智慧水务一体化信息平台方案
钛能科技股份有限公司
03 智慧水务基础应用
02 一体化软件平台
05 钛能智慧水务实践
目 录
01 智慧水务建设现状与挑战
04 智慧水务高级应用
PART 01
智慧水务建设现状与挑战
n政策背景
n 在中国物联网和智慧城市已经上升到国家
的经济、科技战略层面。
n 2012年12月住建部发布“关于开展国家
智慧城市试点工作的通知”
n 中共中央、国务院发布《国家新型城镇化
规划（2014-2020 年）》（简称《新规
划》），明确提出“推进智慧城市建设”
n 国家智慧城市试点名单总计近300个
智慧城市建设
智慧
城市
民生
社保
城际
交通
高速
公路
区域
公交
3G/4G
联防
联治
医疗
教育
区域
信贷
水系
监测
大气
污染
应急
指挥
安全
指挥
智慧水务：通过信息化技术方法获得、
处理并公开城市水务信息，可有效管
理城市的供水、用水、耗水、排水、
污水收集处理、再生水综合利用等过
程，成为智慧城市的重要组成部分。
涵盖城市原水供应、城镇供水业
务、污水处理业务、城市排水等几个
部分。
智慧水务建设
n政策背景
01
05
0208
0406
07 03智慧水务
营销
信息
交互
规划
设计
高效
生产
供应
管理
运营
维护
监控
预警
决策
支持
模拟能力
水量预测
调度应急
分区计量
管网巡线
其他功能
营销管理
呼叫中心
车辆调度
水厂调控
GIS应用
在线监控
n水务企业信息化现状
多个信息孤岛
缺乏整体规划和细节要求
子系统各自为政
只见树木不见森林
耳不聪眼不明
无法准确及时把握生产
运行过程的宏观状态和
微观数据及其对应关系
投资能力有限
用于信息化的投资少
撒胡椒面式的建设模式
难以产生整体性效益
专业人才匮缺
缺少自动化、信息化、
GIS专业技术人员，
系统维护能力弱
n水务企业信息化现状
信息化
水务企业信息化的发展阶段
n水务企业信息化现状
n建设目标
业务智慧化
大数据技术，挖掘海量数据信息
水务业务预测，实现智能化决策
数据整合、业务应用系统关联，“一站式”操作手段
管理协同化
一体化运营管理平台
水厂、管网、二供、排水、污水等业务经营、用户服务的协作化管理
资源利用高效化
城市供水实时监控、分布情况进行统计分析，
合理调配水资源
服务便捷化
信息化技术，搭建城市水务统一门户平台
随时随地查询水务公共信息，无线终端预约相关服务，提高办事效率
n智慧水务行业特点
基础资料残缺不全
进一步完善基础数据，历时较长。目前，还
有很多作业操作基本依赖人工，基本数据靠
人工收集，出现的问题靠人工分析等。
地域分散
智慧水务需要建立在网络化的基础
之上。
提供异构、分布式环境下的信息整合
简化信息资源的访问，支持跨业务系统条块的
业务流程。
建设涉及面广，工作量大
取水、输水、净水、配水、售水以及其
工艺、设施、功能、硬件和软件的数字
化、网络化、智能化和可视化全过程。
需要最大限度保护早期投资，避
免浪费
降低关联的设计耦合度，减少重复性开发。
n技术框架
各体系贯穿于各个层
级，并充分考虑对各关联
系统、业务、数据予以支
撑及保证后期维护、升级、
需求扩展等要求，规范各
系统业务接口、简化信息
资源访问操作等
PART 02
一 体 化 软 件 平 台
n平台介绍
原则 以一体化平台实现信息化系统，达到“智慧水务信息系统建设标准与指南”要求实现
的“一个网络、一个平台、一个中心、一个窗口”的目标
要点 把握水司功能多、数据量少，造价规模有限的特点，通过良好的顶层设计和客观的
需求分析、持续的迭代式开发，构建信息化系统
数据综合展示、应用和维护方面，优于常规的子系统整合的解决方案
功能、稳定性、可扩展性方面，达到常规独立子系统的水平
系统维护方面，大大优于常规整合解决方案
效果
造价 自主知识产权的一体化系统，无需购买商用GIS，造价低于常规整合解决方案
系统定位：智慧水务综合业务处理
n平台系统架构
n平台系统架构
一体化软
件平台
Historian
时空数据库
数
据
服
务
接口服务
数据
存储
业
务
应
用
运营
管理
设备管理 生产调度
各管理业
务应用
分类图层
……
SCADA
生
产
服
务
工程组态
监视
控制
分类图层
……
数据
采集
数
据
服
务
IOServer
IOBox
驱动协议
分类图层
……
……
管网GIS 水质管理
客户服务 排水管理
n 一体化软件整体解决
n 数据采集
n 数据存储
n 数据分析
n 流程定制与系统对接
n 生产运维管理
n DMA分区计量与漏损控制
n 管网模型
n ..................
