城乡供排水一体化信息管理系统的制作方法

1.本发明涉及城乡供水管理技术领域，具体为一种城乡供排水一体化信息管理系统。


背景技术：

2.城乡供水是以要求的水量、水质和水压，供给城乡生活用水和工业用水。又称城乡给水，随着人们的生活水平不断提高，人对城乡供水水质的要求越来越重视，需要加强城乡供水的管理。
3.目前，全国大部分区域尚未建立区域城乡供水信息化系统，供水信息目前主要依靠人工采集、手动录入的方式，水厂管理措施薄弱，自动化水平较低，水费征收困难，需要对供水过程中的水源地、水厂自动化、管网分区计量、水质、二次供水设施、用水户计量、安防等方面实施监测监控，缺少有效的技术手段对供水情况实现全面准确的监测。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种城乡供排水一体化信息管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种城乡供排水一体化信息管理系统，该信息管理系统包括自上而下相互连接并交互通讯的数字水务系统平台架构，所述数字水务系统平台架构包括展示层、网关层、应用层、服务层、数据缓存层、数据层、任务调度层、网络层和基础设备；所述展示层用于提供统一的用户接口、用户界面、操作方法和数据表示，用户根据相应的权限通过用户接口访问对应的信息资源；所述网关层与外部因特网络连接，用于获取外部网络资源；所述应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例；所述服务层与数据层进行通讯，用于数据进行存储、智能分析以及分析处理；所述数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳基础数据和基本算法；所述任务调度层用于对系统任务进行调度；所述网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制。
6.优选的，所述任务调度层包括数据采集任务、数据同步调度任务、数据清洗调度任务、数据统计调度任务和数据处理调度任务，所述数据采集任务由信息采集系统实现。
7.优选的，所述信息采集系统包括水源地水质液位监测模块、水厂流量及安防监测模块、进出厂水质监测模块、管网水质监测模块、供水管网分区计量模块、村级供水工程在线监测模块、水厂及泵站自控模块、用户远程智能水表计量模块和管网爆管测漏监测系统；所述水源地水质液位监测模块：配置一套水质、水位监测设备用于实时监控每个水源监测点，主要针对地区主要水源地液位开展监测；
所述水厂流量及安防监测模块：对1000m3/d及以上水厂进水口与出水口分别安装1套流量监测设备，实现在线监测与预警，根据水厂实际情况安装枪机和球机，保证水厂重要生产地点和安防点无死角,通信传输方式由运营商提供；进出厂水质监测模块：对涵盖的1000m3/d及以上水厂进出厂水质配备1套浊度、ph两项参数监测；所述管网水质监测模块：综合考虑城区及各乡镇供水规模、管网长度、管网布局实际特征对供水管网水质监测布点，监测项包含浊度、余氯和ph；所述村级供水工程在线监测模块：根据城乡供水一体化总体布局与工程规模，对农村供水工程开展村级供水工程在线监测，每个村级供水工程配备一套流量压力一体设备；所述供水管网分区计量模块用于对管网进行管网物探，管网物探主要实施城区管网和乡镇集镇管网，物探覆盖范围为dn100以上供水主管网，新建管不进行物探，由施工单位补齐埋深、材质、坐标数据，gis系统实施时导入平台中，物探只针对老旧管网；管网探测：包括管线探测、高程、经纬度、材质、埋深、地理位置（对比参照物，如街道、明显建筑物等），并成详图。
8.优选的，所述展示层包括大屏展示、门户网站、微信公众号、终端app和业务报表。
9.优选的，所述网关层包括https协议支持、安全验证和zuul熔断机制。
10.优选的，所述应用层包括生产管理系统、设备管理系统、物资管理系统、gis管理系统、dma漏损控制和管网、监测(scada)系统、供水管网水力模型、营业管理系统、数字报装系统、数字客服系统、基于大数据神经网络数字水务分析系统和手机app、网上营业厅、微信公众号。
11.优选的，所述服务层包括网关服务、kafka消息推送、安全控制、权限管理、微服务接口、elk日志服务、大数据分析平台、缓存层数据分布式共享、事务控制和wabsocket数据推送。
12.优选的，所述数据缓存层包括基于分布式reids架构数据缓存和基于elasticsearch搜素引擎数据检索。
