本發(fā)明涉及水務技術領域，具體是一種三維可視化智慧水務運營系統(tǒng)。

背景技術：

三維智慧水務運營系統(tǒng)全面改變了傳統(tǒng)的二維管理方式，不僅僅帶來視覺上直觀的變化，同時集成了多種功能：遠程監(jiān)視管理、生產(chǎn)運行管理、設備管理、能耗成本管理、水質化驗管理、安全生產(chǎn)管理、運行考核管理、辦公管理，形成涵蓋水務企業(yè)運營管理全流程的信息化管理平臺，實現(xiàn)生產(chǎn)控制精細化和節(jié)約化、工藝調度實時化和最優(yōu)化、日常管理系統(tǒng)化和制度化、服務規(guī)范化和人性化，幫助企業(yè)提升信息化管理水平，獲取更大的經(jīng)濟效益。

現(xiàn)有的水務運營系統(tǒng)存在較多缺點，如二維不夠直觀，無法實現(xiàn)可視化運營；而且也不便于集團化運營，由于多個系統(tǒng)獨立存在，如管網(wǎng)系統(tǒng)及水廠監(jiān)控系統(tǒng)分開存在；使用需要切換，設備管理僅僅體現(xiàn)在設備臺賬管理，無法進行故障分析及預判功能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種三維可視化智慧水務運營系統(tǒng)，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種三維可視化智慧水務運營系統(tǒng)，

作為本發(fā)明進一步的方案：

作為本發(fā)明再進一步的方案：

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用BIM運維技術，以三維技術實現(xiàn)水務的運營系統(tǒng)，可與設計階段BIM模型無縫銜接，通過充分利用傳感器、BIM、GIS以及網(wǎng)絡有機結合，有機結合傳統(tǒng)人工監(jiān)測、在線監(jiān)測以及無線傳感網(wǎng)的監(jiān)測等方法，使用專門的軟硬件使管理監(jiān)測智能化、網(wǎng)絡化、實時化。集成先進的傳感技術、實時監(jiān)測技術、數(shù)據(jù)采集技術、無線傳感網(wǎng)結合GPRS技術、GIS等多種新技術，構建智能化監(jiān)測系統(tǒng)，基于3G或GPRS的自動監(jiān)控硬件系統(tǒng)，對廠區(qū)設備及監(jiān)測系統(tǒng)中的水質指標指數(shù)等多項指標進行實時采集、存儲、顯示，同時開發(fā)后臺數(shù)據(jù)中心及分析平臺，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的動態(tài)分析、監(jiān)控預警和動態(tài)跟蹤，提供數(shù)據(jù)從采集傳輸?shù)絽R總分析。

結合智能移動巡檢設備，采用智能化點檢周期、智能化報表、嵌入式點檢系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)存儲、無線傳輸和網(wǎng)絡遠程診斷等多項先進技術，隨時掌控設備的技術狀態(tài)，進一步優(yōu)化檢修策略，科學地平衡設備大、小修工作量，減小設備故障的發(fā)生概率，提高設備故障的預判性，提升檢修工作的有效性、及時性和控制維修成本。

建立基于三維可視化技術的完備的遠程監(jiān)測、預警、調度與處置和控制體系，打通設計與運營環(huán)節(jié)，集成建設智能綜合指揮平臺及移動巡檢設備，提高應對變化的能力，可以促進運營管理向三維數(shù)字化、信息化、現(xiàn)代化、自動化和智能化。形成成套數(shù)據(jù)采集終端以及配套控制中心體系，提供給企事業(yè)單位進行遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測和控制，大大提高管理的效率和精度。

