供水企业信息化建设与系统应用集成探讨

□文/ 夏庆祥

（1.安徽理工大学计算机科学与工程学院；2.淮南首创水务有限责任公司 安徽·淮南）

一、国内供水企业信息化建设现状分析

上世纪九十年代初期自来水行业就不同程度地开始致力于管理信息系统的建设。特别是近几年“数字供水”、建设信息社会等概念的出现，对自来水企业信息化的要求越来越高。以生产管理、管网管理、营业管理、无纸化办公为主要核心的管理信息系统，已成为城市供水企业工作中不可缺少的工具。

在基础生产层面，以供水调度系统（SCADA）为基础的数据系统能很好地解决设备实时运行状态监测的数据采集、分析等支持功能；在基础（经营）层面，以营业收费系统（BIS）为核心，并与办公自动化（OA）等常规管理系统对接，理顺企业的人流、物流、资金流和业务流，能够解决企业在成本利润管理和业务处理方面的问题。

但是，目前多数供水企业的信息化只是完成了传统的业务流程管理，远远没有实现信息化带动企业现代化的目的。很多供水企业虽然建设了基础数据库，积累了大量数据，但尚不注重数据的整理和挖掘。系统建设缺少一个规范的自来水信息统一管理平台；一些子系统各自为政，信息的处理和流转只局限于本部门，不能在整个公司进行很好的共享，信息孤岛现象严重。目前，供水企业的管网及相关设施数据，绝大部分采用人工和纸质方式进行保存，一方面对于管网的整体情况无法进行完整、精确的描述，同时对于数据的更新容易造成大量纸质文档的作废和变更。另外，由于人员的变动而造成管网数据丢失经常发生。

二、供水企业信息化应用集成

（一）企业应用集成基本概念。企业应用集成，即EAI，是完成组织内外的各种异构系统、应用和数据源之间共享、交换信息、协作的途径、方法、标准和技术；原则是集成多个系统并保证各个系统互不干扰。

企业服务总线，即ESB，提供了网络中最基本的连接中枢，是构筑企业神经系统的必要元素。ESB 的出现改变了传统的软件架构，可以提供比传统中间件产品更为廉价的解决方案，同时它还可以消除不同应用之间的技术差异，让不同的应用服务器协调运作，实现了不同服务之间的通信与整合。

（二）企业应用集成的应用层面。企业应用集成的应用主要表现在用户界面集成，用户交互的集成；流程集成，跨应用系统的业务流程的集成；应用集成，多应用系统间的交互；数据（信息）集成，保证多个系统中的信息保持一致。（图1）

（三）供水企业应用集成的重点

1、建立统一的企业信息平台。此平台可使企业内部上至高层领导，下至普通员工都可以通过各自的权限在浏览器上共享、分析、处理和应用企业内部的各种信息，实现生产自动化、运营智能化、管理决策科学化、信息资源化和运作网络化。

2、建立稳定可靠的核心数据交换中心。通过对各个业务环节信息数据的实时全面采集和发送，实现企业运营信息的集中存储，形成一个信息共享体，带动整个业务流程运作顺畅，保证决策管理系统对各个业务环节的监控和指挥。

（四）供水企业应用集成设计特征

1、GI S/SCADA一体化设计。GIS（地理信息系统）在供水管网系统中的应用正逐渐普及，能对管网及其附属设施的空间分布及属性资料进行整合管理，管网监测/控系统（或SCADA）与管网GIS 系统的一体化设计将有效地利用管网空间信息平台，提高监测信息的可读性，有助于分析理解监测信息的地域关联性、空间代表性（影响范围）。

一体化设计还能保证管网信息（空间）和监测信息（时空）的数据库共享、数据处理/分析模块的共享。这将提高系统的集成性和运作效率，有利于节省系统投资。

2、监测和控制分开设计和分步实施。由于监测系统的一般性可以对其进行产品化设计，并依据不同通讯方式提供几种方案备选（如无线、有线）。这能从产品设计策略上保证系统的专业性从而保证系统的可靠性、稳定性和实用性，利于开发出性价比高的产品。

