大数据视角下城市智慧管网信息系统研究——以庐江县为例

2019年12月大数据视角下城市智慧管网信息系统研究———以庐江县为例俞志宏，叶浩恒，李少白（广东南方数码科技股份有限公司，广东广州510665）【摘要】根据国家智慧城市的总体战略，城市智慧管网主要是利用物联网、智能传感器及三维技术等新一代信息技术对供水、排水、燃气、电力及通信等管线实现全天候实时监测，制定和颁发合理的管网管理制度，保障城市管网运行安全。本文就此提出基于地理信息系统和数据采集与监视控制系统集成的城市智慧管网信息系统，详细描述该系统的总体设计与实现方案，最终达到掌控城市主要管网及重点区域的管网运行状况、预警告警重大安全隐患等目的。【关键词】智慧管网；在线监测；预警告警；三维技术；智能传感器【中图分类号】TU984【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2019）12-0036-031背景管网是有生命的袁如果把城市看作是人的身体袁那么城市地下管线就是人体内部的动脉和静脉遥地下管线是城市基础设施建设的重要部分袁而且被称为城市的野生命线冶袁是实现社会健康协调和城市经济可持续发展的重要基础之一[1]遥一般来说袁地下管线包括院供水尧排水尧燃气尧电力尧通信及管网附属设施等遥2014年袁国务院颁发了叶关于加强城市地下管线建设管理的指导意见曳渊国办发也2014页27号冤遥叶意见曳指出袁未来地下管线的信息采集尧数据处理尧智能控制尧决策分析将采用物联网等高新技术和方法来进行袁从而科学高效的统筹规划和管理地下管线袁这也是城市管理的重要任务及野智慧城市冶建设的必然发展趋势遥2017年10月袁安徽省质量技术监督局尧发改委批准将庐江县地下管线在线监测与控制系统项目作为安徽省新型城镇化渊智慧城市建设冤标准化试点项目袁急需在摸清庐江县地下管线家底的基础上袁建立规范尧完整尧精确尧科学的地下管线在线监测与控制系统袁从而提高庐江县城市管理的水平袁满足城市规划尧建设和管理的需要遥2庐江县现状此前袁庐江县完成了综合管线数据库尧专业排水管线数据库的标准建设袁并针对地下管线普查探测尧安全生产保证体系及施工安全措施等内容提出了相关技术规范和标准袁形成比较齐全的地下管线数据库袁为建设智慧管网信息系统打下了坚实的前期基础遥城市管网运行管理的核心就是保证管网运行的稳定性及安全性遥但目前庐江县管网管理受制于现阶段信息化程度仍处于较低的水平袁管网应急管理能力及应急反应速度均有待提高遥因此袁进行庐江县管网信息化建设袁实现庐江县地下管线的实时监测和智能化管理袁是庐江县目前急需完成的一项任务遥3系统设计3.1设计思路管网监测系统的设计思想是根据监控的具体需求在合适的地点安装多种类型的传感器袁还要根据传感器的位置布置袁信号输出状态袁电源要求袁网络状态等进行分析袁选择出最适合现场且建设成本最低的监控箱布置尧网络的选择等具体的现场解决方案遥数据采集至数据中心后袁通过平台软件将现场实时工况直观展示出来袁并通过对历史数据的统计分析来提供一些更高级的功能遥3.2业务架构本系统以规划尧建设与管理并重的方式袁充分利用地理信息系统渊GIS冤尧建筑信息模型渊BIM冤尧物联网尧大数据尧北斗高精度定位尧云计算等现代信息技术[2]袁强化庐江县地下管线监测袁促进庐江县城市地下管线运行数据互通共享尧应急处置及时精准尧管理服务科学高效袁确保城市安全稳定运行遥庐江县地下管线在线监测与控制系统的业务架构如图2所示遥本系统采用典型的云计算架构进行设计袁从性质和功能上划分为网络层尧公共设施层尧大数据层尧平台层和应用层遥3.2.1感知层感知层是物联网的基础核心部分袁传感器是获得基础信息的重要设备袁它利用各种预设机制把被测量对象转化为电图1设计思路图2业务架构通信设计与应用362019年12月信号并产生相应的响应动作遥本系统需布设对应的传感设备获取管网运行状态数据袁包括温度尧压力尧水位尧pH值尧余氯尧浊度传感器等遥3.2.2网络层网络层为庐江县地下管线在线监测与控制系统的互联互通提供网络环境袁主要包括物联网尧通讯网和互联网遥目前庐江县已经具备了较好的网络基础设施条件袁本系统将直接利用该建设成果遥3.2.3公共设施层公共设施层是庐江县地下管线在线监测与控制系统运行的支撑环境袁包括由计算资源尧软件资源尧存储资源等组成的服务端集成环境袁以及由监测设备尧移动终端尧多功能大屏等组成的用户端运行环境遥其中服务集成环境将直接利用建好的智慧庐江云计算平台袁避免资源重复建设尧减少系统投入成本曰用户端运行环境是庐江县地下管线在线监测与控制系统的重要建设内容之一遥3.2.4大数据层大数据层为庐江县地下管线在线监测与控制系统提供核心的数据来源袁主要包括院基础地形数据尧地下管线数据尧监测感知数据遥其中地下管线数据包括院排水尧燃气尧供水尧电力尧通信及其他各类地下管线遥基础地形数据包括院境界尧水系尧建筑物尧影像尧交通等基础数据遥监测感知数据