n平台系统架构
一体化信息平台的系统架构
n平台系统特色
统一的GIS+SCADA矢量图标准
结构
统一的实时数据库、历史数据库、
空间数据库
统一的各类业务数据/模型引用、
展示方式
支持矢量化电子地图或WEBGIS
作为底图
满足水司当前和未来需求的GIS功
能集合
具备DMA、管网拓扑和模型计算
的基础支撑
本地服务器方式/云端方式，
C/S+B/S+移动端
n平台主要功能
n 生产业务数据接入、展示、分析、报
警及综合报表
n 水厂自动化
n 压力、流量、水质监测
n 远传大表
n 远传户表
n 无人值守及视频联动
n 地理信息系统（GIS）功能
n 管网拓扑、爆管/关阀分析
n 营收/OA系统整合
n 分区计量及漏失控制分析
n平台主要功能
n 水厂自动化监控
n 管网压力/流量监测
n 大表计量
n 二次供水监控
n 视频监控及联动
n 用户集抄系统及表务管理
n 与营收系统的数据交互
n 水质监测
n DMA
n 其它监控
n 与OA系统的交互
n平台主要功能-管网GIS
n GIS底图（矢量化地图、瓦片地图）的导入、引用与展示
n 管网设备的定位、导入/导出、展示
n 管网设备属性的查询、统计、分析
n 管网拓扑的建立、维护与应用
n 连通性分析、孤立管线检查
n AUTOCAD施工图/竣工图的导入与导出
n 爆管影响分析，关阀操作分析
n 巡线
n 其它涉及GIS的功能应用
其它扩展应用基于管网拓扑的漏损分析
能耗统计分析优化
调度优化
管网模型与平差计算
n平台主要优势
一体化结构，功能丰富、按需定制
架构简单易于维护的系统，实现水司包括GIS和
SCADA在内的所有子系统的相关功能，并能整合其它系
统，如营收、OA。
整合方式多样
可持续演进
为系统的直接需求服务
1
2
3
4
根据用户特点，通过子系统的整体替换、数据库
共享、通讯协议交互实现整合。
针对用户信息化不断发展的需求，在保持基本架构
稳定的前提下，不断实现新功能的增加。
抛弃商用GIS繁杂无用的功能与高昂造价，简化实现
过程，无需为不必要的功能增加成本。
整
合
方
式
多
样
可
持
续
演
进
轻
量
级
，
按
需
定
制
1
2
3
4 为
直
接
需
求
买
单
n系统互联互通
大表集抄
小表集抄
表务管理
二次供水
监控
视频监控
一体化监控
GIS功能
+
水厂自动
化监控
压力点
监测
流量点
监测
营业+
手动抄表
营业+
手动抄表
智能调度
水力计算
DMA
OA系统
通过一体化
平台整合
水厂自动
化监控
漏损
实时统计
加压泵站
监控
管网模型
PART 03
智 慧 水 务 基 础 应 用
n业务应用平台组成
钛能智慧水务一体化平台
智慧供水 智慧排水
原水监测系统
智慧水厂
管网GIS系统
增压泵站
二次供水
DMA分区管理
生产运行管理
生产调度管理
污水运行管理
排水调度管理
排水模型管理
排水应急管理
设备管理
客户服务管理
辅助决策管理
对智慧水务管控一
体化平台上采集的数
据进行甄别、筛选、
分析，对水务公司生
产、运营、管理及服
务全部管理过程，进
行数据指导及预判，
为经营管理层决策提
供“数据大脑”，用
数据开启水务的“人
工智能”时代。
n 水务管控一张图
01 水厂监测
展示整个水厂生产运行、统计分析
等
02综合管网展示
