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發展背景

智慧水務行業指的是以現代信息技術為基礎，為水務企業提供智能化的水務管理服務的領域。智慧水務的建設涉及大數據、云計算及移動互聯網等新技術的結合，隨著“5G”時代的開啟，“5G+智能+水務”的結合將是未來水務的發展趨勢。

當前我國人均供水能力僅為世界平均水平的1/4，單方水GDP產出僅為世界水平的1/3，農業灌溉水有效利用系數僅為0.53左右，遠低于發達國家0.7-0.8的水平。傳統的水務存在浪費嚴重、效率低下的缺陷，面對我國的水資源困境，推動智慧水務的建設勢在必行。

方案概述

隨著5G正式商用以來，依托5G技術高帶寬、低時延、大連接的技術特性，將為智慧水務的發展帶來更優的技術解決方案以及更加豐富的應用場景。

進入2018年，我國水利信息自動采集和水利信息網絡基本覆蓋，水利日常工作基本實現計算機化。上海兆越面對新一輪信息技術出現的發展機遇，圍繞服務水務中心工作的目標，構建具有水務特色的，體現最新技術水平的智慧水務工程，為水務管理的精細化、智能化提供信息化技術支撐。

系統組成

智慧水務的系統由不同層構成，主要包括感知傳輸層、數據平臺層和應用支撐層。其中感知傳輸層主要負責采集和傳輸數據，數據平臺層主要用于數據匯集，應用支撐層以各種專業模型為支撐，整合各種業務系統應用。如何將感知層信息進行傳輸，實現感知層信息的實時動態采集、傳輸和存儲，形成完善的網絡體系是智慧水務系統建立的第一步。感知傳輸層設有水位站、雨量監測站、閘門監測站、泵站監測站等，實現以智慧應用為導向的數字水網管理新模式。

1.雨水情況監測系統

水雨情監測站由水位計、遙測終端主機、太陽能供電系統、防雷設施、通訊模塊等組成。采用最先進的可視化雨量筒，可以在本地或遠程看到雨量的數據和圖像，得到真實可靠的雨量數據，便于做出正確的決策。可視化雨量筒能自動識別雨量并數字化，前端每分鐘采集雨量數據，本機記錄存儲并上傳服務器，每小時定時拍照一張雨量圖片本機存儲并上傳至服務器，作為歷史資料可供檢索查詢。

拓撲圖-雨水情況監測系統

2.管道壓力監測系統

管道壓力流量檢測系統采用遠程監測，實施遠程調度控制水流量。調度人員在監測中心遠程監測整個管網的壓力及流量情況，以科學指揮啟停洪水、保障供水和管內流量穩定、根據檢測到的數據及時發現和預測爆管事故。管理人員可通過遠程監控，實時畫面信息、手機、短信等方式獲取報警信息。

拓撲圖-管道壓力監測系統

3.閘門監控系統

閘門遠程自動控制系統主要分為監測中心控制和閘門現場控制裝置兩部分。監測中心由監控計算機、軟件平臺、計算機網絡平臺及應用軟件組成；閘門現場控制裝置由監測裝置、閘門控制箱、監控、傳感傳輸通道等部分組成。可現場對閘門進行控制也可遠程通過計算機進行閘門啟閉的自動化控制，能夠將水位、流量、視頻畫面等與閘控系統集中顯示在一個監控畫面中，使得遠程操控更加可視，達到無人值守、統一調度的目標。

拓撲圖-閘門監控系統

4.泵站監控系統

泵站監控主要由采集控制主機、泵站控制柜、傳感器、控制管理軟件及監控網絡等組成，采用分層分布結構，通過5G路由器接入綜合信息管理系統。河道取水泵站根據水廠內水池水位自動供水，保障水池適度蓄水，實行無人值守運行。支持遠程手動控制水泵和閥門，當系統出現異常時，可及時進行人工干預。

拓撲圖-泵站監控系統

5.電磁閥監控系統

電磁閥監測站由電磁閥、遙測終端主機、太陽能供電系統、防雷設施、通信模塊等組成。視頻裝置采用數據疊加自動拍照工業攝像機，視頻接入方式采用運營商5G的物聯卡APN網絡的方式接入，考慮流量的問題，日常可采用按時圖片發送的方式，緊急時期可調用實時視頻。

拓撲圖-電磁閥監控系統

項目特點

1、網絡情況>>

此項目的一個難點是通訊網絡問題，因地理環境的原因，監測點常處于村落，山間，河流等無固定寬帶的地方，拉取光纖困難，架設網橋的費用又太高，所以采用5G 路由器MWG-3610進行VPN虛擬專網的組網方式，使用手機卡上網通過APN接入點，將各個監測站與監控中心連接組成小型的VPN專用網絡進行數據通訊。

2、供電情況>>

對大部分無法拉到市電的監測點用太陽能供電，在具備市電條件的地方可采用市電與太陽能互補，使用的設備需要低功耗且能在室外潮濕的環境中使用。

3、防雷>>

部分監測點位位于相對空曠的區域，因此需要具備防雷保護設計，以保障監測站點設備的運行安全。5G路由器MWG-3610可承載4KV的雷擊浪涌沖擊，符合本系統防雷保護的要求。

4、管理維護>>

因各監測點位分散，人工管理成本高，所以需要遠程控制維護。本系統的設計可及時發現水位狀態、壓力不足、水質超標、設備故障、人員闖入等異常，滿足“無人值守”的設計思路，節省人力物力。

方案介紹

本系統采用5G路由器MWG-3610實現分布點位聯網，可向下兼容電信、聯通、移動4G網絡，支持多種VPN功能，將各個監測站點與監控中心連接組成VPN專用網絡。在現場實施中，MWG-3610可裝入防水型設備箱內，天線則伸出設備箱外，12V的供電標準可適用于太陽能電源供電。可支持WEB、TELNET、SSH遠程配置，實時采集各站點傳感器數據通過5G VPN網絡將管道壓力、流量、閥門開度值、水池水位、水質環境等信息上傳至監控中心。