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“智慧水務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建”

構(gòu)建目標(biāo)

①　協(xié)同化管理。建立起城市給排水、防洪、保護(hù)水資源等業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的協(xié)同化管理。

②　高效化資源利用。實(shí)時(shí)監(jiān)控水質(zhì)、供水管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)供水、用水情況的統(tǒng)計(jì)分析，為決策提供信息，合理調(diào)配資源。

③　便捷化服務(wù)。搭建統(tǒng)一的門(mén)戶(hù)平臺(tái)，社會(huì)公眾可以利用新一代的信息技術(shù)隨時(shí)隨地查詢(xún)需要的水務(wù)信息，并利用無(wú)線(xiàn)終端預(yù)約服務(wù)，提高效率，改進(jìn)服務(wù)方式，提高服務(wù)水平。

④　智慧化業(yè)務(wù)。深層挖掘水利大數(shù)據(jù)，為水務(wù)業(yè)務(wù)的發(fā)展提供支持，提高決策的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)整合、業(yè)務(wù)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)將為政務(wù)管理與民生服務(wù)搭建起一站式操作平臺(tái)。

構(gòu)建方案

1. 系統(tǒng)平臺(tái)構(gòu)成

①　感知層。深化水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全面感知水資源數(shù)據(jù)。

②　網(wǎng)絡(luò)層。將感知層信息進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)感知層信息的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集、傳輸和存儲(chǔ)，形成完善的網(wǎng)絡(luò)體系。

③　數(shù)據(jù)層。建立數(shù)據(jù)高度集中中心，實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)中心與外部業(yè)務(wù)庫(kù)同步的對(duì)外業(yè)務(wù)支持。

④　應(yīng)用層。高度集成系統(tǒng)、應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)信息的共享、系統(tǒng)升級(jí)以及二次開(kāi)發(fā)，分割業(yè)務(wù)流程，多網(wǎng)融合，結(jié)合數(shù)據(jù)中心的大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)輔助決策的作用和統(tǒng)一的業(yè)務(wù)管理。

⑤　平臺(tái)層。實(shí)現(xiàn)對(duì)水務(wù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析和處理以及網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層之間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理和業(yè)務(wù)信息、設(shè)備信息的展示。

⑥　安全層。部署入侵檢測(cè)系統(tǒng)、安全審計(jì)系統(tǒng)、防病毒系統(tǒng)等，為平臺(tái)提供安全保障。

2. 系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)用

系統(tǒng)平臺(tái)以“分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”為核心，搭建工業(yè)控制消息總線(xiàn)，集成面向服務(wù)( SOA) 系統(tǒng)的信息服務(wù)總線(xiàn)。這兩種總線(xiàn)，支持通用信息交互和廣域服務(wù)，實(shí)現(xiàn)高效的通信和應(yīng)用集成。系統(tǒng)平臺(tái)軟件涉及SCADA 平臺(tái)軟件，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算引擎軟件、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)、報(bào)警管理軟件、GIS 平臺(tái)軟件、WEB 服務(wù)器、安全防護(hù)以及計(jì)算服務(wù)器等。

3. 系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容

1) 數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心的建設(shè)包括基礎(chǔ)設(shè)施，云平臺(tái)、應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)及安全運(yùn)維。

①　軟硬件基礎(chǔ)。包括服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、安全設(shè)備等。

②　云平臺(tái)和應(yīng)用。利用云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、交互、存儲(chǔ)以及共享，基于SOA 架構(gòu)以及云計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的無(wú)縫連接。利用云應(yīng)用，將傳統(tǒng)的軟件應(yīng)用模式轉(zhuǎn)變成即取即用的服務(wù)模式，利用網(wǎng)絡(luò)連接各級(jí)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，并能夠在線(xiàn)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)高度系統(tǒng)集成應(yīng)用。

③　安全運(yùn)維。組建安全部門(mén)，安裝安全防護(hù)設(shè)備。

2) 企業(yè)管理及公共服務(wù)信息平臺(tái)

①　企業(yè)管理信息平臺(tái)。建立權(quán)限機(jī)制，通過(guò)身份認(rèn)證分配權(quán)限，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)、服務(wù)等信息的動(dòng)態(tài)瀏覽，集成各類(lèi)水務(wù)信息并與水務(wù)企業(yè)各級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)信息的集成與共享。

