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《中國智慧城市優(yōu)秀應用案例集（2024）》火熱出爐，廣州南方智能智慧測繪數字化管理平臺建設項目、南寧吳圩國際機場(chǎng)數字孿生底座平臺、澄邁縣南部片區城鄉供水一體化工程成功入選，以創(chuàng )新之力，賦能智慧城市建設！
★申報案例展示★
澄邁縣南部片區城鄉供水一體化工程
鐘金明 劉國民 吳思銘
廣州南方智能技術(shù)有限公司
一、建設背景
黨的十八大以來(lái)，習近平總書(shū)記把治水作為實(shí)現“兩個(gè)一百年”奮斗目標和中華民族偉大復興中國夢(mèng)的長(cháng)遠大計來(lái)抓，明確提出“節水優(yōu)先、空間均衡、系統治理、兩手發(fā)力”的治水思路，把新中國治水提升到新的高度，推動(dòng)水利改革發(fā)展取得新的歷史性成就。
海南是多個(gè)國家重大戰略的交匯地，在國家區域發(fā)展和對外開(kāi)放總體戰略中的地位和作用明顯提高并日益凸顯，全社會(huì )對海南水資源利用與保護高度關(guān)注。為全面貫徹落實(shí)習近平生態(tài)文明思想和習近平總書(shū)記關(guān)于海南生態(tài)文明建設的系列重要指示批示精神，海南以水環(huán)境綜合治理為突破口，系統推進(jìn)治污水、保供水、排澇水、防洪水、抓節水、優(yōu)海水6項工作，在全省下大力氣打一場(chǎng)治水攻堅戰。澄邁縣作為海南省直轄縣，素有“?？诤蠡▓@”之稱(chēng)，隨著(zhù)澄邁縣經(jīng)濟社會(huì )的持續快速發(fā)展，特別是旅游業(yè)的持續快速發(fā)展，澄邁縣各城鎮及周邊區域經(jīng)濟日益繁榮，人口及用水需求快速增加，水環(huán)境面臨重大挑戰。
按照“節水優(yōu)先、空間均衡、系統治理、兩手發(fā)力”的新時(shí)期治水思路和“水利工程補短板、水利行業(yè)強監管”的水利改革發(fā)展總基調，對標海南自由貿易港建設，澄邁縣開(kāi)展澄邁縣南部片區城鄉供水一體化基建工程和智慧水務(wù)工程建設，其中澄邁縣南部片區城鄉供水一體化智慧水務(wù)工程以解決南部片區城鄉供水一體化為契機、以服務(wù)基建工程建設管理為基礎，圍繞六水共治需求開(kāi)展智慧水務(wù)工程設計，充分利用信息化、智能化工具全面提升流域水資源管理現代化水平和管控能力，打通治污水、保供水、排澇水、防洪水、抓節水、優(yōu)海水“六水共治”環(huán)節，抱團出擊，聯(lián)動(dòng)治水，結合場(chǎng)景和智能算法覆蓋治水業(yè)務(wù)的方方面面，全方位支撐澄邁縣水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量持續改善。
二、建設內容
1總體架構
澄邁縣南部片區城鄉供水一體化智慧水務(wù)工程總體框架采用“六橫四縱”的架構，其中“六橫”包括感知層、基礎設施層、數據層、支撐層、應用層和用戶(hù)層，由下至上完成數據的采集、傳輸、儲存、處理、應用的過(guò)程；“四縱”為系統集成應用、信息化標準規范體系、等保三級和安全測評，指導智慧水務(wù)工程建設的全過(guò)程，整體業(yè)務(wù)框架如圖1所示。
圖 1 整體業(yè)務(wù)架構
2、重點(diǎn)建設內容
2.1、物聯(lián)感知體系建設