附圖說明

圖1為三維可視化智慧水務運營系統(tǒng)的模塊連接示意圖。

圖2為三維可視化智慧水務運營系統(tǒng)的網(wǎng)絡連接圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1～2，本發(fā)明實施例中，一種三維可視化智慧水務運營系統(tǒng)，包括中心數(shù)據(jù)庫、中心調度模塊、污水廠自控模塊、污水廠優(yōu)化模塊、泵站自控模塊、水質監(jiān)測模塊、廠區(qū)展示模塊、視頻監(jiān)控模塊、設備管理模塊、能耗管理模塊、管網(wǎng)管理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和移動端模塊，中心數(shù)據(jù)庫通過中心調度模塊分別連接污水廠自控模塊、污水廠優(yōu)化模塊、泵站自控模塊、水質監(jiān)測模塊、廠區(qū)展示模塊、視頻監(jiān)控模塊、設備管理模塊、能耗管理模塊、管網(wǎng)管理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、移動端模塊；視頻監(jiān)控模塊通過MSTP/NVN網(wǎng)絡連接數(shù)據(jù)分析模塊，數(shù)據(jù)分析模塊分別連接中心數(shù)據(jù)庫和中心調度模塊。

圖中1，優(yōu)化分析根據(jù)運行數(shù)據(jù)進行分析提供優(yōu)化建議，并提供一定程度上的輔助決策；而移動平臺提供移動端查看運行數(shù)據(jù)，并提供智能巡檢設備負責移動巡檢。

系統(tǒng)中各模塊的作用；

(1)中心數(shù)據(jù)庫：負責存儲以及運行系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)；

(2)中心調度模塊：用于集成所有數(shù)據(jù)，并控制各個模塊正常運行；

(3)污水廠自控模塊：用于檢測水務情況，并對水務進行監(jiān)督和控制，保證水務正常運行；

(4)污水廠優(yōu)化模塊：根據(jù)檢測到的水質情況，對水質進行調節(jié)以及優(yōu)化，保證水質達到正常的范圍；

(5)泵站自控模塊：用于為整個系統(tǒng)提供動力，泵站自控模塊通過中心調度模塊進行控制；

(6)水質監(jiān)測模塊：用于檢測水處理前后的相關數(shù)據(jù)，并發(fā)送到數(shù)據(jù)分析模塊進行分析；

將水質化驗管理進行標準化，使化驗工作標準、規(guī)范、高效。

水質化驗數(shù)據(jù)實現(xiàn)網(wǎng)絡填報，提高數(shù)據(jù)的實時性；水質化驗數(shù)據(jù)網(wǎng)絡化審核，保證數(shù)據(jù)的準確性；各類化驗報告快速生成、導出、打印，提高工作效率；各類水質化驗數(shù)據(jù)快速查詢和對比，實現(xiàn)圖形化展現(xiàn)；

(7)廠區(qū)展示模塊

展示整個廠區(qū)工藝路線圖，集成系統(tǒng)內所有工藝、電氣儀表、管道三維模型，并引入GIS系統(tǒng)。

企業(yè)生產(chǎn)運行情況實時圖形化展示，可通過網(wǎng)絡遠程查看；

歷史生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)可隨時進行快速查找和查看；

生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)可通過柱狀圖、餅圖、曲線圖等效果進行直觀對比；

(8)視頻監(jiān)控模塊

與廠區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)結合，可在三維系統(tǒng)內同步視頻監(jiān)控內容。

通過將各污水處理廠、泵站的運行數(shù)據(jù)進行采集、傳輸、存儲，并初步加工處理，使企業(yè)各級人員隨時掌握生產(chǎn)運行情況。自動采集、實時存儲企業(yè)自控系統(tǒng)中的在線儀表、設備的運行數(shù)據(jù)；

(9)設備管理模塊

①設備臺賬信息：設備進行編號，并將設備臺賬信息錄入；

②設備運行狀態(tài)及參數(shù)：通過自控上位機獲取設備當前運行狀態(tài)及參數(shù)，讀取數(shù)據(jù)并顯示在系統(tǒng)中；

③設備故障報警：設備出現(xiàn)故障在消息系統(tǒng)中迅速報警，系統(tǒng)初步判斷出故障原因，給出相應解決方案；同時在三維系統(tǒng)中可以快速定位到設備所處位置；