提示整个供水管网、管线、阀门、
分区、管网监测点信息等
03流量监测
展示整个供水管网流量监测点位，
可对任意一个流量监测点位进行分
析
04 水质监测
展示所有水质监测点位，可对任意
一个水质监测点进行分析
05 DMA分区
展示DMA分区相关仪表位置、
分区产销差主要参数
07 热线报修
展示客户热线分布、报修位置、
投诉热点图
08应急/加压泵房
显示所有应急泵房，可对任意
一个应急泵房进行分析
09二次供水
显示所有二次供水监测点位，可对
任意一个二次供水监测点位进行分
析
06 巡检养护
展示管网巡检人员、工程车辆、
隐患的位置
10 压力监测
展示整个供水管网压力监测点位，
可对任意一个压力监测点位进行分
析
n 水务管控一张图
n 原水监测系统
系统组成
◆ 监控中心：中心服务器、外网固定IP、水源井/江
湖河水源地监控系统软件
◆ 通信网络：基于移动或者电信的通信网络平台
◆ 测控终端：水文水资源遥测终端RTU
◆ 测量仪表：流量计/水表、压力变送器、水位计、
水质设备、水泵控制柜、电流电压变送器、摄像头、
报警设备及其它智能仪表
原水监测，采用在线水质监测技术，对水源地
水质实现远程是实时监测分析，结合视频监控、周
界安防保证水源地水质安全。
n 原水监测系统
系统功能
ü 可视化水质在线监测
ü 实时监测和分析
ü 视频监测
ü 降水量监测
ü 水位监测
ü 安防监测
n 智慧水厂
系统组成
调度系统 系统功能模块化设计，监管水厂各子系统
在线检测仪表系统 水质分析数据采集、自动生成报表、曲线、
异常报警
加氯消毒系统 加氯机、氯瓶、计量泵、流量计测量控制，根据
生产工艺要求自动投加药
自动加药系统矾、高锰酸钾自动投加系统，实时采集控制加矾
池、高锰酸钾池液位、流量、计量泵参数
滤池控制系统 沙滤、恒水位调节
自动反冲洗系统 定时反冲洗、排列冲洗滤格
恒压供水控制系统 变频、软启结合方式，恒定总管供水压力
实现过程全监控、信息全展现
水厂的运维管控正在从以PLC为核心的集中型自动化控制系统
向以PLCS+IMS为核心，基于“管控一体化”思路数字化、智能
化的趋势发展。融入生产运维管理方案，站在水厂整体运维的角
度，解决水厂设备、生产和运维的疑难问题。
系统特点
ü 数据整合与集成（集中监测，安防、视频监控、门禁、设备管
理、配电及信息发布等子系统）
ü 生产运行管理系统（整合生产运行数据，为生产运行管理提供
可靠的技术分析、生产统计分析、生产优化建议）
ü 能耗管理系统（在生产管理基础上，分析能耗情况，优化生产
配置，节约能耗）
ü 设备管理系统（建立科学的设备管理体系，保障水厂正常运行，
降低维护成本，对设备故障进行预警、 分析和提出维修建议）
ü 巡检维护管理系统（建立巡检养护电子化流程，提高工作效率）
n 智慧水厂
n 智慧水厂
n 管网GIS系统
系统功能
实时采集管道压力、流量及水质等数据；
显示整个管网系统的供水管线及地理分布图（及用户用
水信息）；
集中显示各监测点重要参数（如瞬时流量、累计流量、
压力、水质、设备状态、异常报警信息等）；
各用水单位的界面和报表功能，可随时增加或删除，操
作方便快捷；
按区域划分用户，能单独显示各用户子站的相关参数；
能显示瞬时流量、累计流量、压力等历史曲线；
相关数据及报警信息可通过移动终端查询。
