摘要：人类活动对水资源、水环境和水生态方面的造成的影响也日益加重，有些地区的形势已经日趋严峻。如何有效利用宝贵的水资源、保护日益损坏的水环境、维护不断被破坏的水生态，已经成为城市发展必须面对的重要课题。近年来，在发达地区的部分城镇，污水处理的应用管理已经从原来的经验型逐渐走向数字化和信息化。在污水管理实现数字化和信息化的基础上，如何更深一层进而实现精细化、智慧化，已经成为行业的焦点。该文结合具体的智慧污水管理平台的实现案例，旨在探讨智慧污水管理建设的思路、原则和方法。

　　关键词：智慧污水感知GIS

　　1背景与现状

　　随着经济发展，和生产、生活的规模不断扩大，人类活动对水资源、水环境和水生态方面的造成的影响也日益加重，有些地区的形势已经日趋严峻。如何有效利用宝贵的水资源、保护日益损坏的水环境、维护不断被破坏的水生态，已经成为城市发展必须面对的重要课题。国务院于2015年4月颁布的《水十条》亦明确提出，“水环境保护事关人民群众切身利益，事关全面建成小康社会，事关实现中华民族伟大复兴中国梦。当前，我国一些地区水环境质量差、水生态受损重、环境隐患多等问题十分突出，影响和损害群众健康，不利于经济社会持续发展”。《水十条》要求：“加快城镇污水处理设施建设与改造;全面加强配套管网建设;推进污泥处理处置”。但是随着各个系统的逐步推行、建成和应用，新的问题也随之而来。首先是各个系统之间彼此孤立、“老死不相往来”，形成企业内部“信息孤岛林立”的现象，导致不同系统之间信息无法充分共享、不同信息无法相互作用、互相参考、形成合力;其次，随着系统的应用推行，各个系统内日积月累，积累了大量的设施状态数据和运行数据。这些数据并没有有效的手段被充分利用，挖掘出有价值的信息，能为未来提供有效的、有意义的参考。（见图1）

　　2挑战与契机

　　毫无疑问，已经迎来了行业变革、革新的契机。首先，从政策层面，正如之前所述，不论是《水十条》还是“十二五”规划，都可以看出，国家、政府、乃至整个行业，都已经史无前例地对水资源、水环境和水生态给予了高度的关注、提出了明确的要求、建立了清晰的目标。其次，从技术层面，我们恰逢信息时代、新的概念、技术层出不穷、日新月异。“物联网、空间信息处理、大数据、云计算”这些新的科技和技术都已经在一些领域和行业带来了突破和变革。

　　3概念与思路

　　3.1概念

　　建设思路是基于地理信息系统（GIS）、物联网和云计算技术，打造城市污水处理综合运营管理平台，为污水运营企业安全管理、生产运行、水质化验、设备管理、日常办公等关键业务提供统一业务信息管理平台，对企业实时生产数据、视频监控数据、工艺设计、日常管理等相关数据进行集中管理、统计分析、数据挖掘，为不同层面的生产运行管理者提供即时、丰富的生产运行信息，为辅助分析决策奠定良好的基础，为企业规范管理、节能降耗、减员增效和精细化管理提供强大的技术支持，从而形成完善的城市污水处理信息化综合管理解决方案。

　　污水处理综合运营管理平台，依托云计算技术构建、利用互联网将各种广域异构计算资源整合，以形成一个抽象的、虚拟的和可动态扩展的计算资源池，再通过互联网向用户按需提供计算能力、存储能力、软件平台和应用软件等服务。系统可以对污水处理企业的进、产、排三个主要环节进行监控，将下属提升泵站和污水处理厂的水量、水位、水质、电耗、药耗、设备状态等信息通过云计算平台进行收集、整合、分析和处理，建立各个环节的相互规约模型，分析生产环节水、电、药的消耗与处理水排水、生产、排放之间的隐含关系找出污水处理厂的优化生产过程管理方案，实现对污水处理企业生产过程的实时控制与精细化管理，达到规范管理、节能降耗、减员增效的目的。

　　3.2设计思路

　　（1）统筹规划，持续建设。污水厂智慧管理平台是一个技术复杂、综合性的平台，其建设不可能一蹴而就。平台建设要在统一规划下，兼顾当前急需与未来扩展，设计上要有很强的开放性和扩展性，有步骤的持续性建设。（2）充分利用现有资源。（3）污水厂智慧管理平台建设是以各污水厂自控系统及相关数据为基础，并对原有数据进行归纳、整理、分析后实现各个业务系统、应用系统及监控系统的完善。（4）以先进技术为支撑，以业务需求为导向，以实用为目标。以技术为支撑，保证系统建设在未来一段时间的先进性;以需求为导向，保证系统设计的科学性、合理性;以实用为目标，确保系统在体现特色的同时不能偏离实用性的主题。（5）充分借鉴，集成创新。平台建设充分借鉴以往污水厂监管的建设经验，取其精华去其糟粕，采用先进成熟的技术标准和方法，并根据本地实际因地制宜，形成一个技术先进、具有本地特色的智慧管理平台。

　　4案例与实现

　　基于上述的“智慧污水管理综合应用平台”的构想和设计，结合实际的污水处理厂的运营，我们开发并实现了一套智慧污水管理的综合应用系统。

　　4.1总体架构

　　该系统分为两大部分四个层次，两大部分为智慧应用管理平台和污水处理厂的建设，四个层次分为污水厂联网建设、数据中心建设、服务支撑平台建设与综合应用管理平台建设。

　　4.2系统架构

　　通过在污水厂建设的智能数据采集系统将污水厂自控系统的数据、视频监控的数据等传输至污水厂智慧管理平台中，通过污水厂智慧管理平台的归纳、整理、分析后进行指导生产及管理决策（见图2）。