欢迎访问 上海弘泱机械科技有限公司提供：一体化泵站,一体化预制泵站,一体化提升泵站,一体化污水泵站,一体化雨水泵站,一体化智慧泵房,智能截流井,一体化灌溉泵房,一体化污水处理设备,智能供水设备,换热机组

由于兰州的城市发展，市民用水量在迅速增加。特别是居住地势较高的居民，二次供水泵站已经是不可或缺的供水设备。目前城市供水管网的局部地势高管线长、水压不够高，无法将水直接送到高层用户。因此，兰州自来水人通过建设二次供水泵站来加压将水供给高地势和高楼层的用户，以保证每个用户的用水要求。同时，由于管理需求，二次供水设施的人员日常维护、运行、检修、监测、消毒等管理需要更加规范化，精细化、智能化的发展。

随着各地水司对物业二次供水泵站的接收，城市二次供水将逐渐形成高效运行、科学管理的创新运作模式。依托兰州城市二次供水泵站项目，借助工业互联网等先进技术，建立二次供水泵站智慧水务系统，实现大批量的二次供水泵站将迎来专业化、规范化改造，届时远程数据监控、安全防范将成为每个泵站的标准化配置。

城市供水概况

目前，兰州城市供水范围内人口2020 年为324 万人年供水量 2.5 亿立方米(东市区过滤水量 1.67 亿)。其中东市区高坪偏远地区通过各自区域内加压泵站二次加压保障供水。全市目前已建立加压泵站 23 座。涵盖九州、伏龙坪，五星坪、盐场堡以及兰州碧桂园、和平、定远、夏官营等地区。2020 年实际加压供水量2500万立方米，占东市区总供水量 15%，服务供水人数超 50万人。

在没有进行智慧化改造前，加压泵站运行模式均为调度指令模式运行。运行方案模式化，加之压力、流量等控制指标没有采集或依赖人工定时回馈，造成用户体验不佳。越是用水高峰期，供水质量越差，用户投诉越多。为了改善高坪偏远地区的供水情况，兰州城市供水(集团)有限公司先是在设备更新上加大投资，对多个泵站进行了变频控制改造有一定提高改善。但仍然存在变频启闭过于频繁、人员素质较低引发意外故障等，没有从根本上改变供水不佳的情况。通过分析总结，高坪偏远地区加压泵站普遍存在以下问题。第一，约束条件多。高坪偏远地区加压站本身就属于管网末梢区域，进水条件差，不能保证充分水源供给;第二，居民用水特点决定了供水存在峰谷差大、集中性极强(用水高峰期)，这样对供水设备及调度策略要求较高;第三，加压站都建在居民区内，周边环境较复杂，有安保压力。但受整体市容要求等约束，无法封闭高墙管理，这也是人工24小时值班的原因。

建设目标

总体框架

二次供水泵站作为城市供水管网的终端环节，安全稳定供水的重要性不言而喻。为满足水司监控中心对二次供水泵站的集约化管理需求，需建立一套适应日常运行维护的现代化智慧水务系统。系统除了实现泵站重要工位的图像可视化还能实现泵站重要设备运行工况的数据可视化。同时，对于入侵、火灾、设备异常等报警，实现可视化视频复核，并实现相关预案，能够保障供水安全，有效提高服务水平。

需求分析及系统构架

智慧水务是智慧城市中非常重要的组成部分，作为城市供水管网重要节点的高坪偏远地区供水加压泵站智慧化运行更是实现智慧城市的基础保证。通过对二次供水相关主管部门调研，并结合各地水司二次供水泵站接收管理规范，日常管理中的主要需求包括:在二次供水有限公司建设监控中心以监视泵站情况实现集中维护、每个泵站安装视频监控设备监控供水设备允许状态、远程监视泵站视频图像、监视异常情况(门禁开启、人员入侵、火灾报警、泵站温湿度)、远程控制(灯光排风、门禁等)开关、监视水池水位流量等信息、泵站供电电流电压等信息、远程控制供水系组的启停等。

针对上述需求，建立智慧化二次供水泵站水务系统，并结合现代信息技术、VPN 虚拟局域网技术等手段，实现泵站运行数据、视频图像、安防信息的可靠、稳定和迅捷传输，二次供水泵站智慧水务系统构架如图1所示，由二次供水泵站的前端系统、传输网络、监控平台组成。

系统组成

前端系统主要分为两部分，分别对泵站二次供水设备的运行环境及工况进行采集、控制。如图1绿色部分主要保障泵站的运行环境，通过 NVR 对遥感、遥信、遥控、摇视等四类重点设备进行集成，通过数据的上传、处理，接入泵站智慧水务平台，与门禁系统进行联通，联合对泵站的进出实现安全防控。蓝色部分主要保障二次供水设备的稳定运行，通过测控终端对智能电表、远程水表、水压传感器、余氣仪、浊度仪水位传感器、水位浮子开关、加压泵、排污泵、紫外线消毒仪等，负贵对泵站二次供水设备进行数据采集和存储。

在前端与平台的传输网络应用上，二次供水泵站联网监控系统可以应用 4G/5G 网络，或是接入宽带实现数据联通。监控平台由水司监控中心、维护中心、手持终端三部分组成，根据使用者不同，功能各不相同。

前端系统设计

前端系统结构

在二次供水泵站的前端系统中有视频处理单元、红外设备等监控子系统，水质分析、流量计等动力监控子系统，各类传感器、空调等环境监控子系统，门碰等门禁控制子系统，这些子系统构建为完整的前端系统，其架构如图2所示。