全盤(pán)梳理澄邁現有物聯(lián)感知網(wǎng)絡(luò )，建立統一物聯(lián)設計及布點(diǎn)標準，統籌澄邁感知體系布局建設。廣泛采用先進(jìn)技術(shù)手段和新儀器新設備，新建539個(gè)監測點(diǎn)，包括供水管網(wǎng)漏損監測、供水管網(wǎng)水質(zhì)監測、排水管網(wǎng)水位監測、重點(diǎn)河道斷面水質(zhì)監測、河道水文監測，基本建成覆蓋全縣的水利感知網(wǎng)絡(luò )，擴大對流域的監測范圍，補充完善監測要素類(lèi)型和數據內容，為澄邁智慧水務(wù)業(yè)務(wù)管理提供有力的前端監測數據支撐，實(shí)時(shí)感知運行狀態(tài)，利用信息化手段輔助實(shí)現水利行業(yè)監管強弱轉變。
2.2、智慧水務(wù)數據中心建設
按照“流域一盤(pán)棋”思路，按照“整合已建、統籌在建、規范新建”要求，實(shí)現澄邁已有水務(wù)數據資源的調查和梳理，統籌現有信息化內外部數據資源，建立智慧水務(wù)數據標準，有針對性完成全縣3098公里管網(wǎng)普查更新、985座水務(wù)設施標準化處理、20條省縣級河流、234條鎮級河流、5個(gè)縣級湖泊（水庫）、96個(gè)鎮級湖泊（水庫）、5個(gè)電灌站、2個(gè)小水壩、4大中型灌區等水利基礎數據測量、處理、入庫等工作，進(jìn)一步擴展完善基礎數據、監測數據、業(yè)務(wù)管理數據、跨行業(yè)共享數據、地理空間數據等數據資源建設，實(shí)現各類(lèi)資源集約節約利用和互通共享，避免重復建設，為澄邁縣水務(wù)業(yè)務(wù)應用提供全量的、標準的、干凈的、智能的數據，并將數據變成水利行業(yè)發(fā)展的基礎資源。
圖 2 數據架構
以物聯(lián)網(wǎng)、數字孿生、大數據、人工智能等新一代信息技術(shù)為基礎，以數字孿生引擎為支撐，以水的全生命周期為鏈條，構建涵蓋物聯(lián)網(wǎng)平臺、視頻監控平臺、數字孿生平臺、大數據平臺、水務(wù)一體化平臺的智慧水務(wù)大腦，為所有澄邁智慧水務(wù)應用提供應用的共性能力，避免每個(gè)應用的煙囪式開(kāi)發(fā)方式，減少智慧應用開(kāi)發(fā)難度，降低應用開(kāi)發(fā)工作量，實(shí)現治理能力跨越式發(fā)展，賦能六水共治智慧應用不斷創(chuàng )新。
2.4、智慧水務(wù)核心應用建設
為實(shí)現智慧水務(wù)系統對水務(wù)管理業(yè)務(wù)的支撐和促進(jìn)，充分考慮業(yè)務(wù)的實(shí)際需求和功能邏輯，建設“治污水、保供水、排澇水、防洪水、抓節水、優(yōu)海水”6大業(yè)務(wù)場(chǎng)景，服務(wù)于水務(wù)日常業(yè)務(wù)管理，增加信息化系統對業(yè)務(wù)應用支撐的深度和廣度。
（1）治污水
圍繞“源-網(wǎng)-廠(chǎng)-河”一體化管控思路，從源頭到末端理清排水設施家底，將澄邁縣11個(gè)鎮的排水設施數據匯總成排水設施一張圖進(jìn)行統一管理，建設排水全要素展示分析系統、排水管網(wǎng)分析與更新系統、排水設施運行監測系統、排水全要素數據管理系統（CS），實(shí)現排水管網(wǎng)設施資產(chǎn)全要素可視化、排水管網(wǎng)數據實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新、排水設施運行狀態(tài)實(shí)時(shí)監測預警及設備關(guān)聯(lián)分析，為排水管理部門(mén)提供排水設施數據管理、展示、統計分析、科學(xué)決策的交互系統，提升排水設施的運行效能，加強對突發(fā)事件及內澇災害的預警和處理能力。
圖 3 排水設施感知一張網(wǎng)
全面接入供水工程和水網(wǎng)基礎設施數據，形成澄邁縣供水設施總圖，圍繞讓群眾喝上“放心水”為目標，打造供水全要素展示分析系統、供水在線(xiàn)監測系統、供水DMA分區計量系統、供水全要素數據管理系統，充分發(fā)揮政府監管職能，實(shí)現供水全面感知、實(shí)時(shí)傳輸、漏損分析、智慧決策，實(shí)現供水“提質(zhì)增效”、減少水資源浪費，保障澄邁城鄉供水一體化。