控制过程的设计和实施具有很强的特殊性和专业性，因各水司供水系统的具体情况而定。监控过程的设计和实现可通过模块化设计加载到监测系统平台上来实现。

3、所有基础数据最终用于决策支持。

4、先进、可靠、稳定、高效的数据通讯系统。采用的数据通讯系统应具有较好的时效性，符合当今通讯技术的主流发展方向。系统的设计应考虑针对不同水司，不同发展阶段的需求拟定多种备选方案，各方案之间应有较好的承继性、可升级性。

5、系统的可伸缩/ 扩展性。应考虑水司经费投入的时效性，现阶段的主要需求以及各种软硬件环境的制约，做到“统筹规划，分步实施”。如系统配置方案可考虑：（a）基于文件或个人数据库的方式存储数据；（b）采用C/S 方式，实现全局数据共享；（c）WEB 方式，实现数据在Internet 上的共享。

（五）供水企业应用集成的特征

1、基于物联网的通信技术。基于移动或宽带通信构建自来水供水调度监控系统，实现管网监控点的无线数据传输具有可充分利用当代先进通信技术、现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单，具有电信级的通信质量。

2、可视化监测平台。传统上，监控上位机软件以采用组态软件为主，但除对水厂生产调度外，组态软件并不能满足供水管网空间分布的可视化监控要求。新一代的管网远程监测系统将采用基于GIS 技术的可视化平台，将管网GIS 和管网SCADA（数据采集与监控系统）整合，建立统一的平台，实现一体化设计。这有利于将监控系统的时空分布数据赋予GIS 天生的地理数据处理和拓扑建构功能，使宝贵的监测数据得到最有效的应用。

基于GIS 技术，监控主页面可以将管网GIS 数据和监测数据有机地结合。如监测主页面可以为基于GIS 的管网动态运行图，背景层为供水区域地理底图，配置供水干管及主要附属设施和监测点图层。显示各供水控制监测点位置及对各控制点监测类型（如压力、流量、水位或水质参数）的标注。通过颜色或图形变换显示供水系统的动态状况。针对具体的监测对象，如泵站流量、高位水池等供、配水设施可视化监测平台通过窗体提供组态画面，动态显示监测工况。

三、供水企业信息化建设应用集成发展趋势展望

（一）分区计量系统方面。通过布设流量仪/计将整个供水区域划分为若干个能独立实现供用水计量的区间，即区间计量，这是目前国际水协（IWA）推荐的关于大面积管理和控制管网供用水产销差的有效手段。

新一代的管网监测平台能进一步开发实现区间计量功能，如将区间流量计位置和监测数据、用户资料（如水表位置、用水记录）等加载入现有监测平台，即可及时方便地利用GIS强大的空间分析功能进行月（或日）区间供用水产销差、漏失率分析。

（二）压力管理系统方面。通过压力管理系统与GIS、SCADA、DMA 系统的配合应用，解决压力管理在管网漏损控制方面的效果难以定量准确的难题。通过管网压力远程监测资料，不仅可以通过水泵或水塔调节供水压力，还可在压力分区安装流量调节阀，如减压阀（PRV）等进出水控制设施，实现压力的远程监控。

（三）爆管预警系统和渗漏预警系统方面。进行系统应用集成后，采用的是基于人工智能和管网远程监测系统的技术，对供水系统分层监测。如第一层（顶层）为DMA（计量小区），系统能对爆管及漏损监测报警，但不能具体定位；第二层为要求系统对爆管及漏损发生在DMA 的哪个子层定位；第三层为管线层，系统将定位发生爆管及或高漏损的管段。

进行系统应用集成后，通过采用爆管预警系统和渗漏预警系统，将大大缩短爆管及漏损定位及修复时间。如采用现行的在管网上安装数据自动记录器，并通过人工取回数据分析、定位事故和修复的时间至少需要三个星期（英国案例），采用新的系统后所需时间可以缩短至2～3 天。

（四）水力模型方面。水力模型在经过建立和长期修正校核后在供水企业的生产调度、管网规划设计和运营决策等各个方面都将得到更广泛的应用。

[1]陈大东.供水企业信息化建设浅谈[J].福建电脑，2011.5.

[2]张玮.供水企业信息系统建设探索[J].内蒙古科技与经济，2007.8.

[3]徐友武.供水企业信息化建设研究[J].电脑知识与技术，2008.33.