8月3日，在“2022(第二十屆)水業(yè)戰(zhàn)略論壇”上，浙江中控信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司(以下簡稱：中控信息)水環(huán)境群研發(fā)中心總監(jiān)沈寅杰作了題為“基于模型的廠-站-網(wǎng)一體化應(yīng)用與實踐”的主題發(fā)言。他表示，中控信息作為全國領(lǐng)先的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)智化服務(wù)商，希望數(shù)智化賦能城市基礎(chǔ)設(shè)施從傳統(tǒng)低效走向“自動化、智能化、數(shù)字化、智慧化”，讓城市更聰明、更智慧、更有溫度!

沈寅杰

浙江中控信息產(chǎn)業(yè)股份公司始創(chuàng)于1999年，是一家全國領(lǐng)先基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化服務(wù)商，主要經(jīng)營范圍包括交通、水務(wù)、建筑、管廊。水務(wù)方面業(yè)務(wù)遍布全國40多個城市，參與過1000多個水利水務(wù)工程項目，還有100多個智慧水務(wù)水利項目，形成了取水、供水、用水、防洪排澇、水環(huán)境治理、生態(tài)環(huán)境修復(fù)為一體的水務(wù)全產(chǎn)業(yè)鏈，幫助水務(wù)行業(yè)提升社會管理水平和公共服務(wù)能力。

新基建推動水務(wù)行業(yè)升級蝶變

廠-站-網(wǎng)運行的質(zhì)量與我們的生活息息相關(guān)。其中，包含了很多生活場景，比如，晴天排水，污水通過雨水管網(wǎng)，流到河道污染水體;井蓋冒水，污水從馬路井蓋冒出來，污染環(huán)境;由于污水管網(wǎng)、排水管網(wǎng)滲漏，地底滲水，導(dǎo)致馬路的塌陷，不僅造成生態(tài)環(huán)境污染，另外還對生活、交通造成一定的影響。

究其原因，沈寅杰認(rèn)為，是沒有打通城市排水管網(wǎng)的“血脈”!目前，污水廠-站-網(wǎng)是獨立運行的。就污水廠而言，存在進(jìn)水濃度偏低、進(jìn)水量波動大、能耗較高等問題;而對于污水泵站則存在被動打水，來多少打多少、缺乏上下游聯(lián)動機(jī)制、局部冒溢等問題;污水管網(wǎng)更是存在錯接混接、入流入滲、淤積識別不及時、污水冒溢等問題。

國家層面強(qiáng)調(diào)要打好碧水、藍(lán)天、凈土保衛(wèi)戰(zhàn)，一年連續(xù)發(fā)布三個國家級政策。2021年2月，國家發(fā)布《加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見》，同年10月又印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動方案的通知》，11月發(fā)布《關(guān)于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》。

在此背景下，中控信息希望憑借在水務(wù)行業(yè)多年的經(jīng)驗跟實踐，通過中控廠-站-網(wǎng)一體化建設(shè)，幫助排水企業(yè)實現(xiàn)科學(xué)調(diào)度代替經(jīng)驗調(diào)度，主動預(yù)防代替事后補救，將突發(fā)事件帶來傷害降到最低，幫助城市提升應(yīng)對氣候的彈性和韌性，基于新基建推動水務(wù)行業(yè)升級蝶變。

廠-站-網(wǎng)一體化解決方案

沈寅杰介紹，中控信息廠-站-網(wǎng)一體化解決方案從“廠：少人值守污水廠”、“站：無人值守泵站群”、“網(wǎng)：科學(xué)運營智能網(wǎng)”三個方面構(gòu)建了模型平臺來解決相關(guān)問題。

1、中控智能污水處理模型平臺eWaterOS-ISTM

目前，少人值守污水廠還存在許多問題：

控制問題。控制邏輯特殊場景下的穩(wěn)定性不夠，魯棒性差;控制系統(tǒng)人工參與環(huán)節(jié)多，智能化水平低;PLC控制器運行環(huán)境惡劣，容易出現(xiàn)停機(jī);工控網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)普遍不夠，易受網(wǎng)絡(luò)攻擊;

管理問題。部門多，系統(tǒng)多，流程不互通，信息不共享，效率低;上游站網(wǎng)水量水質(zhì)情況難掌握，廠-站-網(wǎng)協(xié)同管理難;決策以經(jīng)驗為主，缺乏科學(xué)依據(jù);

設(shè)備問題。設(shè)備多，巡檢維護(hù)量大;設(shè)備故障無法預(yù)測，一旦出現(xiàn)問題，檢修麻煩;關(guān)鍵設(shè)備的運行狀況缺乏有效評估機(jī)制，無法提前預(yù)警，應(yīng)急處理難;

成本問題。生物曝氣、藥劑投加等經(jīng)驗依賴性強(qiáng)，需要高水平的人員;過量的能耗、藥耗投入，缺乏精細(xì)化調(diào)節(jié)。

為解決以上問題，中控信息推出中控智能污水處理模型平臺eWaterOS-ISTM ，以污水廠的智能控制、節(jié)能降耗、全面管控以及無人、少人值守為目標(biāo)，為污水處理企業(yè)提供全局、局部優(yōu)化控制策略和設(shè)備預(yù)養(yǎng)護(hù)、預(yù)防性維修等智能化分析，為污水企業(yè)管理模式的變革提供智能化的技術(shù)保障，最終實現(xiàn)污水處理廠優(yōu)化節(jié)能、精確降耗、運行智能、少人值守。