②　公共服務(wù)信息平臺(tái)。該平臺(tái)主要用于管理方對(duì)外發(fā)布信息，公布相關(guān)政策法規(guī)信息，以及涉水業(yè)務(wù)的響應(yīng)、處理、繳費(fèi)、查詢(xún)等功能。

3) 業(yè)務(wù)體系

業(yè)務(wù)體系包括生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)、管理和信息四個(gè)體系。生產(chǎn)體系包括制水、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、供水調(diào)度、相關(guān)設(shè)備管理等內(nèi)容；營(yíng)銷(xiāo)體系包括收費(fèi)、新裝、客戶(hù)服務(wù)、管網(wǎng)維護(hù)、用戶(hù)信息管理等；管理體系包括計(jì)劃、項(xiàng)目、成本等；信息體系包括系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)、改造升級(jí)、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)挖掘、指標(biāo)管控等。

“關(guān)鍵技術(shù)”

物聯(lián)網(wǎng)

在智慧水務(wù)中物聯(lián)網(wǎng)是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，包括傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)( 射頻識(shí)別技術(shù)) 、智能嵌入技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)。源自于ITU( 國(guó)際電信聯(lián)盟)的定義，在智慧水務(wù)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要用于水資源管理、水務(wù)信息管理以及制水過(guò)程管理。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)水務(wù)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控和動(dòng)態(tài)采集、調(diào)度以及遠(yuǎn)程管理方面，并利用水務(wù)專(zhuān)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)完成相關(guān)設(shè)備標(biāo)定、管理以及監(jiān)控，提高效率，實(shí)現(xiàn)供水、用水以及決策制定的智能化。

云技術(shù)

云技術(shù)是在廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)當(dāng)中將硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)等資源集成起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算、儲(chǔ)存、處理和共享的一種托管技術(shù)，是網(wǎng)絡(luò)、信息、整合、管理平臺(tái)、應(yīng)用等技術(shù)的總稱(chēng)。在智慧水務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)當(dāng)中主要用于搭建數(shù)據(jù)中心。所以要了解云技術(shù)的關(guān)鍵即云計(jì)算。

①　虛擬化技術(shù)，計(jì)算元件運(yùn)行于虛擬環(huán)境中，擴(kuò)大硬件容量，簡(jiǎn)化軟件的配置過(guò)程，減少投資成本，并實(shí)現(xiàn)更廣泛的OS支持。

②　分布式海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，只需要大量的服務(wù)器，并同時(shí)服務(wù)于大量的用戶(hù)，采用分布式儲(chǔ)存和冗余儲(chǔ)存，提高數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的可靠性。

③　海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)，主要包括Big Table 和HBase。這是為大數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)源的關(guān)鍵。

④　平臺(tái)管理技術(shù)，主要實(shí)現(xiàn)云端運(yùn)行的應(yīng)用軟件的管理，協(xié)調(diào)大量服務(wù)器，使其協(xié)調(diào)工作。

移動(dòng)互聯(lián)

移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)就是將移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)，成為一體。這是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、平臺(tái)、商業(yè)模式和應(yīng)用與移動(dòng)通信技術(shù)結(jié)合并實(shí)踐的活動(dòng)的總稱(chēng)�；�于移動(dòng)互聯(lián)的移動(dòng)APP，可以將移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，提高廠(chǎng)站運(yùn)作效率和管理服務(wù)水平；可以結(jié)合智能手機(jī)的OS 特性，開(kāi)發(fā)出操作簡(jiǎn)單、高效便捷，專(zhuān)注于水務(wù)行業(yè)的移動(dòng)管理系統(tǒng)，并連接PC端實(shí)現(xiàn)信息的共享，使水務(wù)企業(yè)的成本管理、KPI展示、過(guò)程監(jiān)控、關(guān)鍵數(shù)據(jù)錄入進(jìn)行數(shù)字化。而移動(dòng)互聯(lián)將作為網(wǎng)絡(luò)通信的補(bǔ)充，打通信息孤島和業(yè)務(wù)隔閡，實(shí)現(xiàn)信息之間的無(wú)縫銜接，既有利于企業(yè)掌握經(jīng)營(yíng)全貌，也利于市民方便快捷的接受信息。 

