供水企業(yè)二次加壓泵站網(wǎng)格化管理

陳學(xué)志，丁 武

（1.沈陽水務(wù)集團有限公司，遼寧沈陽 110001；2.遼寧長江智能科技股份有限公司，遼寧沈陽 110002）

0 引言

作為傳統(tǒng)行業(yè)，水務(wù)行業(yè)中大多數(shù)供水企業(yè)都有著幾十年甚至上百年的發(fā)展歷史，在長期的發(fā)展中，企業(yè)形成和沉淀了固有的發(fā)展和經(jīng)營模式。但深厚的歷史積淀，既是企業(yè)的經(jīng)驗財富，往往也成為新時代發(fā)展的沉重包袱。目前，大多數(shù)供水企業(yè)都存在著管網(wǎng)設(shè)施設(shè)備老化、管理方式落后、工作效率低、協(xié)同能力弱、服務(wù)質(zhì)量差等問題，一方面，造成了企業(yè)漏失率及產(chǎn)銷差居高不下；另一方面，給保障飲用水安全及提供高質(zhì)量城市服務(wù)等方面工作的深入執(zhí)行造成了極大的阻力。

以二次加壓泵站及其連接管網(wǎng)組成的二次供水系統(tǒng)作為城市供水系統(tǒng)的一個重要組成部分，長期以來由于產(chǎn)權(quán)不明晰，各自為政，缺乏統(tǒng)一的管理，難以納入城市供水的有效管理范疇，其供水安全和管理矛盾日漸突出。特別是在水源緊張、供水量不足的情況下更是難以對其有效調(diào)度，保證市民安全穩(wěn)定用水。二次供水系統(tǒng)主要包括小區(qū)加壓泵站與小區(qū)供水管網(wǎng)，作為城鎮(zhèn)居民供水的最后一個環(huán)節(jié)，在保障供水安全方面具有重要作用。其中，小區(qū)加壓泵站作為供水控制終端，在決定居民水量供給的同時，其管理狀況更是直接反映了水質(zhì)安全保障水平。

1 存在的問題

沈陽市政供水采用低壓供水方式，居民生活用水均需通過二次加壓泵站進行增壓以提供滿足用水需求的服務(wù)水壓，沈陽水務(wù)集團有限公司（以下簡稱“沈陽水司”）從1997 年開始接收居民二次加壓泵站，截至2021 年底，共接收運行管理的居民加壓泵站2600 余處。分析近幾年來加壓泵站的管理狀況，發(fā)現(xiàn)主要存在如下問題：

（1）缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，沒有規(guī)范性文件標準。由于缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃，造成二次供水系統(tǒng)泵站多而散、小而亂，不僅增加了管理運行成本，也使得泵站機組運行效率低下，能耗浪費較大；同時，各個管理區(qū)域信息化建設(shè)程度不一，造成信息零散、使用價值低。

（2）管理成本高，運行維護不及時。目前，大部分泵站依然采取人工巡視制度，2600 余座泵站需要管理、運維人員合計近700人，人力成本巨大，同時存在人員結(jié)構(gòu)老化、補充不及時，面臨巡檢人員嚴重短缺問題。

（3）產(chǎn)銷差及漏失率居高不下，供水穩(wěn)定性無法保證。由于現(xiàn)有人工巡視制度存在監(jiān)管漏洞，巡檢不到位、敷衍了事時有發(fā)生，一方面無法及時發(fā)現(xiàn)二次泵站跑、冒、滴、漏等情況，導(dǎo)致二次供水系統(tǒng)的產(chǎn)銷差及漏失率居高不下；另一方面由于無法及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，導(dǎo)致停水事故頻發(fā)。

（4）飲用水水質(zhì)安全存在風(fēng)險。由于二次加壓泵站存在設(shè)備生銹、腐蝕、老化及疏漏清洗養(yǎng)護等情況，導(dǎo)致水質(zhì)合格的水體經(jīng)過供水入戶前的最后環(huán)節(jié)時，存在被污染的風(fēng)險。

2 智慧水務(wù)建設(shè)

2012 年以來智慧城市建設(shè)迅速發(fā)展，智慧水務(wù)建設(shè)作為其重要組成部分，是體現(xiàn)城市管理水平的重要標志之一。智慧水務(wù)涵蓋了水司生產(chǎn)、輸配、運維、營收及服務(wù)等多個核心業(yè)務(wù)的管理工作，是促進水司技術(shù)升級和管理轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)生產(chǎn)管理及運營服務(wù)精細化、智慧化的重要支撐和保障。

