一、案例背景

污水泵站是城市排水系統(tǒng)的重要樞紐，承擔(dān)著生活污水和工業(yè)廢水的提升、輸送與調(diào)控任務(wù)，對(duì)保障城市排水安全、防止內(nèi)澇及控制水污染具有關(guān)鍵作用。然而，傳統(tǒng)泵站管理多依賴人工現(xiàn)場巡檢與就地操作，存在設(shè)備狀態(tài)難以及時(shí)掌握、故障響應(yīng)滯后、運(yùn)行數(shù)據(jù)分散、運(yùn)維成本偏高等突出問題。尤其在汛期或突發(fā)停電、設(shè)備故障等情形下，人工調(diào)度往往力不從心，極易引發(fā)污水外溢或泵站停運(yùn)事故。

為提升泵站運(yùn)行管理的智能化水平，某市水務(wù)集團(tuán)要求對(duì)所轄十余座污水泵站實(shí)施遠(yuǎn)程可視化監(jiān)控管理改造，構(gòu)建起“感知—傳輸—平臺(tái)—應(yīng)用”一體化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)泵站運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)可視、設(shè)備遠(yuǎn)程可控、報(bào)警主動(dòng)推送、運(yùn)維工單閉環(huán)管理，有效降低了人工強(qiáng)度，提高了應(yīng)急響應(yīng)速度與系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。

二、前期調(diào)研

各泵站需采集與監(jiān)控的設(shè)備及數(shù)據(jù)點(diǎn)位如下：

1、潛污泵（多臺(tái)）：運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)、故障報(bào)警、三相電流、三相電壓、有功功率、運(yùn)行時(shí)長、啟動(dòng)次數(shù)（西門子、三菱等PLC，Modbus協(xié)議）

2、液位計(jì)：集水池液位、液位變化速率、超高/超低液位報(bào)警（RS485串口，Modbus RTU協(xié)議）

3、流量計(jì)：瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、管道流速（RS485串口，Modbus RTU協(xié)議）

4、環(huán)境參數(shù)：泵站內(nèi)溫濕度、有害氣體濃度（H?S、CH?）、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)（RS485傳感器）

5、視頻監(jiān)控：泵站出入口、機(jī)組區(qū)、控制室等關(guān)鍵區(qū)域的高清網(wǎng)絡(luò)攝像頭（數(shù)據(jù)接口調(diào)?。?/p>

三、系統(tǒng)架構(gòu)及選型

1、感知層：各泵站部署液位計(jì)、流量計(jì)、智能電表、氣體探測器、溫濕度傳感器及高清攝像頭等設(shè)備。泵組及配電設(shè)備通過PLC控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與邏輯聯(lián)鎖控制。

2、網(wǎng)關(guān)層：部署數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)采集泵站設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，經(jīng)4G網(wǎng)絡(luò)以MQTT協(xié)議上傳至云平臺(tái)。網(wǎng)關(guān)內(nèi)置邊緣計(jì)算規(guī)則，可在斷網(wǎng)時(shí)本地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并執(zhí)行預(yù)設(shè)聯(lián)動(dòng)策略。

3、平臺(tái)層：數(shù)之能物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)統(tǒng)一匯聚各泵站數(shù)據(jù)，提供可視化組態(tài)大屏、設(shè)備管理、實(shí)時(shí)報(bào)警、歷史趨勢(shì)分析、視頻流集成播放、運(yùn)維工單派發(fā)等功能，并支持多級(jí)權(quán)限管理，滿足運(yùn)營中心、區(qū)域管理站及巡檢人員的不同使用需求。

4、應(yīng)用層：平臺(tái)與上級(jí)排水調(diào)度指揮系統(tǒng)、城市防汛應(yīng)急平臺(tái)及GIS地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通，為全局調(diào)度決策提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支撐。

四、實(shí)現(xiàn)功能

1、支持接入現(xiàn)場部署的水位計(jì)、流量計(jì)、水泵PLC、攝像頭等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理，隨后實(shí)時(shí)傳輸?shù)脚潘O(jiān)測管理平臺(tái)中，確保關(guān)鍵信息的安全完整。

2、實(shí)時(shí)監(jiān)測管網(wǎng)流量、調(diào)蓄池水位、水泵閥門運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，查詢歷史數(shù)據(jù)報(bào)表或曲線圖，并能在監(jiān)測到異常數(shù)據(jù)時(shí)自動(dòng)告警，通過微信、短信、郵件等方式通知管理人員。

3、建立可視化、可追溯的運(yùn)維管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)巡檢、維護(hù)等電子工單的創(chuàng)建、編輯與管理，確保泵站運(yùn)行安全可靠，出現(xiàn)異常也能實(shí)現(xiàn)緊急控制，如水泵、閥門的開關(guān)啟停等。

4、實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)泵站集中監(jiān)控與統(tǒng)一管理，以電子地圖展示各個(gè)排水泵站的位置分布、運(yùn)行狀態(tài)、告警頻率等信息，形成個(gè)性化的系統(tǒng)預(yù)案，積極應(yīng)對(duì)極端天氣帶來的負(fù)面影響。