建设物联网智慧排水系统的总体目标

重庆市XXX区“物联网+智慧排水”系统项目作为城市市政设施的重要组成部分，肩负着城市雨水、污水排放的重要功能，各级市政已从城市发展的战略高度来认识地下智慧排水管理系统在城市规划和建设管理中的作用与地位。各地市政管理部门充分利用地下管线普查成果，积极探索创新地下智慧排水管理系统的管理方式。在市政和企业的运作下，智慧排水管理系统的功能日益强大且日臻完善，充分体现了其在维护城市“生命线”正常运行上的优势。由此可见，排水管网的信息化建设能大大提升排水管网的管理水平，不过这种管理方法需要不断的更新和完善才能得以应用，因此需要投入大量的人力、物力和财力。目前，整个行业对信息化的认知度不高且人才缺乏，所以其发展受到很大的制约。但是相信随着城市化管理水平的提升，城市排水安全不断得到重视，加强排水管网的信息化建设将成为排水管网管理行业的一种趋势。

本次xxxx区“物联网+智慧排水”系统建设总体目标是基于公共安全理念和核心科技，综合运用物联网、大数据、智能化等现代信息技术，构筑“四横四纵”的体系框架，建设一套 “监测一体化、调度精细化、决策智能化、运维长效化”且覆盖从源头到末端的排水安全监测平台，构建以数据为驱动的管理模式。

本项目以xxx溪流域为示范项目，仅包括少量排水管网数据，通过坐标偏移、加密等方式进行数据安全管理，当覆盖到全区综合管网的时候，进行详细的安全考量。

1 物联网智慧排水系统分期目标

（一）近期目标（本期）

一期项目初步构建“互联网+智慧排水”系统平台，实现伏牛溪及跳蹬河流域排水监测和运行管理，为大渡口全区的智慧排水建设奠定基础。

（二）智慧排水远期目标

后期建设在一期基础上，陆续实现大渡口区全部排水管网改造和集成接入，完成全部重要节点处的水位监测；完成全部重点环境保护位置的水质监测。

在一期基础上继续完成基础数据收集及加工处理和应用系统功能的完善和优化，结合管网拓扑图实现排水形势全过程的监测、预警、分析和决策诊断，全面实现大渡口区智慧排水格局。

2 物联网智慧排水系统业务（政务）效能指标

大渡口区“物联网+智慧排水”系统是城市防汛排涝和日常污水排放、处理的综合监管平台。借助该系统，排水公司可全面掌握城市排水现状、及时采取防汛排涝措施，可实现城市排水系统的全方位监控和全局化调度管理。

（一）高效管理多源可视化数据

大渡口区“物联网+智慧排水”系统是一个包含海量数据的复杂系统，其数据库用以存储和管理空间数据和属性数据，不仅包括管网数据，还集成了不同来源、不同数据格式和不同空间尺度的基础地理信息数据，如：地形数据、航空影像、DEM等，改善了传统管网数据单一、记录分散、不完整的局面，为管理部门的业务应用、决策分析和数据共享奠定了坚实的数据基础。通过多种数据的叠加和可视化显示，可以更加直观地了解排水管网周边的交通、居民地、水系、植被和地形等分布情况。数据库能有效管理不同历史时期的排水管网数据，通过对比显示能够较清楚地发现数据间的差异和联系，这对于城市未来的发展规划有着重要意义。随着三维仿真技术和虚拟现实技术的日渐成熟，对管线点、管线线数据进行自动三维建模并叠加道路、建筑物等三维模型，实现管线数据任意角度的三维浏览，还原管网地上和地下的三维立体场景，建设规划部门即便不到现场，也能真实地感受排水管网之间以及管网与周边地物的空间位置关系。

（二）提升巡检、养护工作的效率和管理水平

大渡口区“物联网+智慧排水”系统采用手持设备与Web相结合的方式，现场巡查、养护人员通过手持设备将巡检信息和养护进展及时上传到监控中心，而监控中心的市政管理人员通过登录Web系统及时了解巡查和养护现场的详细信息，便于对巡查和养护工作进行动态监管，对发现的排水管网问题进行人员的科学调度。通过自动化监管实现了巡检养护工作的高效执行，降低了管网养护的成本，提高了人员对紧急事件的响应速度，保障了管网的安全高效运行。

（三）辅助决策分析

GIS强大的空间分析功能完全依赖于地理空间数据库，排水管网完整的数据体系为查询分析、缓冲区分析、拓扑分析提供了强大的支撑，通过深层次的信息挖掘，解决用户关心的涉及地理空间的实际问题，为智慧排水管理系统规划、城市建设、防灾减灾等提供辅助决策分析的合理性建议数据。

