一、概述

依托于通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)的不斷進步和成熟，水務(wù)集團型企業(yè)迫切的需要徹底改變傳統(tǒng)落后的的分散式管理模式。網(wǎng)絡(luò)“覆蓋全國、遠程傳輸、實時在線”的優(yōu)良特性，完全滿足了把分散在各個不同地區(qū)的污水處理廠所有與運營管理相關(guān)的數(shù)據(jù)信息、視頻信息實時上傳到運營管理中心，中心完成實時的查看與控制、海量高精度數(shù)據(jù)的分析計算以及開放式的信息發(fā)布與訪問的技術(shù)需求，為企業(yè)管理的升級提供了可靠的技術(shù)保障，使企業(yè)管理由分散轉(zhuǎn)向集中，從而提高工作效率、降低運營管理成本。

建設(shè)遠程運營管理系統(tǒng)的主要目的如下：

> 通過各種網(wǎng)絡(luò)通信傳輸線路與各廠級監(jiān)控系統(tǒng)上位機組態(tài)軟件進行連接，實現(xiàn)對各水廠的關(guān)鍵工藝數(shù)據(jù)、關(guān)鍵設(shè)備數(shù)據(jù)、工藝運行參數(shù)、設(shè)備運行參數(shù)、各監(jiān)控點視頻等情況進行實時監(jiān)控；

> 實現(xiàn)對各個污水處理廠處理水質(zhì)的監(jiān)管，以保證出水水質(zhì)達到甚至高于國家污水排放標準，實現(xiàn)各個污水處理廠建設(shè)的最終目標。

> 建立基于數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、分析技術(shù)，針對海量高精度數(shù)據(jù)進行快速多維立體分析處理，找出企業(yè)生產(chǎn)成本消耗的根源，為科學(xué)決策管理提供輔助支持；

> 實現(xiàn)對各個污水處理廠固定資產(chǎn)設(shè)備的可視化管理和維護，對設(shè)備的工作狀態(tài)和發(fā)揮效能進行分析和評估，以保證設(shè)備以最佳健康狀態(tài)運行工作，發(fā)揮最大的效能。

本解決方案主要針對水務(wù)集團、排水集團、BOT等關(guān)注污水處理廠運營管理的單位，他們同時關(guān)注多個污水處理廠的運營狀況，而這些污水處理廠通常分布在全國多個不同的省份城市。

二、行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前已經(jīng)有部分污水運營管理企業(yè)建設(shè)了類似于遠程監(jiān)控系統(tǒng)或者遠程管理系統(tǒng)，用以實現(xiàn)對所轄的污水廠進行遠程監(jiān)管。但是這些系統(tǒng)的建設(shè)存在著嚴重的兩極分化情況，有些系統(tǒng)通過SCADA軟件平臺實現(xiàn)，偏重于現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控，而SCADA軟件并不屬于運營管理層面軟件，因此系統(tǒng)存在著很大的運營管理功能欠缺。有些系統(tǒng)則更偏向于OA系統(tǒng)的管理功能，這些系統(tǒng)往往是根據(jù)當(dāng)時的需求由軟件廠商定制開發(fā)或者企業(yè)自主研發(fā)，通過編寫底層程序代碼開發(fā)軟件的方式來實現(xiàn)，在系統(tǒng)擴展、功能需求變更時非常復(fù)雜或者根本無法實現(xiàn)變更和維護，同時也不能實時全面的反應(yīng)現(xiàn)場的運行狀態(tài)和遠程控制。

由于網(wǎng)絡(luò)通訊區(qū)域發(fā)展不平衡，導(dǎo)致了即使污水運營管理企業(yè)建設(shè)了集中監(jiān)控系統(tǒng)，也不能把所轄所有污水處理廠運行狀況的數(shù)據(jù)完整的在運營管理中心進行記錄。

無論是用SCADA軟件平臺實現(xiàn)的集中監(jiān)控系統(tǒng)還是定制開發(fā)的運營管理系統(tǒng)軟件都存在著系統(tǒng)擴展難度大、工作量大的問題，每增加一個污水處理廠，往往從底層數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行臄?shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)分析都要進行一次工作量巨大的重復(fù)性工作，如果系統(tǒng)初期架構(gòu)設(shè)計的不合理更會增加系統(tǒng)擴展的復(fù)雜性。

因此，污水處理運營管理企業(yè)急需一套完整的、一體化的、模型化的、具有良好的擴展性和可維護性的污水處理廠遠程運營管理平臺，集遠程數(shù)據(jù)采集傳輸、實時集中監(jiān)控、高效數(shù)據(jù)存儲、靈活的數(shù)據(jù)分析、開放的門戶系統(tǒng)于一身的系統(tǒng)解決方案。

三、需求分析

3.1水質(zhì)監(jiān)管

建設(shè)污水處理廠的目的就是通過一級物理法和二級生物法和三級化學(xué)處理法對污水進行處理，去除大顆粒雜物以及一些有害物質(zhì)，然后再將它排入河中，以減輕水體的自凈負擔(dān)。根據(jù)國家最新規(guī)定，經(jīng)過污水處理廠處理后排放的水質(zhì)要達到國家一級A標準。如果出水水質(zhì)不能達到國家相關(guān)標準的規(guī)定，那么污水處理企業(yè)將會按照國家相關(guān)法律法規(guī)受到處罰。