13.优选的，所述数据层包括mysql、oracle、hdfs-hive、hdfs-hbase和hdfs-hue。
14.优选的，所述网络层包括光纤宽带接入、专网、5g/4g网络、nb-l0t和无线wifi。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本城乡供排水一体化信息管理系统，该系统利用物联网、云计算、大数据等信息技术，将实现源水、供水、节水、排水、污水“五水合一”的统一管理模式；该系统依托“架构统一、标准统一、规范建设”的原则，采用服务开发、服务提供和服务消费模式搭建区域城乡供水一体化数字水务平台总体架构，尽量避免未来重复建设，为后续信息化系统的开发建设和运行维护打下坚实基础。
16.2、本城乡供排水一体化信息管理系统，通过信息采集系统建设，信息采集贯穿“水源地—输水—制水—配水一用水”全过程的水信息采集，通过数据采集器、通信网络、水质水压、液位等在线监测设备，实现对水源地水位水质安防、输配水管网水量、水压、水质、液位等信息、水厂监测监控信息、二次供水设施、用水量等信息自动化采集，构建覆盖整个城乡供水过程的智能感知体系，为城乡供水中水源地管理、生产管理、供水调度、营业管理、漏
损分析、客户服务等提供“看得见、说得清”的基础数据，为水行政部门以及自来水公司运营分析提供数据支撑。
17.3、本城乡供排水一体化信息管理系统，以地理信息系统为基础，整合本区域城乡供水工程所有数据资源、通讯资源、网络资源、系统资源，建立集供水各专题信息服于一体的城乡供水数字水务一体化平台系统，实现供水生产与运行信息监控、管理、服务等业务的数字化、可视化与联动化，满足水行政主管部门对本区域城乡供水生产和运行信息的管理，为政府决策提供有效的数据支撑根据系统的总体结构，按信息处理的功能与内容把水务一体化平台划分为若干个相对独立的子系统，主要包括生产管理类系统、综合管理类系统、管网运行管理类系统、对外服务类系统四大类应用，用于支撑供水公司生产和经营信息的管理以及数据的采集上报。
附图说明
18.图1为本发明的管理系统数字水务系统平台总体架构图；图2为本发明的信息采集系统图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
22.如图1至图2所示，本实施例城乡供排水一体化信息管理系统，该信息管理系统包括自上而下相互连接并交互通讯的数字水务系统平台架构，所述数字水务系统平台架构包括展示层、网关层、应用层、服务层、数据缓存层、数据层、任务调度层、网络层和基础设备；所述展示层用于提供统一的用户接口、用户界面、操作方法和数据表示，用户根据相应的权限通过用户接口访问对应的信息资源；所述网关层与外部因特网络连接，用于获取外部网络资源；所述应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例；
所述服务层与数据层进行通讯，用于数据进行存储、智能分析以及分析处理；所述数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳基础数据和基本算法；所述任务调度层用于对系统任务进行调度；所述网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制。
23.具体的，所述任务调度层包括数据采集任务、数据同步调度任务、数据清洗调度任务、数据统计调度任务和数据处理调度任务，所述数据采集任务由信息采集系统实现。
24.进一步的，所述信息采集系统包括水源地水质液位监测模块、水厂流量及安防监测模块、进出厂水质监测模块、管网水质监测模块、供水管网分区计量模块、村级供水工程在线监测模块、水厂及泵站自控模块、用户远程智能水表计量模块和管网爆管测漏监测系统；所述水源地水质液位监测模块：配置一套水质、水位监测设备用于实时监控每个水源监测点，针对地区主要水源地液位开展监测；所述水厂流量及安防监测模块：对1000m3/d及以上水厂进水口与出水口分别安装1套流量监测设备，实现在线监测与预警，根据水厂实际情况安装枪机和球机，保证水厂重要生产地点和安防点无死角；存储周期大于90天，并且通信传输方式由运营商提供；进出厂水质监测模块：对涵盖的1000m3/d及以上水厂进出厂水质配备1套浊度、ph两项参数监测；所述管网水质监测模块：综合考虑城区及各乡镇供水规模、管网长度、管网布局实际特征对供水管网水质监测布点，监测项包含浊度、余氯和ph；所述村级供水工程在线监测模块：根据城乡供水一体化总体布局与工程规模，对农村供水工程开展村级供水工程在线监测，每个村级供水工程配备一套流量压力一体设备；所述供水管网分区计量模块用于对管网进行管网物探，管网物探主要实施城区管网和乡镇集镇管网，物探覆盖范围为dn100以上供水主管网，新建管不进行物探，由施工单位补齐埋深、材质、坐标数据，gis（地理信息系统）系统实施时导入平台中，物探只针对老旧管网；管网探测：包括管线探测、高程、经纬度、材质、埋深、地理位置（对比参照物，如街道、明显建筑物等），并成详图。