分布式對(duì)象技術(shù)

分布式對(duì)象技術(shù)涵蓋的主流技術(shù)包括COM/DCOM/. NET組件技術(shù)、Java技術(shù)、CORBA技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)這四種技術(shù)。Java技術(shù)是一種可以撰寫(xiě)擴(kuò)平臺(tái)應(yīng)用軟件的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，具有卓越的通用性、高效性、平臺(tái)一致性和安全性，它對(duì)于智慧水務(wù)移動(dòng)APP的開(kāi)發(fā)具有顯著的作用。CORBA技術(shù)，可兼容各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通過(guò)該技術(shù)組件網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)，先在每臺(tái)設(shè)備上構(gòu)筑信息通道，保證數(shù)據(jù)傳輸，并由該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與上層軟件的信息交互和NAP功能，同時(shí)可在該子系統(tǒng)配置標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序接口，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)自定義程序與上層軟件的信息交互。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，是智慧水務(wù)當(dāng)中比較核心的技術(shù)，智慧水務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)對(duì)信息采集的實(shí)時(shí)性要求高，DRTDBS(分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)) 可滿(mǎn)足要求，商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)可對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，通過(guò)建立起RTDB，形成數(shù)據(jù)處理的子系統(tǒng)。這些技術(shù)的實(shí)質(zhì)在于構(gòu)建出數(shù)據(jù)中心的硬件基礎(chǔ)，然后向云計(jì)算轉(zhuǎn)型。通過(guò)虛擬化服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、軟件定義的存儲(chǔ)、混合等技術(shù)，架構(gòu)軟件定義數(shù)據(jù)中心，目的是解決大數(shù)據(jù)分析。

“智慧水務(wù)應(yīng)用案例及發(fā)展形勢(shì)”

近幾年，智慧水務(wù)作為建設(shè)的熱點(diǎn)，我國(guó)各大城市在智慧水利的建設(shè)上都開(kāi)始新的征程。

以北京為例，根據(jù)IEC 智慧城市報(bào)告( 2016. 04)所提供的數(shù)據(jù)顯示，北京是中國(guó)規(guī)模龐大的城市化進(jìn)程的代表，從千禧年到2010 年僅十年的時(shí)間，北京人口增長(zhǎng)了42%，是中國(guó)同期人口增幅的7 倍之多，這種超大規(guī)模的城市化進(jìn)程給北京帶來(lái)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，也導(dǎo)致這座城市面臨許多新的挑戰(zhàn)，而水資源短缺的問(wèn)題更為凸顯。北京市行政副中心—通州新城的智慧水務(wù)建設(shè)，規(guī)劃構(gòu)建“通州智慧水務(wù)平臺(tái)”，從側(cè)重水信息采集、處理和集成轉(zhuǎn)向水信息大數(shù)據(jù)的挖掘、分析和應(yīng)用。在規(guī)范組織水信息的基礎(chǔ)上，融合決策算法和仿真技術(shù)，不斷挖掘和分析水信息的潛在價(jià)值，科學(xué)、高效、智慧化解決水問(wèn)題，不僅為“智慧北京”的城市建設(shè)沖鋒陷陣，更為北京城市的水資源的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

“結(jié)束語(yǔ)”

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智慧水務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)的構(gòu)建已經(jīng)具備成熟的條件，基礎(chǔ)設(shè)施( 感知層) 建設(shè)逐漸完善，涉及到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等方面的運(yùn)用也在飛速發(fā)展。我們?cè)谌绱死�好局面下，不僅要清醒地認(rèn)識(shí)到我國(guó)智慧水務(wù)尚在起步階段，尚有諸多問(wèn)題需要解決，需要循序漸進(jìn)地開(kāi)展建設(shè)。同時(shí)要在緊密關(guān)注發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)的技術(shù)與理念同時(shí)，以“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”為治水思路，發(fā)揮我們的想象力、創(chuàng)造力，結(jié)合我國(guó)水資源特點(diǎn)、民生需求等各個(gè)方面的因素，為建設(shè)我國(guó)特色的水利行業(yè)持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。