一、方案綜述
伴隨城市建設的加速發展和氣候變化導致降水量和強度的影響，城市排水系統面臨巨大壓力。智慧排水泵站系統全面提升排水泵站運行效能與管理水平。遵循 “精準排水、高效管控、資源優化、智能運維” 的核心目標，全力達成排水區域內全方位采集、傳輸、存儲、運用、監管數據，充分契合城市規劃部門、環保部門、市政管理部門，以及社區居民、專業運維團隊等多元主體的實際業務訴求，建設現代化城市排水系統以及可持續發展的生態環境，有效防范內澇災害，保障城市水循環健康穩定運行，大幅提升城市應對復雜水環境挑戰的綜合實力。
二、系統設計
本系統以標準化為基礎、集約化為手段、生產運營為業務主線、提高生產運行效率、降低生產運營成本為目標的管控體系設計思路，完成系統建設并在城排及各所屬廠站部署，深度集成城市排水及生產管理、設備管理、防汛應急指揮管理等業務系統，為各級管理人員提供績效分析、防汛應急指揮、生產指揮和決策的監控平臺。
三、系統架構
智慧排水泵站系統架構分為五層：設備層由各類傳感器和智能設備組成，負責采集泵站運行過程中的各種物理參數和設備狀態信息；傳輸層負責將感知層采集的數據傳輸到數據層和平臺層；調度層存儲和管理從感知層傳輸過來的大量數據；管理層是系統的核心樞紐，集成了數據處理、分析、挖掘和智能決策等功能；展示層通過友好的用戶界面，為泵站管理人員、運維人員、調度人員提供便捷的操作工具，實現遠程監控、智能管理和高效運營排水泵站。
四、系統功能
1.數據采集和存儲
現地控制單元是泵站現場的核心控制與數據采集節點，具備強大的數據處理和傳輸能力，它將采集到的設備數據進行處理整合，上傳至系統的監控中心服務器。配電數據是智慧排水泵站系統數據采集的重要組成部分，泵站的配電系統為所有設備提供電力支持，運行狀態直接影響整個泵站的穩定運行。儀器儀表在排水泵站中分布廣泛，涵蓋液位、流量、壓力、水質等多個方面，它們將采集數據上傳匯總到監控中心，監控中心對數據進行存儲、分析和展示，為泵站智能化運行管理提供全面的數據基礎。
2.運行監測
廠區效果圖以可視化方式呈現整個泵站廠區的布局和設施分布；工藝流程畫面詳細描繪了排水泵站內水的流動路徑以及各個處理環節的工作流程；泵站運行監控以指示燈、數據列表等形式展示泵站運行時間、開機臺數、機組運行狀態、流量、水位等信息；單體機組運行監測展示泵站內每臺單體機組的基本電氣參數和運行參數；實時監測氣象數據，包括氣溫、氣壓、濕度、風速、風向、降雨量等信息；實時監測污水水質參數，反映排水的污染程度和水質特性；實時采集電力參數數據，顯示監控電力系統的運行狀態。
3.自動化控制
實現機組一鍵啟停功能，可自動完成開啟或關閉電源、調節機組轉速、控制相關輔助設備等操作，提高泵站運行效率，減少人工操作的不確定性和誤差。
進出水閘門控制頁面支持閘門控制和開度顯示，閘門開度和荷載報警彈窗，運行數據達到設定值時自動停止，命令值超過設定值不能輸入指令。
4.統計報表
系統根據泵站生產管理需求，生成多種類型的統計報表，支持以Excel、PDF等格式導出打印，便于進一步分析處理數據、存檔和匯報。機組運行數據報表記錄各機組的運行參數信息；泵站運行數據報表記錄整個泵站的綜合運行信息；水位記錄報表主要聚焦泵站內各個關鍵位置的水位變化情況；配電報表記錄泵站配電系統的運行數據；機組開停機時間統計報表專門統計各機組的開機時間、停機時間以及累計運行時間；污水雨水流量統計報表分別記錄泵站在不同時間段內污水和雨水的流量數據；水質報表記錄了泵站進水口和出水口的水質監測數據。
5.預警報警
對電壓、電流、勵磁數據、電機上下軸瓦溫度、機組振動、機組噪音、技術供水壓力和流量、排水水位、進水水位、流量等參數，設定安全閾值，監測實時數據，超出安全閾值平臺立即報警。
6.趨勢曲線