2、污水廠-站-網(wǎng)一體化實時控制系統(tǒng)：eWaterOS-CDUS

對于無人值守泵站群，城市排水區(qū)域協(xié)同聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)eWaterOS-CDUS是中控信息基于二十多年控制經(jīng)驗，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能一些技術(shù)，推出污水廠-站-網(wǎng)一體化適時控制系統(tǒng)，來打造智能控制系統(tǒng)，充分挖掘排水系統(tǒng)的潛力，提升系統(tǒng)運行的調(diào)度效率，降低管網(wǎng)運行風(fēng)險。

該系統(tǒng)可以把排水管網(wǎng)內(nèi)部調(diào)蓄空間充分利用起來，將原來排水泵站被動收水邏輯進(jìn)行調(diào)整，讓這些構(gòu)筑物可以發(fā)揮他的主動調(diào)蓄作用，把區(qū)域排水中的安全運行、處理能力以及節(jié)能降耗方面的提升空間挖掘出來。

城市排水區(qū)域協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)eWaterOS-CDUS，有別于以往泵站控制系統(tǒng)或者污水廠控制系統(tǒng)等局部控制系統(tǒng)，它立足全局，具備主動防御和實時調(diào)度功能，是定位城市級排水系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，具備水量均衡，錯峰輸排、在線實時，滾動優(yōu)化、策略多元，聯(lián)動協(xié)調(diào)、AI智能，預(yù)測預(yù)警等功能。

城市排水區(qū)域協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)eWaterOS-CDUS通過廠-站-網(wǎng)綜合優(yōu)化調(diào)度模型來實現(xiàn)，包括旱雨季預(yù)案、包括協(xié)同策略、管網(wǎng)水位預(yù)測模型、廠站模糊優(yōu)化控制算法，再加上二十多年具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的物聯(lián)智控平臺，實現(xiàn)排水系統(tǒng)運行在線實時和滾動優(yōu)化。

城市排水區(qū)域協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)eWaterOS-CDUS通過主動預(yù)測管網(wǎng)風(fēng)險、計算管網(wǎng)可調(diào)空間、識別泵站運行負(fù)荷、自動調(diào)整泵站運行水位。比如排水高峰期前，適當(dāng)將管網(wǎng)水位調(diào)到低位，以應(yīng)對排水高峰期沖擊，減緩峰值，保障主干暢流。

3、城市排水管網(wǎng)智能分析平臺eWaterOS-IAUS

針對目前排水管網(wǎng)存在，監(jiān)測單一，感知薄弱、降雨匯流，污水冒溢、管道淤積，養(yǎng)護(hù)困難等問題，中控信息推出城市排水管網(wǎng)智能分析平臺eWaterOS-IAUS。

該平臺具備大數(shù)據(jù)驅(qū)動建模服務(wù)、水文水動力計算服務(wù)、模型耦合技術(shù)和排水業(yè)務(wù)智能分析服務(wù)等功能，同時具有排水態(tài)勢感知、管網(wǎng)瓶頸分析、降雨場景模擬、溢流風(fēng)險預(yù)警、管網(wǎng)淤積分析、入流入滲評估六項智能化分析技術(shù)，可充分將地理信息、智能感知、水文水動力模型、AI人工智能等新一代行業(yè)領(lǐng)先技術(shù)與污水管網(wǎng)運營業(yè)務(wù)深度融合，構(gòu)建多維度、多目標(biāo)復(fù)雜管網(wǎng)業(yè)務(wù)模型，實現(xiàn)城市污水管網(wǎng)運維精準(zhǔn)化、管理科學(xué)化、決策智慧化。

實踐應(yīng)用

沈寅杰介紹，中控信息某城市中心城區(qū)項目，包含三座污水處理廠，三十多座污水泵站，三百多公里污水干管和八十多處管網(wǎng)水位監(jiān)測點。該項目之前存在許多問題，本身點多面廣還分開管理，各廠系統(tǒng)均獨立運行，排水高峰期間存在局部泵站超負(fù)荷運行，管網(wǎng)節(jié)點無法保證低水位運行，出現(xiàn)管網(wǎng)水位超考核線的現(xiàn)象。基于此，中控信息設(shè)計了廠-站-網(wǎng)一體化解決方案。

排水廠-站-網(wǎng)運行概化圖

圖為該城市排水系統(tǒng)概化圖，通過“概化圖”，展示排水系統(tǒng)的運行負(fù)荷、上下游關(guān)系以及實時調(diào)度情況，做到提前應(yīng)急。

某污水處理廠，日處理規(guī)模12萬噸

圖表分別表示建設(shè)前后進(jìn)水量的對比曲線，可以看到廠-站-網(wǎng)一體化建設(shè)前流量波動率17.72%，建設(shè)后為5.01%，波動下降率達(dá)到71.7%。

中控信息還對該項目的經(jīng)濟(jì)和社會效益進(jìn)行了評估：減員增效，污水廠少人值守，泵站群無人值守，調(diào)度人員從24人減少至8人;水污染防治，管網(wǎng)運行風(fēng)險明顯降低，水位整體達(dá)標(biāo)率提升55%;節(jié)能降碳，每年節(jié)約大概12.7萬度電，約合15600公斤煤，降低率12.2%。

沈寅杰表示，在新一輪城市更新中，中控信息將繼續(xù)緊隨國家戰(zhàn)略，堅持自主創(chuàng)新，全力打造5T技術(shù)，全面推進(jìn)智慧城市建設(shè)，數(shù)智化賦能基礎(chǔ)設(shè)施，為各類智慧城市高端應(yīng)用提供基礎(chǔ)設(shè)施硬件裝備體系、強(qiáng)大技術(shù)支撐和數(shù)字世界底座。未來，中控信息將繼續(xù)深耕基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)智化行業(yè)，踐行國家使命，引領(lǐng)創(chuàng)新示范，探索開放共贏，持續(xù)艱苦奮斗，為社會創(chuàng)造更大的價值!

編輯：陳偉浩