（3）排澇水
對澄邁縣59個(gè)積水點(diǎn)安裝易澇點(diǎn)水位監測設備進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，建設防澇應急指揮調度系統，實(shí)現一張圖雨洪狀態(tài)呈現、排水防澇設施的管養、排水防澇智能規劃、排水防澇業(yè)務(wù)審批管理、提前內澇預警、內澇應急調度等功能，利用信息化手段及時(shí)采取措施應對洪澇災害，有效地降低損失且保障人民群眾的生命安全。
（4）防洪水
以數字孿生流域為底座，以水利專(zhuān)業(yè)模型為支撐，融合多源數據信息，建設流域防洪“四預”系統，利用水文氣象耦合、大數據、人工智能等技術(shù)實(shí)現全流域水模擬與預報調度一體化快速推演，實(shí)現流域態(tài)勢一張圖和四預（預報、預警、預演、預案）功能，為風(fēng)險提前發(fā)現、預警提前發(fā)布、方案提前制定、措施提前實(shí)施提供基礎，全面提升流域水災害防御關(guān)口前移和指揮決策能力。
圖 4 流域態(tài)勢一張圖
圖 5 洪澇模擬推演
強化用水單位用水需求和過(guò)程管理，建設計劃用水信息管理系統和階梯收費制度，提高計劃用水管理規范化精細化水平，計劃用水戶(hù)可實(shí)現計劃用水申報、調整、節水報表直報等業(yè)務(wù)線(xiàn)上辦理，接收節水管理部門(mén)信息推送提醒；水管理部門(mén)可實(shí)現取用水戶(hù)信息管理、計劃用水管理、超計劃用水預警、用水數據分析等功能，同時(shí)可對用水狀況進(jìn)行直觀(guān)分析，算好“節水賬”。
（6）優(yōu)海水
建立沿海污水治理綜合管理系統、河湖灣一體化管理系統，開(kāi)展“一灣一策”精準治理，全面掌握沿海區域管網(wǎng)分布及運行情況，掌握出?？?、入?？谒|(zhì)情況，實(shí)現沿海污水管網(wǎng)建設監管、在線(xiàn)監測、生態(tài)流量監測等，減少海灣污染。
2.5、六水共治可視化運營(yíng)中心建設
以三維GIS為地圖底板、以三維高渲染可視化引擎為支撐，建設治污水、保供水、排澇水、抓節水、防洪水、優(yōu)海水六大主題大屏，分門(mén)別類(lèi)展示不同治水業(yè)務(wù)重要數據和信息，以數字化手段探索水治理成效綜合評價(jià)指標，基于數據分析和挖掘，實(shí)現治水工作動(dòng)態(tài)監測、智能研判、風(fēng)險預警，為澄邁縣水務(wù)局、生態(tài)環(huán)境局、農業(yè)農村局、綜合行政執法局等六水共治成員單位提供聯(lián)合指揮作戰工具，為領(lǐng)導決策和治理提供數據支撐。
三、創(chuàng )新應用
1、物理流域與數字孿生流域數字映射、孿生模擬、前瞻預演
通過(guò)無(wú)人機傾斜攝影、衛星遙感影像獲取不同精度的傾斜攝影模型、DEM、DOM數據，融合水利一張圖，生成流域整體及重點(diǎn)區域的L1-L3級地理空間數據，融合水利基礎數據、業(yè)務(wù)數據、空間數據、監測數據以及跨行業(yè)共享數據，實(shí)現虛實(shí)融合、再現真實(shí)場(chǎng)景，為水動(dòng)力模型計算模擬提供更加直觀(guān)的場(chǎng)景數據底板。憑借自研的實(shí)景三維關(guān)鍵技術(shù)與算法優(yōu)勢，采用一維、二維耦合水動(dòng)力模型，構建水利專(zhuān)業(yè)模型、智能識別模型、可視化模型和數字模擬仿真引擎，形成一套集綜合態(tài)勢展示、洪水預報、防洪預警、洪水預演、應急預案于一體的流域防洪“四預”系統，全方位、多視角、遞進(jìn)式地展示流域各類(lèi)水利對象的相關(guān)信息與分析結果，支撐領(lǐng)導會(huì )商與調度決策，以數字賦能流域防洪研判及風(fēng)險管理，提升流域防洪“四預”能力。