视频监控子系统

在二次供水泵站的系统中，以1摄像机作为智慧水务系统的视频数据获取方式，对泵站的设备及环境进行20小时的监控。将视频监控系统与其他各类系统挂接，当产生各开关量、火灾、环境变化等安全隐患时,各系统联合发出警报。作为监控中心的总部，也能够通过视频监控子系统对泵站发生的情况直接掌握，采取及时的应急处理措施。

动力环境监测系统

在二次供水泵站中，存在许多高精度仪器，环境的稳定性是保障各类仪器稳定运行的关键要素。当仪器长期运行于波动小的环境中，其使用效果也会被稳定发挥。在二次供水泵站的智慧水务系统中，配置了水浸探头、温湿度传感器等环境监测设备，通过对环境数据的采集，实现数据的集中汇总与存储。同时，包括了动力环境数据处理单元、安全防范、火灾报警、语音对讲、智能控制等各子系统。

动力环境数据处理单元

在二次供水泵站智慧水务系统中，其核心设备是环境数据处理单元，能够进行报警信息采集、环境数据上传、储存在动力环境数据处理单元中，可以兼容 I/O 开关量接口、模拟量接口、RS-485 串口等接口，采取一体化设计模式，如图3所示。

环境监测子系统

(1)温湿度传感器

设置温湿度传感器的目的是对温度越界情况进行报警将该传感器与空调的调温系统进行联合，同时控制空调的开合。当产生温度异常时，通过环境监测子系统保存温度及度的数据，并描绘变化曲线，结合声光报警，为二次供水泵站的工作人员提供参考，便于适时调整室内温度状态，严防温度、湿度异常而引起的仪器效果受损。

此类传感器为传感、变送一体化的设计，能够根据被测场地调整传感器配置数量。通过 4-20mA 接口与主机相连并采用模拟量来对湿度、温度进行表达。控制中心、泵站也能够通过系统实时检查仪器室的环境变化，并对空调、新风系统等进行远程控制。主要技术参数可参考表1。

(2)水浸传感器

发生泄漏会造成仪器的损害，在二次供水泵站的设计施工中虽已对预防泄漏进行考虑，但也难以杜绝泄露的发生。因此，选用线式或者点式水浸传感器对泄漏进行监测，利用开关量进行声光报警。并将其与环动主机相连，将水浸情况向中心传递，利用短信等技术手段告知工作人员。线式或点式水浸传感器可以搭配利用，灵活性高。点式适用于机柜、空调等小区域、精确定位的漏水检测。线式适用于空调周边的管道、墙角等大面积区域的广域漏水检测。安全防范子系统安防系统是智慧水务系统中的重要组成部分，用于防止不法分子对二次供水泵站的破坏，因此对其进行阻拦隔离。在安防系统中包括了红外双鉴和红外对射等探测装置，这些装置利用线缆和动力环境主机相连，以应用于声光报警以及信息的汇总传递，对联动设备进行传递控制。

红外对射:作为周界防范的有效补充，对于有窗户的二次供水泵站，可对国墙、楼体、窗户配置该设备。设备是利用光束遮断方式的探测器，通过发射红外光，形成监控防护区。若存在非法入侵者挡住红外线，则进行即刻监测，当入侵超过一定时限则触发警报，并开始录像，防止误报。警报的开关量可接入环动主机，开展联动警报，通知安保人员，并保存记录。

红外双鉴:为了对已经到室内的人进行监控，选择通过红外双鉴设备对安防系统进行补充。该设备是微波与红外的联合装置，能够对温度和动态进行综合反馈。若探测到物体的动作发生改变，即可将信息反馈至动力环境主机，依次做出联动反应。该设备可以用壁挂或吸顶的方式放置于二次供水泵站门窗附近，并依据开关量进行报警信息上报。

火灾报警子系统

为精准定位起火区域，可根据实际情况来对整体区域进行局部的拆解划分，并对每个局部位置按需安装火灾探测器，如烟感设备。依据开关量上报报警信息至动力环境主机，及时采取抑制措施，同时主机能够依据预设的规则动态控制其他系统功能，如灯光系统、门禁系统、电源系统等，也让泵站掌握火灾情况。该设备可安置于泵站或，并与消防系统连接，

语音对讲子系统

若忘记门禁卡，无法进入泵站内时，就要通过语音对讲子系统与监控中心联系，当值班员确认安全后，进行门禁的远程控制。

智能控制子系统

在二次供水泵站中有许多设备，为了对设备实现远程控制，要设置远控系统来对各类设备进行整合;二次供水泵站内的相关辅助控制设备分为开关设备和智能设备;面向门禁，风机等开关型设备，需要经过开关量对其进行控制。监控中心可经互联网与设备应用功能连接，对开关量进行联动控制如门禁系统、照明系统、空调系统、红外双鉴、温湿度传感器等设备;面向有各类型模式控制的智能设备，则要针对各设备调整控制模块，如温度控制、空调控制等，

门禁子系统

在传统的泵站中常用钥匙进行门限控制，会造成权限难区分的情况。门禁作为重要的安防系统，也是传统方式的补充。将门禁控制与动力环境系统相连，通过监控主机对各通道的同行进行分时段控制、权限控制等。也查看各门的状态进出记录，对非法入慢进行监测报警。

结语

针对二次供水泵站难以远程监测控制的局限性，顺应智慧水务、科学管理的创新运作模式，本文依托兰州城市二次供水泵站项目，借助工业互联网等先进技术，建立二次供水泵站智慧水务系统。系统由泵站的监控中心、网络传输系统以及本地监控硬件平台构成，通过对二次供水泵站安装视频监控设备、门禁安防设备、报警设备、动力环境监测设备等多种技术设备，来完善专业化、规范化的智慧水务系统，为二次供水泵站的远程监控、实时报警提供技术支撑。经在兰州市多个泵站的实际应用，智慧水务系统实现了泵站的远程监控、实时报警及有效管理。