④設備保養(yǎng)提示：設備保養(yǎng)期到時自動消息彈出提醒。同時在三維系統(tǒng)中可以快速定位到設備所處位置。

以設備臺帳為基礎，以工作單的提交、審核、執(zhí)行為主線，按照故障維修、預防維修、以可靠性為中心的維修和狀態(tài)檢修等幾種可能模式，跟蹤并管理設備的整個生命周期過程。運用現(xiàn)代信息技術提高設備運行可靠性與使用價值，降低維護成本與維修成本，保障企業(yè)生產(chǎn)運行。

完善的設備檔案管理，準確掌握設備的各種基本情況；

全面的設備養(yǎng)護管理，通過建立設備的潤滑、檢修、大中小修計劃，系統(tǒng)自動在計劃實施時間生成設備養(yǎng)護單，提交給設備維修部門。使設備養(yǎng)護工作條理清晰，提高設備的使用壽命；

高效的設備維修管理，通過對設備維修工單從生成、處理、完成的全流程的規(guī)范管理，使設備維修及時準確高效；

醒目的維修信息提醒，使各級設備管理人員準確掌握設備故障及維修情況；

規(guī)范的備品備件管理，使備品備件的出庫、入庫更加規(guī)范，備品備件的流向清晰易查。智能的庫存監(jiān)測機制，庫存過低或藥效過期及時預警；

智能的統(tǒng)計分析功能，使設備的完好率、故障率、維修成本等一目了然；

本發(fā)明的設備管理模塊主要完成以下功能：設備狀態(tài)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)控、設備聯(lián)動控制、設備綜合管理。

設備狀態(tài)監(jiān)測功能：應用無線傳感器節(jié)點實現(xiàn)主要電氣設備的運行溫度在線監(jiān)測、重要軸承的震動、偏移在線監(jiān)測、水位和油位等液位監(jiān)測、閥門位置在線監(jiān)測、變壓器局部放電監(jiān)測、油色譜監(jiān)測和柜門開關狀態(tài)在線監(jiān)測等設備狀態(tài)監(jiān)測。

環(huán)境監(jiān)控和設備聯(lián)動控制：應用傳感器網(wǎng)絡廣泛感知環(huán)境狀態(tài)，并實時控制空調、風機、水泵實現(xiàn)環(huán)境溫濕度控制、水浸告警、水位控制功能和有害氣體監(jiān)測與報警等。

設備管理功能：以有源RFID和EPC標簽為基礎，實現(xiàn)、資產(chǎn)唯一標識、資產(chǎn)移動等設備信息管理功能。

設備健康狀態(tài)評估：根據(jù)設備狀態(tài)監(jiān)控信息，對基礎數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)、檢修數(shù)據(jù)、家族缺陷數(shù)據(jù)和設備故障模式據(jù)等實施技術評價，實現(xiàn)設備劣化趨勢評估，健康狀態(tài)評估管理。

(10)能耗管理模塊

智能抽取各類與能耗成本的相關的生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計匯總，實時生成各類能耗成本指標，使能耗成本的管理快捷、準確、高效。

水耗、電耗、藥耗數(shù)據(jù)快速統(tǒng)計，自動生成；各類指標圖形化直觀對比，能耗成本直觀展現(xiàn)；

(11)智能巡檢模塊

結合手持移動檢測終端實現(xiàn)廠區(qū)設備智能化巡檢，可通過遠程分配巡檢任務，實現(xiàn)智能排班計劃，可通過設備運行的優(yōu)劣程度實現(xiàn)智能排班，高危設備提高巡檢關注程度，良好設備減少巡檢頻率，提高巡檢工作效率；

(12)管網(wǎng)管理模塊

二三維同步顯示廠區(qū)地下管線，可以調整地表透明度。

通過水壓損失算法，快速判斷出管網(wǎng)損壞位置，并提供維修方案。

后期可接入城市污水管網(wǎng)。

(13)數(shù)據(jù)分析模塊

①遠程監(jiān)視管理：通過將各污水處理廠、泵站的運行數(shù)據(jù)進行采集、傳輸、存儲，并初步加工處理，使企業(yè)各級人員隨時掌握生產(chǎn)運行情況。

