警模块

防汛预警模块需掌握气象信息、雨情信息、水情信息、低洼地区水位情况和泄洪河流的实时水文信息,具有“视频监控”、“水位监测”、“数据采集、整合、处理、反馈、报警、预警”等功能,为指挥调度防汛抢险救灾工作提供科学、准确的依据。

3.1.4、城市积水检测模块

城市积水检测模块主要对积水点进行实时的水位监测,并可以通过LED屏、Web端发布相关的实时信息,保证了行人和车辆的安全。

1、实时水位监测

2、实时信息发布

通过LED屏或者web端发布积水点水位信息。

3.2污水管理子系统

3.2.1、污水厂远程监控模块

远程监控系统主要提供实时监视、实时控制、趋势曲线查看、实时报警、视频监控等功能。

3.2.2、污泥处置监管模块

污泥处置监管模块的总体服务目标是实现每一吨污泥得到安全可控的处置。

3.2.3、工商业用户排水管理模块

采用C/S、B/S和M/S模式相结合的方式构建排水户管理子系统,C/S模式集成模拟分析功能,实现对户线接入方案接入前后模拟对比分析,评估接入方案的合理性;B/S模式提供排水户信息的综合管理,以及户线报装业务的过程管理,支持对户线报装用户信息录入,户线报装过程的跟踪,并向用户发布报装办理的结果信息;M/S模式提供排水户信息,现场人员可以随时查看排水户信息,并根据现场情况进行记录和更新。

3.2.4、重点污染源监控模块

接收共享生态环境部门关于重点污染源的监控信息,并能够与污水管理子系统其他相关模块进行耦合分析评估。

3.3、水质在线监测子系统

3.3.1、排水运行参数及水质监测

对排水泵站、污水排放口、排水管网监测点水质进行实时监测与展示,监测指标主要包括PH值、COD、SS、氨氮以及总磷等。

3.4、排水管网模拟分析子系统

3.4.1、地图操作功能

地图基本操作主要包括放大、缩小、漫游、透明度、全屏显示等。

3.4.2、地图查询功能

系统提供多种方式的查询定位功能,包括坐标定位、目标定位、属性查询、空间查询、关键字查询、点选查询、管径查询、材质查询等功能,实现通过多种方式的管线信息查询方式获取管线的相关信息。(同1.2.1节)

3.4.3、管网数据编辑功能

数据编辑包括添加管线、添加管点、属性编辑和实体删除等功能。

(1)添加管点

通过绘制点的位置或者输入坐标来确定管点位置。

(2)添加管线

通过选择管线的起点和终点管点或绘制管线,录入属性信息后,完成管线的绘制。

(4)属性编辑

选择管点或者管线,实现对其属性信息的编辑。

(5)删除实体

删除选定的管点、管线,同时删除数据库中相应的属性记录,支持单点删除、单线删除、矩形区域删除、多边形删除等多种方式。

3.4.4、网络分析功能

提供丰富的网络分析功能,为管网规划设计提供辅助支持,包括流向分析、缓冲区分析、连通性分析、爆管分析等。(同1.2.4节)

3.4.5、管网三维显示功能

实现供排水管网的三维可视化展示。

3.4.6、模型模拟分析功能

建立具有代表性的城市排水管网系统和河流系统的电脑模型,完整模拟城市雨水循环系统,实现了

3.5、排水运行负荷诊断子系统

利用排水管网模型能模拟城市排水管网系统的运行特征,识别和掌握系统运行的整体规律;利用在线监测数据对模型关键参数进行定期率定,并通过监测数据统计分析实现对系统进行定量化评估;利用GIS技术为模型的应用提供了空间分析、查询和显示功能等强有力的技术支持,从而为管理部门提供排水系统运行负荷计算以及动态诊断和展示功能,辅助管理部门进行科学决策和绩效评估。

3.6、调蓄池监控调度子系统

近期目标包括显示地图位置,展示调蓄量、建设时间、使用方信息等基本情况;远期目标包括设施管理、远程监测、调度控制、运行管理以及效能评估等内容。

四、综合展示及应急指挥系统

4.1、监管中心综合展示平台

结合供排水处外部信息系统的接入,综合展现城市供水、排水、雨水、污水处理等相关信息,整合各方资源,构建大数据展示平台,达到“直观展示、实时监视、协同理事、智能考核、安全好用”的目标。

4.2、应急指挥系统

4.2.1、应急指挥预案管理系统

1、预案编制

包括应急预案制定、应急预案修改、应急预案删除、应急预案审批等。

2、案例库管理

将所有案例按照分类进行管理,并建立索引,当事故发生时,按照关键字、事故类别等进行关联,能够自动关联相关的案例,并以地图、表格形式表现查询结果。

4.2.2、应急指挥地理信息系统

1、应急资源管理

通过GPS定位技术可以随时查看车辆、人员的位置信息,帮助快速准确地调配物资。

2、应急警情管理

对巡查员发现以及市民通过热线、短信、在线等途径提供的井盖丢失、管网堵塞、淤积、溢流、爆管等应急警情进行收集、记录和处理,及时发现供排水管网事故和运行风险;

3、应急警情处理

4.2.3、应急指挥电话会议及监控系统

应急指挥电话会议系统由电话会议系统、无线指挥调度系统和IP视频会议系统组成。

1)电话会议系统。采用IP电话和程控交换机技术,依托专用网络和PSTN网络,利用该系统可即时与各县市区、专项指挥部之间组建电话会议。

2)无线指挥调度系统。通过数字集群调度网专用调度台,在发生重大事件时应急指挥系统人员能够实时地与有关专项指挥部和分中心的指挥调度人员进行联络和沟通。

3)IP视频会议系统。以专用IP网络为依托,可迅速实时召开与相关行业主管部门、条线部门、各企业的视频会议。

应急指挥监控系统由图像监控系统和图像传输系统组成。

1)图像监控系统

由安装在重点地区的摄像设备采集图像,通过网络传输到图像监控中心,通过图像显示屏及使用控制键盘或多媒体控制系统等控制设备,实现对图像的实时监视和控制,全天候掌握重点地区现场情况。

2)图像传输系统

与图像监控系统实现对接,共享图像资源,实时监控重要场所和主要路段的实时情况。

4.2.4、应急指挥决策支持系统

1、网络传输系统

整合气象、公安和遥感影像图等信息资源,实现信息报送、刊物发布管理。

2、文件服务器系统

对各种专项的应急预案和公用文档用计算机进行管理。

3、监测预警功能

建立各种突发公共事件预测预警模型,日常管理系统不断为模型输入参数,一旦模型计算结果出现异常情况时,系统必须能够通过预先设定的途径进行报警,并自动通过电话、传真、Email、短信等方式提醒突发公共事件相关人员。

如设置压力、水质、流量阈值,建立压力、水质、流量预警模型,通过接入实时监测数据,在超出阈值时进行报警,报警信息自动通过电话、传真、Email、短信等方式提醒突发公共事件相关人员。

4.2.5、应急指挥综合通讯系统

系统包括调度服务器、录音服务器、视频转发服务器、录像服务器、交换机、调度台、网关、话机等设备。

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