水利系統(tǒng)在我國的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航運(yùn)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用!”]。我國是水利資源大國，不僅有優(yōu)質(zhì)、豐富的廣袤水利資源覆蓋，而且有著龐大的水利系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)對水利資源進(jìn)行服務(wù)和調(diào)度。在龐大的水利系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，泵站是非常重要的功能節(jié)點(diǎn)，其在日常的排澇給水、灌溉等領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用“”。隨著工業(yè)智能化水平的不斷提升，智能一體化泵站開始出現(xiàn)在市場中!。我國在近幾年的水利系統(tǒng)改造和新建項(xiàng)目中，開始逐漸運(yùn)用此種一體化泵站。此種泵站的集成化水平較高，在施工安裝時，相較于傳統(tǒng)的泵站，占地面積小因而施工周期和建設(shè)成本較低中。這對于我國龐大的水利系統(tǒng)來說是一項(xiàng)重大利好。此種一體化泵站安裝運(yùn)用后的巡查維護(hù)依然采用較傳統(tǒng)的人工巡查方式。人工巡查方式對人力資源要求較高，時間靈活性較低，且一體化泵站的地埋方式使得人工巡查難以及時發(fā)現(xiàn)潛在隱患，在出現(xiàn)有關(guān)故障后也難以快速進(jìn)行故障排除，從而影響到相關(guān)水利系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。上述問題將對依賴水利的社會生產(chǎn)活動產(chǎn)生顯著的負(fù)面影響。由此可見傳統(tǒng)的水利系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)方式和泵站的巡查方式并沒有將一體化泵站平臺的集約化、自動化程度較高的優(yōu)勢體現(xiàn)出來。隨著信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為主要前進(jìn)方向的智能網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)理應(yīng)與一體化泵站平臺結(jié)合，實(shí)現(xiàn)以智能化泵站為基礎(chǔ)的新型水利系統(tǒng)運(yùn)作方式，并使得水利系統(tǒng)安全穩(wěn)定、智能管控、合理調(diào)度、節(jié)能高效運(yùn)行成為現(xiàn)實(shí)。

1、智能泵站平臺的管理系統(tǒng)構(gòu)建

水利系統(tǒng)中的一體化泵站平臺的管理系統(tǒng)構(gòu)建主要脫胎于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的管理系統(tǒng)藍(lán)圖，其主要包含邊緣層、基礎(chǔ)設(shè)施層、基礎(chǔ)平臺層、程序?qū)拥葘蛹?span lang="EN-US">!-小]其中，邊緣層主要以安裝在一體化泵站上的各種監(jiān)測設(shè)備如信號監(jiān)測機(jī)、流量分析儀以及接受、發(fā)送傳輸網(wǎng)絡(luò)信號的網(wǎng)絡(luò)通路、網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)為主。上述邊緣層的主體是泵站智能管理平臺的硬件基礎(chǔ)，同時也是整個智能水利系統(tǒng)運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)基礎(chǔ)?；A(chǔ)設(shè)施層相當(dāng)于智能泵站平臺管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲器，它會將監(jiān)測中心與一體化泵站監(jiān)測儀器間的傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時保留，根據(jù)需要還可以進(jìn)行有關(guān)功能的數(shù)據(jù)運(yùn)算?；A(chǔ)平臺層的主要功能是為整個平臺提供操作系統(tǒng)和管理軟件，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)的可視化和可操作性。程序?qū)酉喈?dāng)于整個智能管理平臺的頂層建筑，其作用是通過結(jié)合各泵站的實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)和不同的程序算法，發(fā)布場景應(yīng)用方案，可通過可視化平臺、手機(jī)的管理軟件和網(wǎng)頁等進(jìn)行查看。智能泵站的管理系統(tǒng)構(gòu)架關(guān)系如圖1所示。

2、智能泵站平臺管理系統(tǒng)優(yōu)勢

智能水利系統(tǒng)中的泵站智能管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)特征在于引入了云計算和大數(shù)據(jù)等先進(jìn)數(shù)據(jù)運(yùn)算和存儲方式這使得整套系統(tǒng)在運(yùn)行過程中具有數(shù)據(jù)極速共享、運(yùn)行可靠穩(wěn)定的有力優(yōu)勢。云平臺的接入使得系統(tǒng)中海量傳輸數(shù)據(jù)可以更加迅速地接入云中心，而云的特征使得數(shù)據(jù)不會受到網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬、硬盤存儲空間等傳統(tǒng)問題的制約，這就使得整體系統(tǒng)能夠以一種快速穩(wěn)定的狀態(tài)工作。