因此，污水處理運營企業(yè)最重要的工作就是要保證其所轄各個污水處理廠排放的污水水質(zhì)達到國家標準，并且通過其不斷的研究工作和經(jīng)驗積累，找出提高污水排放水質(zhì)的方法，改進污水處理工藝和流程，盡量降低污水對人們生產(chǎn)生活和生存環(huán)境造成的影響。

污水處理運營企業(yè)必須做到對所轄各個污水廠出水水質(zhì)的實時可視化監(jiān)管，才能確保各個污水廠的正常運行，排水水質(zhì)達標。同時當(dāng)發(fā)生排水水質(zhì)超標的事故之后，要能夠追溯到事故的原因和責(zé)任，從而能夠加以改善，切斷事故發(fā)生的根源。

3.2生產(chǎn)成本管理

對于企業(yè)的經(jīng)營管理者來說，需要詳細的了解企業(yè)運營的投入和產(chǎn)出。而傳統(tǒng)的管理模式舉例來說，管理者只能看出一個污水處理廠每月總的用電費用、總的用藥費用，并不清楚這些成本具體消耗在哪里，為什么同樣的規(guī)模同樣的工藝有的水廠運營費用高而有的費用則比較低，想清楚明確的分析出這些內(nèi)容需要耗費更多的人力物力和時間。

因此企業(yè)的經(jīng)營管理者需要一套管理系統(tǒng)，它能夠清晰準確的計算出每個水廠每臺水泵、每臺鼓風(fēng)機以及其他設(shè)備在整個生產(chǎn)過程中，每處理1噸水所消耗的水、電、藥的成本，同樣的設(shè)備能耗高和能耗低的原因在哪里，讓經(jīng)營管理者通過這些數(shù)據(jù)去決策如何改進經(jīng)營管理方式，保證生產(chǎn)成果的前提下最大化的降低成本。

運營管理系統(tǒng)需要實時記錄所有污水處理廠的工藝數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、工藝運行參數(shù)、設(shè)備運行參數(shù)等數(shù)據(jù)，并且能夠滿足對這些海量數(shù)據(jù)的快速分析處理，對于常規(guī)的計算可以按照設(shè)定算法和周期自動完成，并且可以隨時按需查詢調(diào)用計算結(jié)果。

3.3設(shè)備管理

污水處理廠整個工藝過程中包含的機械設(shè)備少則十幾種多達幾十種，例如大型的鼓風(fēng)機、轉(zhuǎn)刷、提升泵和一些小型的回流泵、加藥泵等，這些設(shè)備在工作過程中消耗著大量的水、電等能源，同時也需要定期的維護保養(yǎng)、更換易損零部件等才能保證設(shè)備以健康、穩(wěn)定、高效的狀態(tài)工作。

需要為設(shè)備建立完整的運行維護數(shù)據(jù)庫，用于記錄所有設(shè)備的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)（設(shè)備運行電壓、電流、轉(zhuǎn)速、壓力、溫度等）、操作事件（啟動、停止、上升、下降等操作，以及操作時所有跟設(shè)備運行相關(guān)的條件數(shù)據(jù)例如格柵前后液位差等）、報警事件（故障、超時等），存儲設(shè)備的基本信息和設(shè)備維修保養(yǎng)計劃及維護保養(yǎng)記錄。

通過對設(shè)備完整信息的記錄，實現(xiàn)對設(shè)備工作效力和能耗的分析，找出設(shè)備運行規(guī)律和影響設(shè)備運行的條件，建立更加合理的設(shè)備維護保養(yǎng)計劃，避免或者減少故障的發(fā)生，使設(shè)備始終保持最佳性能的工作狀態(tài)，為企業(yè)節(jié)約設(shè)備運行成本。

四、模型化的解決方案

4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

污水處理廠遠程運營管理系統(tǒng)包括“水務(wù)集團模型”、“生產(chǎn)運行監(jiān)控系統(tǒng)”、“水質(zhì)監(jiān)管系統(tǒng)”、“設(shè)備管理系統(tǒng)”、“成本管理系統(tǒng)”五個功能模塊，“水務(wù)集團模型”是整個系統(tǒng)的核心，各功能塊之間相互聯(lián)系而又分工明確。

圖1污水處理廠遠程運營管理系統(tǒng)的組成 

> “水務(wù)集團模型”包含其運營管理的各個污水處理廠的基本信息，包括污水處理廠的設(shè)計標準、規(guī)模、工藝流程、設(shè)備種類和數(shù)量、每臺設(shè)備的功能和工作能力、所處理的水質(zhì)水量情況等，這些信息是對每個污水處理廠進行管理的最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，所有運營管理都要基于這些信息進行。

> “生產(chǎn)運行監(jiān)控系統(tǒng)”是建設(shè)污水處理遠程運營管理系統(tǒng)最基礎(chǔ)的部分，該系統(tǒng)實現(xiàn)對水務(wù)集團企業(yè)所轄的所有污水處理廠的可視化監(jiān)控，實現(xiàn)對各水廠的關(guān)鍵工藝數(shù)據(jù)、關(guān)鍵設(shè)備數(shù)據(jù)、工藝運行參數(shù)、設(shè)備運行參數(shù)等情況進行遠程數(shù)據(jù)采集傳輸和實時監(jiān)控。

> “水質(zhì)監(jiān)管系統(tǒng)”是對污水處理廠建設(shè)績效考核的最關(guān)鍵指標，一個污水處理廠的建設(shè)是否達到建設(shè)初衷要求，是否能夠真正的發(fā)揮作用，有沒有正常的運營都由水質(zhì)監(jiān)管系統(tǒng)來體現(xiàn)。

> “成本管理系統(tǒng)&rdq