将供、排水管网在一张GIS图上统一展示，
并提供供水管网、排水管网的查询、统计及空
间分析功能，查看供水管网、排水管网的详细
信息，使得企业整体掌握管网资产的分布及其
他详细情况，并为其他应用提供基础。
系统特点
ü 提供多种形式的管线统计方式，
如分类、数量、长度、道路等
ü 空间辅助分析，如纵横断面分析、
连通性分析、流向分析等
ü 提供管网爆管分析、火灾分析功
能，提供辅助决策方案
n 管网GIS系统
n 增压泵站
加压泵站是指提高配水系统中局部地区水压
的构筑物，又称加压站。
监控系统设备系统包括：站级计算机、泵组
现地控制单元（LCU）、闸门现地控制单元
(LCU)、局域通讯网、广域通讯网、时钟同步装
置、中文语音报警装置、不间断电源、ON-
CALL系统等
微机保护系统包括：泵组微机保护、厂变保
护、线路保护系统等
安防系统包括：视频监控系统、大屏幕显示
系统、电子围栏、门禁系统、综合加药系统、水
质检测系统等
依托高效的水务物联网，在调度中心便可用精细化，动态化的可视方式实时查看二次加压泵房的水质、水压、流量、水箱液位等
供水信息，也可对二次加压泵房中补水系统、供水系统、排污系统、安防系统等所有设备运行状态实时监测调控。在系统运行过程中，
一旦出现故障便会触发智能报警系统，实时反馈给调度中心工作人员，通过智慧水务平台便可智能分析系统故障信息。也可通过智能
安防系统联动相关摄像头实时查看现场影像以及门禁进出记录。智慧水务二次加压泵房还具有智能配水系统，依托强大的水务大数据，
智能分析小区用水量曲线，从而以高效合理的方式智能补水，不但为整个市政管网补水能力减轻压力，也大大降低了能耗，给用户带
来更加优质的用水服务。
n 二次供水
系统特点
ü 设备状态监控
ü 系统状态监控
ü 视频监控
ü 设备控制
ü 智能控制
n 排水－污水处理厂
污水处理厂控制系统分为3层结构：信息层，控制层，
设备层。
信息层：由监控中心的工程师站、历史数据服务器，
通讯服务器，Web/MIS服务器，千兆以太网交换及大屏幕
显示屏等监控操作设备及局域网组成;
控制层：由分散在各主要构筑物内的现场PLC主站，子
站及运行数据采集服务器，工业以太环网交换机及全厂环
形100Mbps快速光纤以太网、控制子网等组成。
设备层：由现场运行设备、检测仪表、高低压电气柜
上智能单元、专用工艺设备附带的智能控制器以及现场总
线网络等组成。
n 排水－污水厂自控
“排水管网信息化系统”基于物联网技术，结合
GIS地图，根据不同排水管网特点对管网水位、流量、
水质、有害气体浓度、泵站运行状态等信息进行综合采
集处理，保证排水系统安全高效运行;通过构建安全预警
平台，提高应急指挥及快速处置能力;提供科学、先进的
排水分析模型，全面评估城市排水管网能力;以城市排水
设施数据为基础，结合管网监控数据、气象预报、雨情
信息，为城市排水规划、防涝预测提供决策依据。
n 排水－排水管网
针对污水泵站（群）特点，监控系统设备采
用防腐设计，并配置有毒气体监测设备，系统包
括：站级计算机、泵组现地控制单元（LCU）、
闸门现地控制单元(LCU)、局域通讯网、广域通讯
网、时钟同步装置、中文语音报警装置、不间断
电源、ON-CALL系统等
微机保护系统包括：泵组微机保护、厂变保
护、线路保护系统等
安防系统包括：视频监控系统、大屏幕显示