2、建設數字孿生水廠(chǎng)，探索水廠(chǎng)智慧化新篇章
自研專(zhuān)業(yè)BIM建模軟件，結合"實(shí)景+點(diǎn)云+圖紙"的方法完成水廠(chǎng)逆向BIM建模，融合二維GIS、三維模型、水廠(chǎng)監測、運營(yíng)等數據，從宏觀(guān)到微觀(guān)還原水廠(chǎng)建筑、環(huán)境、泵房、設備、管線(xiàn)等全要素，對水質(zhì)信息、藥耗信息、能耗信息、報警信息、設備運行狀況等關(guān)鍵指標進(jìn)行綜合監測分析，以可視化方式呈現水處理工藝流程，支撐安全工作模擬還原及演練培訓，輔助管理者全面掌控廠(chǎng)區運行態(tài)勢，讓水廠(chǎng)以更穩定、更高效、更智慧的運行狀態(tài)和更低的能耗提供更優(yōu)質(zhì)的用水。
3、因地制宜打造供排水設施數據更新模式
為解決供排水管網(wǎng)設施家底不清的問(wèn)題，通過(guò)基于大數據分析、GIS、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，構建管網(wǎng)數據動(dòng)態(tài)更新機制，打造自動(dòng)化數據分析——發(fā)現問(wèn)題（web端）——現場(chǎng)核查（app端）——數據修正（app端）——修補測(C端)——數據入庫全流程管理業(yè)務(wù)閉環(huán)，為管網(wǎng)數據完善提供技術(shù)保障，提高管網(wǎng)數據生命力。
圖 6 更新機制
打通多部門(mén)數據，匯集建設進(jìn)程、排水單元、管網(wǎng)窨井、排放口、流量水質(zhì)、運維管理等7類(lèi)信息，將澄邁全縣污水工程建設、運維、監測等信息全面實(shí)時(shí)歸集至智慧水務(wù)數據中心，建立“源-網(wǎng)-廠(chǎng)-河”全過(guò)程動(dòng)態(tài)閉環(huán)監管模式和應用，實(shí)現監測告警上報—任務(wù)派發(fā)—處置反饋—審核辦結的閉環(huán)管理過(guò)程，形成責任部門(mén)和監管部門(mén)共同參與、跟蹤問(wèn)題解決全過(guò)程的監管閉環(huán)，有效實(shí)現污水“治理”到“智理”。
5、構建計劃用水流程，推進(jìn)澄邁節水型社會(huì )建設
基于水利行業(yè)節水機關(guān)相關(guān)建設標準規范，利用物聯(lián)網(wǎng)、5G通信、大數據分析等高新技術(shù)，整合計劃用水和用水實(shí)時(shí)監測數據，建立多端應用、多級協(xié)作的計劃用水信息管理系統，通過(guò)設定下達節水計劃的條件，計劃用水申報等業(yè)務(wù)全部在線(xiàn)上辦理，無(wú)需見(jiàn)面審批，提升水務(wù)局對非居民用水監管效率，方便用水戶(hù)用水申報和繳費，提高計劃用水管理規范化精細化水平，協(xié)助全面推進(jìn)節水型社會(huì )建設。
6、打造六水共治可視化運營(yíng)中心，科學(xué)提升一線(xiàn)治水成效
結合 UE可視化技術(shù)和水利模型構建數字孿生場(chǎng)景，緊緊圍繞治污水、保供水、排澇水、抓節水、防洪水、優(yōu)海水六大治水主題打造六水共治可視化運營(yíng)中心，構建“多級互聯(lián)、統一指揮、協(xié)調有序、運轉高效”的六水共治工作模式，提供治水工作數據統攬、動(dòng)態(tài)監測、智能研判、風(fēng)險預警等功能，在一個(gè)端口上實(shí)現水環(huán)境治理要素、對象、過(guò)程、結果等各類(lèi)信息的全景呈現，各委辦局在一個(gè)平臺上進(jìn)行事件集成化、協(xié)同化、閉環(huán)化處置，提升水環(huán)境治理科學(xué)化、精細化、智能化水平。