②生產(chǎn)運行管理：將水務企業(yè)生產(chǎn)運行過程中需記錄的各類信息進行電子化，并實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的分類、匯總、計算、導出等操作，減少數(shù)據(jù)重復填寫，提高數(shù)據(jù)共享程度，極大減輕各級人員工作量，提高工作效率；

結合污水處理專家多年的報表管理經(jīng)驗，制定和形成了一套充分滿足水務企業(yè)管理的統(tǒng)計分析及報表，使企業(yè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及報表生成更加規(guī)范、高效。各類記錄數(shù)據(jù)都可自動生成、導出excel，各級管理人員都可以依據(jù)權限隨時查看，為指導生產(chǎn)工藝管理提供基礎數(shù)據(jù)支撐。

③決策預判支持：監(jiān)控進水量及進水參數(shù)，若出現(xiàn)波動異常，迅速發(fā)布異常狀況，并根據(jù)異常情況給出對廠內設備造成的影響，同時給出針對超標水量的解決方案，如增加加藥投加量、啟動備用設備等。

④大數(shù)據(jù)分析：根據(jù)設備往年維修記錄及日常運行狀態(tài)給出設備的分析結果，可給業(yè)主判斷設備品牌優(yōu)劣提供參考信息。根據(jù)往年水質水量記錄，當突發(fā)狀況將要來臨前的一段時間對業(yè)主進行提醒，給出警示并提供解決方案。

(14)移動端模塊

同步開發(fā)了支持智能手機、平板的客戶端，運營維護人員可通過移動端便捷查看全廠實時運行狀況、獲得運營信息，同時平臺可以記錄所有巡檢人員位置信息、巡檢狀態(tài)和運行參數(shù)，每隔一定時間向管理中心服務器通過電信網(wǎng)絡發(fā)送位置信息，若發(fā)現(xiàn)相關問題和其他突發(fā)事件可以以照片和視頻短片形式進行實況記錄，并可經(jīng)網(wǎng)絡實時傳回系統(tǒng)，從而實現(xiàn)實時自動地進行匯總，并且最大程度保證了數(shù)據(jù)的客觀與真實，避免了各種人為因素，并在數(shù)據(jù)真實的基礎上，根據(jù)管理者的需求實現(xiàn)對廠區(qū)設施狀態(tài)和參數(shù)的分析和統(tǒng)計，為維護保養(yǎng)提供有力的輔助。

本發(fā)明通過引入三維仿真技術，將設備監(jiān)測及運營管理方式以三維直觀形式體現(xiàn)。通過引入故障分析及預判技術，提供移動巡檢系統(tǒng)實現(xiàn)設備管理及故障預判。

本發(fā)明系統(tǒng)中，將水務企業(yè)生產(chǎn)運行過程中需記錄的各類信息進行電子化，并實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的分類、匯總、計算、導出等操作，減少數(shù)據(jù)重復填寫，提高數(shù)據(jù)共享程度，極大減輕各級人員工作量，提高工作效率；結合污水處理專家多年的報表管理經(jīng)驗，制定和形成了一套充分滿足水務企業(yè)管理的統(tǒng)計分析及報表，使企業(yè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及報表生成更加規(guī)范、高效。各類記錄數(shù)據(jù)都可自動生成、導出excel，各級管理人員都可以依據(jù)權限隨時查看，為指導生產(chǎn)工藝管理提供基礎數(shù)據(jù)支撐。

本發(fā)明通過引入射頻、傳感、紅外線等技術，以有源RFID和EPC標簽為基礎，與裝配有平臺的移動終端匹配結合，實現(xiàn)人員出路控制、禁區(qū)誤入告警、巡視及時與到位率核查、人員活動區(qū)域追蹤與記錄等狀態(tài)改變監(jiān)管。

對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。