此外，該系統(tǒng)的并行能力較強(qiáng)，可以同時對數(shù)百個甚至上千個一體化泵站進(jìn)行智能監(jiān)測并完成數(shù)據(jù)傳輸和信息交互功能。強(qiáng)大的并行能力也使得平臺系統(tǒng)的兼客能力得到了加強(qiáng)。尤其對于早前已經(jīng)建立完成的未加裝智能監(jiān)測設(shè)備的泵站，可以通過改造加裝4G網(wǎng)關(guān)接口和更改工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議證書使得其及時加入智能化管理系統(tǒng)中!1。這極大統(tǒng)籌協(xié)調(diào)了新建泵站和已建立泵站的管理關(guān)系。

3、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)

3.1遠(yuǎn)程運(yùn)行維護(hù)

智能管理系統(tǒng)投入使用后，水利系統(tǒng)監(jiān)管人員和泵站運(yùn)維人員無需再奔赴現(xiàn)場查看有關(guān)監(jiān)測儀器的數(shù)據(jù)情況而是可以在監(jiān)測中心計算機(jī)、手機(jī) APp上實(shí)時查看諸如流量檢測儀、信號管理器、泵體報警系統(tǒng)等的工作狀況。如若提前通過系統(tǒng)監(jiān)測平臺發(fā)現(xiàn)異常，則可根據(jù)具體情況進(jìn)行預(yù)案下的及時處理，如突發(fā)故障，系統(tǒng)會以警報方式向監(jiān)管平臺和工作人員進(jìn)行報警，平臺和工作人員在接收到報警信號后可進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和修理工作，如果是電氣化工作單元模塊或者監(jiān)測程序的故障問題，可通過系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)相關(guān)模塊和程序的自檢工作，如果是硬件問題系統(tǒng)會提示具體的硬件模塊以便進(jìn)行現(xiàn)場的快速修理。

3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用

云平臺的加入使得智能監(jiān)管系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)有了及時分析并應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)某礎(chǔ)。對于系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析而言，關(guān)鍵在于各節(jié)點(diǎn)的泵站數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)可視化分析操作。系統(tǒng)的計算和可視能力能夠?qū)崿F(xiàn)對每個泵站的固定階段數(shù)據(jù)生成報表、統(tǒng)計分析圖等形式，以便能對泵站的下一階段的工作進(jìn)行具體調(diào)整。如在汛期來臨之前，可以通過查看以往汛期的泵站工作數(shù)量、單元泵站的給排水能力等情況，并結(jié)合該汛期的流量程度選擇泵站的工作數(shù)量和功率。這樣既能保證水利系統(tǒng)的功能發(fā)揮，又可以最大限度地避免能源浪費(fèi) 現(xiàn)象。

同時，數(shù)據(jù)分析還可以為水利系統(tǒng)中風(fēng)險的篩查以及相關(guān)設(shè)備的優(yōu)化等問題提供有力支持，如某個位置的泵站長時間超負(fù)載或低于負(fù)載工作，這就說明了水流量的異常情況。水流量的異常極有可能是區(qū)域內(nèi)的汛洪、干旱、管道泄漏或堵塞等原因引起。因此可提前判斷相關(guān)預(yù)警情況的發(fā)展，及時處理，以防止次生災(zāi)害的出現(xiàn)。同時泵站的出力情況數(shù)據(jù)的集成可用以判斷該型號的泵站能否勝任工作，為后續(xù)的水利系統(tǒng)建設(shè)的設(shè)備選型提供數(shù)據(jù)支撐。

4、智能泵站平臺管理系統(tǒng)場景

目前，廣東省、福建省等多個省份已經(jīng)建成了不同類型的智能水利系統(tǒng)下的智能泵站平臺。此類平臺多運(yùn)用于城市的自來水廠、市政的給排水管道工程中，以廣東省的某自來水廠為例，其對一分廠內(nèi)的10多臺系站搭建了智能管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了每個泵站的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、流量實(shí)時記錄，監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時上傳與分析，并達(dá)成了所有智能泵站的集中監(jiān)控效果，具體如圖2所示，這極大地節(jié)省了人力、物力，提升了泵站的運(yùn)行效率，進(jìn)而提升了整個區(qū)域水利系統(tǒng)的出力程度。

5、結(jié)語

智能一體化泵站的管理系統(tǒng)構(gòu)建，不僅可提升一體化泵站的工作效能，而且為整個智能水利系統(tǒng)工程的運(yùn)用提供了堅實(shí)基礎(chǔ)。我國的水利資源豐富，水利系統(tǒng)的建設(shè)體量和更新體量巨大。云技術(shù)和大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)在水利系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得智能水利系統(tǒng)的智能化程度大幅度提升，