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城乡一体化智慧水务:如何用“一网统管 + 厂站网联合调度”打通源—网—站—厂全链条?
2026/10/30 2:09:55 网站建设 项目流程

一、产品概述

城市排水是城市生命线工程,关乎防汛安全、水环境质量和群众切身利益。随着城镇化快速推进,城市排水系统日趋复杂,“污水厂、排水管网、泵站、污染源企业、排污口、村镇污水”等要素交织,传统“分段管理、各自为政”的模式难以应对内涝治理、污水处理提质增效等新要求。围绕智慧城市排水体系建设,城乡一体化智慧水务平台应运而生。

平台以“源、网、站、厂”全要素管理为核心,实现排水设施的“一网统管”。它建立和完善排水设施的运行监管与运维服务,通过科学合理的源、网、站、厂联合调度方式,保障城市排水设施正常运转,缓解城市内涝、助力污水处理提质增效,最终达到城市排水业务精细化、科学化、智慧化运营的效果。平台既服务于排水运营企业,也支撑政府监管部门,是城市排水从“被动应对”走向“主动治理”的数字化中枢。

平台面向三类核心用户:排水运营企业以“一网统管”降低人工巡检与调度成本、提升设施运行效能;政府监管部门以实时、可追溯数据支撑考核与应急指挥,变“听汇报”为“看数据”;一线运维人员以移动 App 实现报警即达、处置即录,缩短故障停机时间。

政策背景与建设驱动:近年来,《城镇污水处理提质增效三年行动方案》《海绵城市建设技术指南》以及“厂网河(湖)一体化”运维政策陆续落地,对城市排水系统的系统化、数字化、闭环化运行提出明确要求。同时极端天气频发使城市内涝风险上升,传统模式在防汛应急、污染源溯源、提质增效等场景中暴露出数据割裂、响应滞后等短板,亟需以一体化平台打通“源—网—站—厂—河—农”全链条。

图1 平台总体架构与数据驾驶舱

二、平台架构与技术体系

平台采用“四维一体”智慧排水信息化设计思路,通过整合业务数据形成统一数据管理规范,在基础感知系统、数据中心和水务中台之上构建排水业务信息化系统,并通过 Web 端、移动端、大屏等多种表现层实现指挥调度与综合应用。总体架构按“统一设计、分层架构”的 SOA 通用体系设计,以企业服务总线(ESB)和业务流程引擎(BPM)为核心,构建可灵活应变、松散耦合的应用基础平台,配套标准规范体系与信息安全体系,打破信息孤岛、实现数据层服务共享。

架构维度

要点

设计思路

“四维一体”智慧排水信息化,按 SOA 以 ESB 企业服务总线与 BPM 流程引擎分层解耦,打破信息孤岛

端—边—云

感知层(液位/流量/水质/视频/PLC)、传输层(5G/光纤/物联网关,兼容 Modbus/MQTT/OPC)、平台层 PaaS(时序库/规则引擎/AI 算法仓/权限中台)、应用层 SaaS(一张图/调度/工单/数字孪生/报表)

数据驾驶舱

宏观呈现全区域排水运行,辅助一体化调度与防汛应急决策分析

信创安全

国产化操作系统/中间件/数据库,参照等保二级(GB/T 22239-2019),信道加密、专网传输

集成能力

对外提供标准 REST/WebService 接口,便于与海康视频、财政非税、政务平台集成

平台以 ESB 与 BPM 解耦各业务模块,支持低代码表单与审批流自定义,并对外提供标准 REST/WebService 接口,便于与第三方系统(如海康视频、财政非税、政务平台)集成。在信创安全方面,采用国产化操作系统、中间件、数据库实现自主可控,并参照《信息安全技术 网络安全等级保护基本要求》(GB/T 22239-2019)防护,建议安全等级定级为第二级。

三、核心功能详解

平台围绕城市排水全要素,提供十项核心功能:

功能模块

核心能力

价值

水务一张图

管网/泵站/厂站/排口一张图 + 海康视频联动(预览/回放/PTZ)