作為管理超過2600 座居民二次供水泵站的沈陽水司，對二次加壓泵站進行信息化建設(shè)和實現(xiàn)精細化管理的需求尤為突出。為此，必須將二次供水設(shè)施納入城市供水智慧化管理體系中，通過建立二次供水信息化建設(shè)，實現(xiàn)集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理調(diào)度，當遇到城市供水突發(fā)事件時，進行統(tǒng)一調(diào)度，平衡峰谷，充分發(fā)揮其在城市供水管理中的調(diào)蓄作用，保障供水安全，降低產(chǎn)銷差、降低漏失率，提高企業(yè)的運營經(jīng)濟效益和社會服務(wù)效益。

2.1 完善以二次加壓泵站為主的供水系統(tǒng)信息化建設(shè)

建設(shè)并完善二次加壓泵站自動化控制系統(tǒng)。二次加壓泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)是依據(jù)加壓泵站信息化建設(shè)和實現(xiàn)泵站無人值守的需求進行設(shè)計的，由監(jiān)控中心及若干分布在市區(qū)的二次加壓泵站數(shù)據(jù)采集終端構(gòu)成，通過網(wǎng)絡(luò)將各個二次加壓泵站數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集上傳到數(shù)據(jù)中心的SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）數(shù)據(jù)平臺。調(diào)度中心以及各營業(yè)分公司以及營業(yè)所管理人員可實時監(jiān)控各個二次加壓泵站的運行參數(shù)，并根據(jù)管網(wǎng)配水需求，實施對各二次加壓泵站運行狀態(tài)的控制。

建設(shè)二次加壓泵站綜合管控平臺，主要包括泵站調(diào)度系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析與挖掘系統(tǒng)、自動巡檢系統(tǒng)、巡檢運維系統(tǒng)、設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)。

（1）泵站調(diào)度系統(tǒng)。水司員工通過泵站調(diào)度系統(tǒng)，能夠?qū)崟r地了解泵站運行狀況及相關(guān)指標，系統(tǒng)各項指標信息支持大屏顯示、手機移動端、Web 客戶端等多種的展示訪問方式，并且支持視頻實時監(jiān)控。系統(tǒng)提供的主要功能：數(shù)據(jù)監(jiān)測、曲線分析、地理信息、動態(tài)工藝、遠程控制、視頻監(jiān)控、報警提示、圖表展示、手機APP、權(quán)限管理，數(shù)據(jù)疊加、視頻聯(lián)動。

（2）安防監(jiān)控系統(tǒng)。通過門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵防范系統(tǒng)等，記錄出入人員信息，及時上傳至平臺；當現(xiàn)場設(shè)備出現(xiàn)報警時，攝像頭自動聚焦該設(shè)備，即時報警；當發(fā)生紅外入侵報警時，觸發(fā)泵房內(nèi)聲光報警設(shè)備。

（3）KPI（Key Performance Indicators，重要績效指標）管理系統(tǒng)。KPI 系統(tǒng)是一體化平臺的核心，由數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)發(fā)布等四部分構(gòu)成。可實現(xiàn)通過夜間最小流量曲線變化趨勢分析、判斷泵站漏失變化情況，確定重點漏損監(jiān)測區(qū)域；對用電效率及單耗進行分析；進行設(shè)備故障次數(shù)趨勢、分布情況統(tǒng)計、故障原因分析及對策支持等。

（4）自動巡檢系統(tǒng)。人工智能巡檢系統(tǒng)通過視覺識別技術(shù)自動識別模擬儀表（指針和LED 數(shù)碼）、裝置信號燈指示、空開位置等信息，結(jié)合SCADA 生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)和日常巡檢計劃，實現(xiàn)24 h 不間斷巡檢。

（5）巡檢運維系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)對巡檢人員在巡檢過程中的全程動態(tài)管理，實時上傳巡檢過程中發(fā)生的隱患、突發(fā)事件等信息，減少隱患，實現(xiàn)突發(fā)事件預(yù)警預(yù)控。實現(xiàn)設(shè)施設(shè)備巡檢管理的信息化和智能化，提高設(shè)施設(shè)備巡檢管理水平。

（6）設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)。將現(xiàn)有設(shè)備的基本信息（類型、規(guī)格、生產(chǎn)廠商、安裝時間、負責人等）以二維碼的形式生成“身份卡”，并安裝到設(shè)備上。在巡檢維護時，通過手機查看“身份卡”的內(nèi)容，可快速調(diào)閱相關(guān)資料及信息，并可智能分析設(shè)備使用壽命[1]。

通過二次加壓泵站信息化建設(shè)可實現(xiàn)各二次加壓泵站運行數(shù)據(jù)的匯總，分類，存儲，以及統(tǒng)計分析，完成泵站科學(xué)管理、優(yōu)化調(diào)度，為泵站節(jié)能、區(qū)域降差提供數(shù)據(jù)支撐，同時為各二次加壓泵站和營業(yè)公司的運營情況的考核提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