（四）实时数据提高应急处置能力

城市排水管网承担着收集输送污水和天然降水的功能，排水管理信息系统能够充分整合现有的数据资源、硬件网络资源，实现资源的高效节约。以在线监测数据、管网空间数据为基础，充分利用管网水力计算模型及其他有关模型，结合GIS的数据管理和空间分析能力，对管网的运行状况进行分析评估，为管网的日常维护提供数据支持。当流量、流速、液位或压力等运行参数出现异常甚至超出警戒值时，市政管理人员可快速反应、快速诊断、快速行动，提高对管网突发紧急事件的处理能力，保障公共利益和人民生命财产安全，保证排水设施正常运转。

（五）排水情景模拟和预测

城市下垫面的非渗透面积随着城市建设的飞速发展急剧增加，城市内涝等事故频繁发生，给城市排水系统提出了严峻的考验。排水管网系统在排水模型的支持下，结合现状地形数据，通过分析智慧排水管理系统重要数据(水深、流速、流量、降雨量、径流量等)和管线数据中的每个要素(节点、管线和汇水区)，科学计算并模拟城市地下智慧排水管理系统的实际运行情况。排水模型的强大功能还在于通过模拟一定降雨条件下城市排水的演进情况，发现排水的薄弱点和可能溢水的检查井，预测将会出现积水或发生洪灾的地点，甚至积水开始时间和积水退去时间等，为各级领导制定减灾决策、快速开展抢险工作提供依据和参考，为市民合理防御暴雨灾害争取宝贵的时间。

3 业务协同、信息共享目标指标

大渡口区“物联网+智慧排水”系统基于物联网理念，采用信息化手段，结合GIS展示，实现对管网运行指标的实时监测，包括管网液位、流量、水质、气体、泵站运行状态等信息，保证管网安全高效地发挥作用，通过构建安全预警平台，提高应急指挥及快速处置能力，保障城市排水管线的安全运行，使得整个城市排水管线的安全运行可把握、可控制、可预测，提供科学、先进的城市级水力分析能力，更全面评估城市排水管网能力。

（一）准确全面反映排水管网运行现状

参照或制定数据标准，以现有排水管网数据为基础，进行数据现场核查与补充测绘，进行数据标准化与整理入库工作，对数据进行标准化处理，进行拓扑检查与修正，构建能基本反映现状的排水GIS数据库，同时建立有效的排水管网在线监测网络，准确反映排水管网运行动态，为规划管理提供可靠依据。

（二）系统诊断与评估排水管网规划改造方案

以数学模型为基础，建立专业化的分析评估模式，进行排水系统模拟综合评估，对排水管网的运行情况进行系统诊断，分析排水系统功能缺陷，诊断排水管网现状问题及风险，为规划改造、运行调度、防汛应急、智能控制等提供决策支持。基于在线监测和模型的联合应用，可以辅助管理人员对给排水系统的负荷和运行状况进行及时的评估计算，充分发挥排水管网数字化管理系统的模拟预测能力，对排水管网规划改造方案进行评估，提高方案的实施效益。

（三）提高排水系统大型工程运行效率与优化投资

基于复杂系统优化方法，以提升排水系统总体运行效率为目标，建立新型规划设计评估优化流程，通过模型辅助排水系统的问题诊断、方案制定、工程决策等，系统级优化巨额建设资金的投入，改善管网运营效果，节约排水管网建设运营资金投入。同时，构建在线控制系统，实现系统级整体在线优化调度，大幅提高排水系统整体运行的可靠性及有效性，充分挖掘管网及污水厂潜能，最大限度发挥设施已有能力，减少不必要或低效的建设资金投入。

（四）提升传统排水管网管理与维护水平

能否实现高效的排水管理、提升决策水平，很大程度上取决于排水管网运营过程中是否真实完整记录了管网日常运营过程中产生的相关业务信息、系统数据，从而真实反映排水管网运行状态，为决策分析和管理提供数据支撑。智慧排水系统应完备的管理软件、必要的硬件支撑、标准的管理模式，以帮助业主尽可能详细而全面地记录排水管网管理与维护的全过程信息，借助科学先进的管理手段，全面评估系统运行情况，进行相关环节、细节的优化和改进，并为大数据分析提供依据，提高排水管网运营管理与维护水平。

（五）构建技术和管理结合的长期动态运营支撑模式

排水管网系统的复杂性、不确定性决定了排水管网系统状态是动态复杂变化的，本方案构建了技术和管理层面的长期动态运营支撑模式，一方面建立在线监测预警系统，形成排水监测一张网，对排水管网进行动态监测和在线预警，及时掌握系统运行状况;另一方面建立多种规划管理的决策支持模式，不定期对业务数据、运行数据进行分析并给出管理建议;同时，利用在线监测、模型模拟、大数据分析等手段，对未来排水管网状况进行预测和分析，及时做出判断和预警。从而能准确排水管网系统的历史、当前和未来发展状况。