用于展示和分析泵站運行數據的重要工具，能將現場密集采集的趨勢信號按時間戳還原，生成趨勢圖。通過圖形化的方式直觀展示數據隨時間變化的趨勢，幫助操作人員更好地了解泵站的運行狀態和性能。
7.事件記錄
記錄軟件相關運行信息，包含開啟軟件記錄、登錄記錄、操作按鈕記錄、設備通訊報警記錄等。記錄站內所有設備的操作事件、報警事件及報表等，并在LCD上顯示和按需打印。
8.電氣主接線圖
通過顏色和圖標直觀呈現電氣設備的運行狀態，如斷路器、隔離開關的開合情況，母線、變壓器等的工作狀態。有助于操作人員判斷設備是否正常運行，是否存在過載、欠壓等異常情況。
9.網絡拓撲圖
展示泵站所有接入網絡設備架構圖，直觀顯示各設備網絡通訊運行狀況，當出現通訊故障時能快速查出原因，方便維護。
10.視頻監控
用于實時監控泵站現場情況，保障泵站安全運行。支持多品牌攝像頭接入平臺，支持攝像頭聯動抓拍、攝像頭控制等云臺功能。通過視頻監控，操作人員可以直觀地了解泵站現場的運行狀態，及時發現并處理異常情況。
11.用戶管理
包括用戶管理、角色管理、權限管理。用戶管理用于錄入和管理使用本系統的用戶信息；角色管理也叫用戶組管理，管理系統的使用角色，每個角色有一定的權限關聯，某個角色的人員具有該角色相應的使用功能；權限管理對監控系統的各個功能模塊、產品分級，不同的權限級別可查看對應的功能和產品。
12.智慧運維系統
系統創建機組電子檔案，通過機組運行參數和維護維修記錄，實現泵站完好率達標。實現運行考核，包括員工考勤、排水任務、污水達標率等關鍵指標。考核劃分為泵站整體考核、單臺設備考核、班組作業考核，通過運維規劃與嚴格監管排水泵站，有力保障城市排水系統順暢運行，滿足區域內雨水及污水高效排放的需求。
13.信息管理系統
系統整合主設備狀態監測、建筑物安全監測、視頻監控系統、門禁系統、環境監測、雨水預測及積水風險預測等模塊，實時監測泵站設備的運行狀態和建筑物的安全狀況，同時提供視頻監控和門禁管理功能，確保泵站安全運行。此外，系統可對泵站周邊的氣象條件、水質污染程度等環境要素進行實時采集與分析，并依據先進的雨情預測模型，為科學制定排水調度方案提供可靠的數據支撐，高效處理與排放雨水、污水，實現優化配置與可持續利用城市水資源。
14.工業網絡安全系統
排水泵站調控中心系統需要防止外部邊界發起的攻擊和侵入，防止未授權用戶非法訪問系統、非法獲取數據、入侵系統并進行重大的非法操作；需要確定不同的安全區/域以及不同的安全防護技術措施和要求；測試、比較、分析安全防護的技術手段和產品，滿足調控中心安全產品、數據傳輸網絡的生產需要，根據調控中心安全級別進行安全設施部署，從技術和管理兩個層面全面保護排水泵站業務系統的安全。
五、用戶價值效益
通過實時監測水壓、流量等數據，并根據排水需求自動調節泵組運行狀態，實現排水的智能化控制，使泵站運行達到機組啟停自動化運行，實現無人、少人值守，提高排水效率?。
系統通過實時監測設備運行狀態，及時發現故障隱患并進行預警和維護，減少設備故障率，降低維修成本。此外，通過優化設備運行方案，提高設備能效，降低運行能耗?。
通過實時監測水質、水壓等數據，及時發現水質污染和排水安全隱患，并進行預警和處理，保障排水安全。
通過視頻監控、門禁系統等手段，加強泵房安全防范，防止人員和設備遭到破壞?。安全生產視頻數據和現場巡檢相結合，達到隨啟隨停零事故。
系統實現遠程監控、超限告警、遠程調度、運維管理等功能，為泵站巡檢運維、內澇治理分析等工作提供便捷、高效的信息化支持，?提升管理效率?。
系統通過實時監測和分析排水管網、河道水位等關鍵數據，幫助城市管理者及時了解城市排水系統的排放能力和排澇能力，為應對極端天氣和降雨事件提供預測、預警和決策支持，降低城市內澇現象的發生?。
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