沈陽水司建立智慧水務(wù)大數(shù)據(jù)平臺，通過技術(shù)手段倒逼管理顆粒度提升。目前已利用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，建立管網(wǎng)漏損和表觀漏損的分析算法，可精準鎖定漏損原因，最高效率實現(xiàn)產(chǎn)銷差的降低。

未來，將不斷提升平臺能力，進一步對水流量、壓力點、時間、季節(jié)、用戶密度、用戶群體特征等多維數(shù)據(jù)進行采集和分析，通過人工智能機器訓(xùn)練和深度學(xué)習(xí)建立水力模型，用數(shù)據(jù)推導(dǎo)決策，制定合理的產(chǎn)水、售水計劃，實現(xiàn)節(jié)能、降耗、提質(zhì)、增效。

2.2 建立網(wǎng)格化管理體系

多數(shù)供水企業(yè)長期以來的管理方式是各部門相互獨立，供水、售水、管網(wǎng)建設(shè)等業(yè)務(wù)各自為政，業(yè)務(wù)間互通少，數(shù)據(jù)間不關(guān)聯(lián)，限制了水司整體的運營調(diào)度和業(yè)務(wù)把關(guān)。

目前，許多水務(wù)企業(yè)已經(jīng)建立分區(qū)計量體系，可實現(xiàn)按區(qū)計量供水量和售水量，各級分公司也可自行承擔管網(wǎng)建設(shè)、用戶發(fā)展以及水費收繳，正是因為有了這項基礎(chǔ)，水務(wù)企業(yè)完全可以將自身職能下派到各級分公司、各街道社區(qū)，以及每個加壓泵站，建立網(wǎng)格化管理體系，將一個水務(wù)企業(yè)拆解成若干“微公司”獨立運轉(zhuǎn)，責任承包、效益自負。權(quán)力下放的同時，對每個二次加壓泵站下達合理的任務(wù)指標，建立完善的考核標準，以保障每個“網(wǎng)格”高效靈活運轉(zhuǎn)，最終整體產(chǎn)生1+1>2 的效益。

3 網(wǎng)格化管理系統(tǒng)組成及應(yīng)用功能

3.1 系統(tǒng)組成

以二次加壓泵站為考核單元的網(wǎng)格化管理工作體系包括：供水保障網(wǎng)格、查收服務(wù)網(wǎng)格和管網(wǎng)維護（二次供水系統(tǒng)）網(wǎng)格3 個部分。3 個網(wǎng)格都以二次供水泵站及其附屬管網(wǎng)覆蓋區(qū)域為考核單元，其中：供水保障網(wǎng)格中，值班泵站的負責人為責任者，設(shè)備維護、暗漏測定及漏水搶修人員為供水保障工作的連帶責任人；查收服務(wù)網(wǎng)格中以查收人員登門查表收費范圍為最小單元，單位戶管理員、居民戶管理員為責任人，水表維護、收費收繳人員為查收服務(wù)工作的連帶責任者；管網(wǎng)維護（二次供水系統(tǒng)）網(wǎng)格以巡線員的巡視范圍為最小單元，巡線員作為此項工作的責任者，管網(wǎng)搶修人員為管網(wǎng)維護工作的連帶責任者。

3.2 應(yīng)用功能

沈陽水司內(nèi)部將建立的以二次加壓泵站為考核單元的網(wǎng)格化管理工作體系，通過依托GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）、SCADA、大數(shù)據(jù)分析、移動互聯(lián)等技術(shù)手段，根據(jù)業(yè)務(wù)管理需求，將二次加壓泵站、二次管網(wǎng)及最終用戶標準化劃分成多級網(wǎng)格單元，全面感知二次供水管網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀態(tài)及用戶信息，各級網(wǎng)格自行負責網(wǎng)格內(nèi)的各項業(yè)務(wù)，通過平臺算法下達考核指標，憑借綜合考核結(jié)果下發(fā)網(wǎng)格績效獎勵，充分調(diào)動員工積極性。同時，通過建立標準化的工作流程及考核機制，實現(xiàn)精細化、精準化管理，可以有效降低產(chǎn)銷差，全面提升企業(yè)服務(wù)質(zhì)量[2]。

4 結(jié)語

沈陽水司依托智慧水務(wù)大數(shù)據(jù)平臺，利用二次加壓泵站出口流量數(shù)據(jù)、管網(wǎng)底數(shù)、夜間最小流量等綜合數(shù)據(jù)，精準建立產(chǎn)銷差分析智能模型。通過分解全年指標項，指導(dǎo)實時生產(chǎn)輸出智能決策，并結(jié)合抄表收費考核等項業(yè)務(wù)，構(gòu)建以二次加壓泵站為單元的考核微循環(huán)，實現(xiàn)范圍、責任、指標清晰可視，各項工作落實到人。