系统、电子围栏、门禁系统、有毒气体检测系统
等
n 排水－排污泵站（群）
污水水
厂监控
泵站
监控
农村污
水监测
排水管
网监控
排放口
监测
窖井液
位监测
积水点
监测
集成SCADA系统，实现取、供、用、排整个水生命周期的实时数据监控和管理。对生产、运行情况进行全方位总体
监控，结合视频，更科学的进行统一调度，实现生产全面监控管理，提高公司对整体信息的掌控，提高管理水平。
系统特点
ü 实现取、供、用、排整个水生命周期的实时在线监控
ü 实现水位、水量、水质异常的预警、实时报警，及时提醒用户
ü 实现药耗、电耗、水质等关键数据的统计分析
n
供水运
行监控
排水运
行监控
自来水
厂监控
水源地
监控
供水泵
站监控
供水管
网监控
DMA分
区监测
二次供
水监控
用户用
水监测
生产运行管理系统
将原水、自来水厂、供水泵站、供水管网、排水管网、排水泵站、污水厂等纳入统一的生产调度管理
系统进行统一调度管理，直接由调度中心通过远程实现运行监控，实现现场无人或少人值守。
基于供排水模型，实现多水源联合调度、厂网联合调度以及多水泵组合调度，提供在线调度功能及
优化调度方案，实现智能调度，避免经验调度的不确定性。
系统功能
ü 支持监测数据的实时显示
ü 具备故障报警功能，显示故障点和故障状态，并提示故障处理方法
ü 支持动态显示生产的工艺过程、参数、设备工况等
ü 支持调度策略的优化
n
移动APP结合移动和云技术，
通过移动端对自来水公司的生
产、运营、协同信息全面把控，
实时监控企业运营。
PART 04
智 慧 水 务 高 级 应 用
以管网GIS、大数据分析为依托，应用多种漏损计算方法，对计量分区和DMA进行管理，以及对区域
漏损水量、区域产销差水量的计量。从不同空间尺度、不同时间尺度全面分析管网和各级分区的漏损和产
销差现状，识别漏损、产销差的主要影响因素。
控漏方案制定
通过现状调研、水平衡分析、夜间最小流量分析、用水
量分析等，明晰全网漏损情况，分析漏损成因，提供科
学控漏方案，做到有的放矢，各个击破。
异常用水预警
通过智能用量预测，对比实际用量，做到异常用水早发
现、早诊治。
局部压力优化
通过等水压线模拟、压力实时监测、用量预测等，了解
区域压力情况，诊断压力问题，分析压力异常，提供局
部调压方案。
客户服务管理推行“一个窗口”的智慧水
务建设理念，通过统一的接口，整合各业务系
统数据，实现数据无障碍流转。建立“以人为
本”的具有水务行业特色的客户服务平台，营
造一个面向客户、主动推送的信息氛围，实现
网上咨询、投诉、报修、报装、缴费、信息发
布等高透明的水务便民服务功能。
系统特点
ü 提供微信公众号、服务热线、
信息门户等多样化服务
ü 优化客户服务流程，提高服务
效率，提高用户满意度
ü 提升企业形象和知名度
◆ 设备运行维护
◆ 专家现场诊断
◆ 定期现场巡检
线上服务线下服务
◆ 线上健康检查
◆ 健康指数分析
◆ 运行安全分析
n 运维管理
n
n
n 安全预警
管网漏损异常主动预警
压力变化分析
时段小流分析
进出平衡分析
综合判断
泵组状态
泵振动监测
轴振动与轴承振动采集
曲线智能识别
泵组安全状况预测
温度监测
轴承及密封系统温度变化监测
温度趋势变化情况预警
长期运行功率变化监测
长期功率监测
机组工作状态趋势监测趋势告警
