集成水資源管理平臺(tái)綜合管理城市水循環(huán)

 

 

　　ÁguasdoPorto(OportoWaterUtility—AdP)以可持續(xù)方式綜合管理葡萄牙波爾圖市的整個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)，包括供水、廢水排放和處理、雨水排放、地表水和海水浴場(chǎng)水質(zhì)。AdP是葡萄牙業(yè)內(nèi)最大的公司之一，擁有超過15萬家客戶，為約50萬人提供服務(wù)。AdP平均每天向用戶輸送45,490立方米水，并且每天處理幾乎同等量的廢水。

 

　　波爾圖的水力基礎(chǔ)設(shè)施和水資源密集又復(fù)雜，這對(duì)綜合管理城市水循環(huán)系統(tǒng)提出了需求，同時(shí)還加大了整合公司內(nèi)大量現(xiàn)有系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。為了整合同時(shí)從數(shù)十個(gè)單獨(dú)的軟件系統(tǒng)中收集的數(shù)據(jù)，AdP決定開發(fā)“城市水循環(huán)綜合水資源管理技術(shù)平臺(tái)—H2Porto”。

 

　　H2Porto的目標(biāo)是推動(dòng)創(chuàng)新和智能水資源管理，以有效利用現(xiàn)有資源。H2Porto利用地理信息系統(tǒng)(GIS)、基礎(chǔ)設(shè)施視頻監(jiān)控、數(shù)字建模、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和公開報(bào)告來管理地形信息，從而實(shí)現(xiàn)公司以下目標(biāo)：(i)整合不同系統(tǒng)的所有信息（供水、排水、雨水、自然溝渠和沿海地區(qū)）；(ii)統(tǒng)一通過遠(yuǎn)程傳感器獲取的所有數(shù)據(jù)；(iii)在清楚明了的項(xiàng)目看板中實(shí)時(shí)顯示所有數(shù)據(jù)；(iv)整合所有系統(tǒng)的在線和離線數(shù)值模型；(v)自動(dòng)警報(bào)和警告模塊（基于數(shù)據(jù)采集和數(shù)值模型）；(vi)報(bào)告和數(shù)據(jù)挖掘；(vii)面向大眾發(fā)布選定信息。

 

　　AdP通過國(guó)際公開招標(biāo)獲得了實(shí)施H2Porto的機(jī)會(huì)，由Aqualogus、Bentley軟件公司和A20聯(lián)合實(shí)施。合同期限為5年，包括長(zhǎng)達(dá)14個(gè)月的初步實(shí)施和維護(hù)階段。

 

 

　　OportoWaterUtility的首要目標(biāo)是在智能城市環(huán)境中實(shí)現(xiàn)水循環(huán)綜合管理。該組織試圖通過制定用于預(yù)測(cè)運(yùn)營(yíng)分析的集成解決方案來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，以幫助預(yù)測(cè)性能、及早識(shí)別故障并根據(jù)資產(chǎn)信息采取相關(guān)措施。該組織還建立一個(gè)在線平臺(tái)，將所有數(shù)據(jù)源（地理信息系統(tǒng)、實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳感器、家用電表、SCADA、實(shí)驗(yàn)室、結(jié)算、工作單和物流等）整合在一起，以指標(biāo)和項(xiàng)目看板的形式生成商業(yè)智能信息。以此提高了建模能力，得以預(yù)測(cè)整個(gè)城市水循環(huán)（從降水到浴場(chǎng)水）的管網(wǎng)性能，成效顯著。

 

　　Bentley軟件公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目的建模和預(yù)測(cè)。Bentley軟件制作了城市供水、排水、雨水和浴場(chǎng)水系統(tǒng)的數(shù)字孿生模型，以預(yù)測(cè)洪水和水質(zhì)問題，從而提高城市響應(yīng)能力和恢復(fù)能力。

 

 

　　過去幾年里，OportoWaterUtility收集和生成的多層級(jí)大數(shù)據(jù)在不斷增加。大多數(shù)時(shí)候，數(shù)據(jù)由孤立或不可互用的用戶界面管理，這會(huì)降低工作效率，并加大高效數(shù)據(jù)管理的難度。此外，單獨(dú)管理所有這些可用數(shù)據(jù)集還會(huì)導(dǎo)致難以生成增值集成分析和預(yù)測(cè)。

 

　　實(shí)施該系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)是城市水循環(huán)規(guī)模龐大，需要對(duì)許多模型和領(lǐng)域進(jìn)行詳細(xì)的解析，包括氣象、供水、下水道和雨水排放。城市水資源規(guī)模還需要使用大量實(shí)時(shí)傳感器中的數(shù)據(jù)以及用戶的遙測(cè)和結(jié)算數(shù)據(jù)。

 

 

　　AdP與Bentley軟件公司的顧問一起負(fù)責(zé)所有建模和預(yù)測(cè)功能的設(shè)計(jì)、配置、實(shí)施和自動(dòng)化。所有預(yù)測(cè)模型自動(dòng)生成每日預(yù)測(cè)并發(fā)布在項(xiàng)目平臺(tái)中。Bentley軟件公司開發(fā)了高級(jí)在線服務(wù)，用于按需在線模擬分析管道爆裂、閥門關(guān)閉和泵站關(guān)閉情況下的管網(wǎng)變化，例如，運(yùn)行發(fā)生變化的模型，與基礎(chǔ)解決方案進(jìn)行比較，并反饋受影響的管道和用戶。

 

 

　　•22個(gè)DMA模型（整個(gè)波爾圖市）

 

　　•嵌套方法中的三個(gè)氣象模型，可以在1公里范圍內(nèi)進(jìn)行高精度氣象預(yù)報(bào)（例如，沿海地區(qū)的排水和風(fēng)場(chǎng)類型是降水量的推動(dòng)因素）

 

　　•城市海岸部分（覆蓋城市的1/3，擁有可靠的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)）的污水和雨水排放組合模型

 

　　•詳細(xì)說明浴場(chǎng)區(qū)水循環(huán)和水質(zhì)（大腸桿菌）的河口、沿海地區(qū)和波浪模型

 

　　•所有使用自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳感器和歷史數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)/驗(yàn)證結(jié)果

 

　　•配置每天穩(wěn)序運(yùn)行并生成未來三天的預(yù)測(cè)模型，自動(dòng)更新用水量和網(wǎng)絡(luò)傳感器的邊界條件

 

　　•使用網(wǎng)絡(luò)傳感器和用戶遙測(cè)技術(shù)進(jìn)行實(shí)際損失估計(jì)，對(duì)所有DMA采用自下而上的IWA水量平衡方法

 

　　•針對(duì)管道爆裂、閥門和泵關(guān)閉的管網(wǎng)場(chǎng)景分析

 

　　•通過網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)（如流量、速度、水位、氣象和水流）和RESTfulAPI（如與IWA水量平衡或在線場(chǎng)景具有相同屬性和在線服務(wù)請(qǐng)求的時(shí)間序列）發(fā)布到項(xiàng)目界面的結(jié)果。

 

　　Bentley軟件公司還開發(fā)了在線服務(wù)，可以根據(jù)要求，使用結(jié)算、實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳感器和用戶遙測(cè)技術(shù)來計(jì)算動(dòng)態(tài)DMAIWA水循環(huán)。

 

 

　　應(yīng)用所有建模領(lǐng)域和基于插件的服務(wù)器功能是在全城范圍成功實(shí)施的主要因素。這簡(jiǎn)化了新模型、數(shù)據(jù)源和工具的集成，并幫助無縫地將這些組件納入運(yùn)營(yíng)和發(fā)布結(jié)果。

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