圖 7 可視化大屏展示
以污水處理廠(chǎng)、排水泵站和污水管網(wǎng)等實(shí)時(shí)監測數據為基礎，結合水動(dòng)力模型、機器學(xué)習/深度學(xué)習算法和統計學(xué)等知識，從全面感知管網(wǎng)運行態(tài)勢的角度出發(fā)，綜合分析排水系統運行過(guò)程中的關(guān)鍵場(chǎng)景，實(shí)現對城市污水管網(wǎng)運行的仿真模擬預測和智能分析，為排水管網(wǎng)的運行調度、養護管理、快速響應提供有效的數據支持，以便于管理者掌握管內實(shí)際狀況及正確的部署緊急情況下的應急措施，不斷提高排水管網(wǎng)的管理水平。
圖 8 區域濃度分析
構建智慧水務(wù)工程數據中心，對澄邁縣水務(wù)水利數據資源進(jìn)行梳理整合、統一管理、交換共享，并與海南省水利廳進(jìn)行數據打通，實(shí)現橫向各水務(wù)業(yè)務(wù)系統數據資源的交互共享，縱向各級部門(mén)之間數據的互聯(lián)互通，達到水務(wù)水利數據資源體系健全完善、數據有序交換高效共享的目標，避免系統、數據重復性建設。
（2）及時(shí)預報，快速處置，減少經(jīng)濟損失
在系統的支持下，可實(shí)現對水量、水質(zhì)、工程安全等變化情況的及時(shí)預測預警，進(jìn)而對山洪災害、水污染事件進(jìn)行提前預防，提升突發(fā)性水事件進(jìn)行快速處置能力，減少經(jīng)濟損失。
（3）提高業(yè)務(wù)管理水平，有效降低管理成本
智慧水務(wù)工程系統的建設，使水務(wù)日常工作從傳統的管理方式轉變?yōu)樾畔⒒芾矸绞?，將全面提高澄邁水務(wù)局及下屬單位日常業(yè)務(wù)管理信息化水平，充分提升工作人員的工作效率，有效降低管理成本。
2、社會(huì )效益
（1）夯實(shí)工程基礎，提升防災減災能力
工程措施的有效發(fā)揮依賴(lài)非工程措施的支撐，工程措施與非工程措施的協(xié)調配合才能充分發(fā)揮工程設施預期效能。澄邁水網(wǎng)密布、雨量充沛，通過(guò)智慧水務(wù)工程進(jìn)一步完善水務(wù)物聯(lián)感知體系建設，保障污水全收集、全處理，保障水環(huán)境，增強抵御各種自然災害的能力，有效保護人民生命財產(chǎn)安全和維護社會(huì )穩定具有非常重要的意義。
（2）樹(shù)立海南治水標桿，助力美麗中國建設
構建澄邁縣特色智慧水務(wù)平臺，幫助澄邁縣實(shí)現以“智”治水，降低運營(yíng)成本，提高管理效能，樹(shù)立海南治水標桿。探索符合澄邁縣綜合治水的智慧水務(wù)建設模式，可以為海南省其它地市治水提供實(shí)踐經(jīng)驗，助力美麗中國建設。
（3）節能降耗，節約水資源
澄邁縣南部片區（文儒、加樂(lè )、中興、仁興）城鄉供水一體化工程智慧水務(wù)工程能夠在減少供水漏損方面發(fā)揮價(jià)值，為節能降耗、節水管理提供直接的支撐。通過(guò)對管網(wǎng)壓力的持續性監控，既保證供水管網(wǎng)安全承壓，又讓末端用戶(hù)擁有足夠的水壓，保障澄邁縣實(shí)現城鄉供水一體化。
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以上文章來(lái)源于中國智慧城市大會(huì ) ，作者申報單位提供。