n安全预警
污染水流扩散分析
水污染迁移过程与水动力模
型相结合，对污染扩散情况
进行预警
水质分析预测
建立原水、出水、供水水质
模型，预测水质趋势变化及
预警
水华爆发分析预测
通过对藻类、河湖富营养程
度、温度等的监测，预测水
华的爆发情况
水质监测分析
隐患分析
分析电气设备回路的
相关参数，判断故障
发生的原因，分析故
障原因及状态发展趋
势。
在线监测
监测线缆温度、电流、
剩余电流的动态，形成
统计分析数据表。
报警推送
实时推送动态到用户
APP/Web端，及时响
应，达到消除潜在的电
气火灾安全隐患，真正
实现“防范于未燃”的
目。
维保管理
实现定期维保提醒，统
计维保记录，保证系统
交付后的正常运行。
分级管理
多道监管防线，避免个
人疏漏导致的严重事故。
集中监控
针对区域广、监控
点分散的消防重点
单位及人员密集场
所，可实现集中监
控，实时掌握监测
状态。
n安全预警
nBI智能分析应用
01
03
02
04
05
主要技术
数据仓库
联机分析
数据挖掘
设备分析
故障统计分析
完好率统计分析
维修成本分析
降耗维护保养智能分析
经济指标追踪
供水量
售水量
资金回收率
产销差率
管网压力分析
平均压力
峰值压力
谷值压力
一级管网合格率
二级管网合格率
及时发现问题能耗分析
电耗往年同比增幅
电耗日变化趋势
电耗往年对比
电耗同比增量利用表格，柱状图，折线图进行展示，可以对每个月份每
一天的数据以及往年同期的数据进行展示，发现电耗是否出现异常
PART 05
钛 能 智 慧 水 务 实 践
n案列1-歙县智慧水务一体化综合平台
歙县水司供水有限责任公
司位于歙县县城，为歙县城区
及周边乡镇供水,管网长度
（DN50以上300km。一体化
系统建设前，建有独立的水厂
自控系统，6个压力监测点，4
只压力/流量计，160只远传大
表，22000户远传表，24个二
次供水泵站
l 现有软件功能无法满足水司发
展需要
l 数据存储管理缺少统一标准和
结构，多个系统数据互不兼容
l 缺少准确的基础数据，报表分
析功能较弱
l 缺乏专业人员，多个系统的维
护困难
l 没有GIS系统，无法实现管网
的科学管理
l 建设一体化平台
l 整合各类专业业务子系统的
监测数据，为综合数据呈现
提供平台支撑
l 实现基于SCADA+视频联动
的扩展接口，尽可能减少用
户对系统的维护工作量
•工程概况 •建设目标•存在的问题
n案列1-歙县智慧水务一体化综合平台
B/S模式
n案列1-歙县智慧水务一体化综合平台
APP模式
n案列2-浦口自来水有限公司江浦水厂
02
01
南京浦口自来水有限公司下辖江浦水厂总规模45万m3/d，一期实施20万m3/d，主要负
责浦口区原江浦地区的江浦街道、永宁街道、桥林街道、星甸街道、汤泉街道以及顶山街道部
分地区自来水的生产、供应与服务，公司供水总面积680平方公里，供水总人口万人，供
水管道(DN75mm以上)总长度2000多公里，最大供水管径DN1600mm。
工程概况
建设内容
• 水厂一体化综合平台
• 水源地系统监测
• 水厂自控系统
• 管网监测系统
• 三桥、象山、桥林等加压泵站系统
• 智能化安防系统
• 整合原有的老水厂等系统
n 案列2-浦口自来水有限公司江浦水厂
n案列3-扬中市水务一体化综合平台