25.进一步的，所述展示层包括大屏展示、门户网站、微信公众号、终端app和业务报表。
26.进一步的，所述网关层包括https（以安全为目标的超文本传输协议通道）协议支持、安全验证和zuul（开源的微服务网关）熔断机制。
27.进一步的，所述应用层包括生产管理系统、设备管理系统、物资管理系统、gis（地理信息系统）管理系统、dma（直接存储器访问）漏损控制和管网、监测(scada)系统、供水管网水力模型、营业管理系统、数字报装系统、数字客服系统、基于大数据神经网络数字水务分析系统和手机app、网上营业厅、微信公众号。
28.进一步的，所述服务层包括网关服务、kafka（开源流处理平台）消息推送、安全控制、权限管理、微服务接口、elk日志服务、大数据分析平台、缓存层数据分布式共享、事务控制和wabsocket（是一种在单个tcp连接上进行全双工通信的协议）数据推送，elk是
elasticsearch、logstash和kibana三个开源软件，elasticsearch是个开源分布式搜索引擎，提供搜集、分析、存储数据三大功能，它的特点有：分布式，零配置，自动发现，索引自动分片，索引副本机制，restful风格接口，多数据源，自动搜索负载；logstash主要是用来日志的搜集、分析、过滤日志的工具，支持大量的数据获取方式；kibana也是一个开源和免费的工具，kibana可以为logstash和elasticsearch提供的日志分析友好的web界面，可以帮助汇总、分析和搜索重要数据日志。
29.进一步的，所述数据缓存层包括基于分布式reids（远程字典服务）架构数据缓存和基于elasticsearch（分布式、restful 风格的搜索和数据分析引擎）搜素引擎数据检索。
30.进一步的，所述数据层包括mysql（开放源代码的关系型数据库管理系统）、oracle（关系型数据库）、hdfs-hive（数据仓库基础构架）、hdfs-hbase（分布式数据存储与管理）和hdfs-hue（配置应用）。
31.更进一步的，所述网络层包括光纤宽带接入、专网、5g/4g网络、nb-l0t（窄带物联网技术）和无线wifi。
32.本实施例的使用方法为：城乡供排水一体化信息管理系统利用物联网、云计算、大数据等信息技术，将实现源水、供水、节水、排水、污水“五水合一”的统一管理模式。该系统依托“架构统一、标准统一、规范建设”的原则，采用服务开发、服务提供和服务消费模式搭建区域城乡供水一体化数字水务平台总体架构，尽量避免未来重复建设，为后续信息化系统的开发建设和运行维护打下坚实基础，任何一套信息化系统建设的前提都需要充分考虑后期运维的规范化及简单化，在满足国家对于网络安全的基本要求的前提下，以务实高效、经济适用为原则构建城乡供水一体化数字水务系统的网络结构，为便于应用及数据存储的集中管理，每个乡镇管理平台及核心业务数据可以采用集中到自来水公司云计算中心，同时为保证满足国家对于网络安全管理要求，数据进行异地数据备份，每个调度中心、水厂/污水处理厂、营业所等对数据的有远程传输或管理需要的网络节点，建议采用租用电信运营商（电信、联通、移动、广电）的互联网线路实现数据传输及远程管理的需要，县市级调度中心作为县市级重要的管理节点，需要对水厂/污水处理厂的视频、设备运行状态实时数据等进行远程浏览或监测需要，建议租赁传输带宽大于100mbps的互联网通信线路（上下行传输速率对称），水厂/污水处理厂、营业所结合实际情况，可租赁资费性价比最优的互联网通信专线（上下行传输带宽不对称，下行较大，上行较小）实现数据传输及远程管理的需要，调度中心建议面积80～120m2，调度中心操作室：分为大屏幕显示系统（后置设备机房），调度台，工作区三部分。
33.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。