图上点、即时看,掌控全域资产

排水全要素监测感知

排水户、管网、泵站、污水厂、排口、农污站全过程跟踪

看得见、测得准、管得住

故障异常及时报警

故障/超标/数据异常自动报警,多参数自定义模型

异常第一时间发现、处置

工单全生命周期管理

产生—分配—执行—验收—关闭,手机 App 协同

可跟踪、可考核、可追溯

厂站网联合调度

多因子数据分析 + 中控远程写 PLC/阀门(操作留痕)

缓解内涝、避免厂前溢流

数字孪生工艺仿真

三维高保真还原工艺流,虚拟推演水位/流量/水质

优化决策与无风险演练

排水许可全流程帮代办

小程序 + Web 端低代码表单与审批流

简化许可办理、提升政务效率

样品检测全周期闭环

计划—采样—条码—收样—检测—报告一站式

检测数据真实、完整、可追溯

丰富的统计报表

站点/水质/运维/故障多维报表与组合对比分析

数据驱动管理决策

设备全生命周期管理

预防性维护 + 知识库关联指导点检/保养

提前发现问题、发挥设备价值

图2 水务一张图

水务一张图集成海康威视综合安防(Artemis)视频子系统,支持监控点预览/回放取流、云台控制(PTZ)与摄像机在线状态查询,将“一张图”与实时视频联动,实现重点站点、泵站、排口、企业现场的“图上点、即时看”,补强纯数据监测之外的可视化安防能力;并支持范围查询、溯源分析、距离与面积测量、剖面分析等 GIS 应用。

图3 排水全要素监测感知

图4 故障异常报警

图5 工单全生命周期管理

图6 厂站网联合调度

厂站网联合调度基于多因子协同决策:提质增效方向结合水质沿程监测识别高浓度进水区段,辅助排查外水汇入与工业超标偷排;暴雨应急方向接入气象降雨预报,提前预降管网水位、错峰开泵,发挥厂—站—网调蓄能力缓解内涝;日常工况方向依据各泵站液位、厂处理负荷与管网充满度动态分配提升与输送节奏,避免厂前溢流。应急指挥模块统一管理人员、专家、队伍、物资与危源,结合一张图与联合调度快速生成处置方案、自动派单并跟踪资源到位,形成“监测—预警—应急—恢复”闭环。

图7 数字孪生工艺仿真

数字孪生不仅“好看”更支撑“好用”:通过高保真还原站点工艺流与设备运转机理,可在虚拟环境推演不同调度方案下的水位、流量与水质变化,为运行优化与人员培训提供无风险演练沙盘,并可与实时数据联动对异常工况定位与归因。此外,平台还提供排水许可全流程帮代办(小程序 + Web 端低代码)、样品检测全周期闭环、丰富的统计报表与设备全生命周期管理,覆盖从许可、监测、运维到设备保养的完整业务。

四、应用场景与成效

本平台以排水管网智慧运营服务为核心,实现对城区排水系统全方位监控管理,完成管网养护监管、监测预警、运行分析诊断,提升设施运行效能与城市智慧化运营能力;项目覆盖全区域管网、污水厂、泵站、排水户、排污口、村镇污水等全要素,实现管网与河湖水体联动,打造“户—厂—站—网—河”一体化调度体系。其成效可从四个维度衡量:

维度

可量化体现

管理侧

数据可追溯率、监管考核自动生成率、跨部门协同时效

效率侧

工单闭环时长、报警响应时长、巡检人力成本下降比例

环境侧

出水达标率、污染物削减量、内涝积水点下降数

设施侧

站点正常运行率、设备完好率、泵站开机率

三大转变

监管分段粗放→全网协同;调度经验判断→数据驱动;运维被动抢修→主动预防

五、产品优势

相较于传统分段管理模式,平台的核心优势体现在五个方面:

核心优势

说明

一网统管,全要素覆盖

源、网、站、厂、河、农一体管理,打破信息孤岛,实现协同运营

联合调度,缓解内涝

多因子数据分析驱动厂站网联合调度,极端天气下提升排涝与调蓄能力

数字孪生,直观高效

三维仿真高保真呈现运行实况,支撑优化决策与培训演练

闭环管控,全程可追溯

从报警、工单、检测到设备保养全业务生命周期闭环,责任清晰、过程留痕

自主可控,安全可靠

国产化软硬件底座叠加等保二级防护,保障监测与安全管理信息安全

六、关键技术指标与部署形态

为便于工程选型与验收,平台具备以下可量化的能力边界与部署灵活性:

指标/形态

说明

接入规模

支持万级监测点位、千级视频通道的并发接入与稳定存储

协议兼容

原生支持 Modbus、MQTT、HTTP、OPC、GB/T 28181(视频)等标准

实时性

关键报警从产生到前端触达(含 App 推送)控制在秒级

部署形态

支持私有化(信创环境)与政务云两种部署,适配等保二级及以上

信创底座

兼容国产操作系统、数据库与中间件,关键链路支持国密加密

七、典型应用示例

典型场景

平台做法

暴雨内涝应急

依据降雨预报预降主干管水位;雨中按实时液位错峰开泵、联动厂站调蓄,大屏呈现易涝点态势并自动派单

污水处理提质增效

沿程水质与流量监测识别异常高浓度/低浓度区段,定位外水汇入与工业超标排放,优化厂前水量水质均衡

排污溯源与监管考核

依托一张图溯源分析与排口—企业关联锁定责任主体;监管侧自动汇总运行率、达标率形成可追溯考核

八、常见问题 FAQ

Q1 城乡一体化智慧水务平台是什么?

它是面向城市排水一体化运营的数字化平台,以“源、网、站、厂”全要素管理为核心,实现排水设施“一网统管”,覆盖水务一张图、监测、报警、工单、联合调度、数字孪生等能力。

Q2 “一网统管”指什么?

即把污水厂、排水管网、泵站、污染源企业、排污口、村镇污水等分散要素统一纳入一张图与一套数据中台协同运营,打破分段管理、各自为政的信息孤岛。

Q3 平台面向哪三类用户?

排水运营企业(降巡检调度成本)、政府监管部门(实时可追溯数据支撑考核与应急指挥)、一线运维人员(移动 App 报警即达、处置即录)。

Q4 核心功能有哪些?

共十项:水务一张图、排水全要素监测感知、故障异常报警、工单全生命周期管理、厂站网联合调度、数字孪生工艺仿真、排水许可帮代办、样品检测闭环、统计报表、设备全生命周期管理。

Q5 厂站网联合调度如何实现“控得了”?

不仅做多因子协同分析,还通过 IoServer 直写泵站 PLC/SCADA 变量(Redis 防并发、操作留痕),并调用第三方 WebService 远程开闭企业阀门与水泵,将调度决策实时下达到现场设备。

Q6 数字孪生在平台中起什么作用?

通过三维高保真还原站点工艺流与设备运转机理,在虚拟环境推演不同调度方案下的水位、流量与水质变化,支撑运行优化与人员培训,并与实时数据联动定位异常工况。

Q7 平台有哪些关键技术指标与部署形态?

接入规模支持万级点位、千级视频并发;原生兼容 Modbus/MQTT/HTTP/OPC/GB/T 28181;关键报警触达秒级;支持私有化(信创)与政务云部署,关键链路国密加密。

Q8 平台带来哪些成效?

管理侧提升可追溯率与考核自动化,效率侧缩短工单与报警响应、降人力成本,环境侧提升出水达标率与削减量、降内涝点,设施侧提高正常运行率与完好率;整体推动监管全网协同、调度数据驱动、运维主动预防。

九、结语

城乡一体化智慧水务平台以“一网统管”为纲,以物联感知为基、以数据中台为脑、以联合调度为用,将分散的排水要素编织成高效协同的智慧网络。在新型智慧城市建设与城市安全韧性提升的当下,平台将持续助力城市缓解内涝、污水处理提质增效,为构建水清、岸绿、城安的宜居环境提供强有力的数字化支撑。
讨论与互动

你所在城市排水运营最难啃的衔接环节是什么?是暴雨调度来不及,还是厂网数据联动不起来,又或是台账散落多套系统、考核对不上?欢迎在评论区留言聊聊,我们会在后续文章中针对典型问题专门解答。

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