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《中國智慧城市優(yōu)秀應用案例集（2024）》火熱出爐，廣州南方智能智慧測繪數(shù)字化管理平臺建設項目、南寧吳圩國際機場數(shù)字孿生底座平臺、澄邁縣南部片區(qū)城鄉(xiāng)供水一體化工程成功入選，以創(chuàng)新之力，賦能智慧城市建設！
★申報案例展示★
澄邁縣南部片區(qū)城鄉(xiāng)供水一體化工程
鐘金明 劉國民 吳思銘
廣州南方智能技術有限公司
一、建設背景
黨的十八大以來，習近平總書記把治水作為實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標和中華民族偉大復興中國夢的長遠大計來抓，明確提出“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思路，把新中國治水提升到新的高度，推動水利改革發(fā)展取得新的歷史性成就。
海南是多個國家重大戰(zhàn)略的交匯地，在國家區(qū)域發(fā)展和對外開放總體戰(zhàn)略中的地位和作用明顯提高并日益凸顯，全社會對海南水資源利用與保護高度關注。為全面貫徹落實習近平生態(tài)文明思想和習近平總書記關于海南生態(tài)文明建設的系列重要指示批示精神，海南以水環(huán)境綜合治理為突破口，系統(tǒng)推進治污水、保供水、排澇水、防洪水、抓節(jié)水、優(yōu)海水6項工作，在全省下大力氣打一場治水攻堅戰(zhàn)。澄邁縣作為海南省直轄縣，素有“海口后花園”之稱，隨著澄邁縣經(jīng)濟社會的持續(xù)快速發(fā)展，特別是旅游業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，澄邁縣各城鎮(zhèn)及周邊區(qū)域經(jīng)濟日益繁榮，人口及用水需求快速增加，水環(huán)境面臨重大挑戰(zhàn)。
按照“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的新時期治水思路和“水利工程補短板、水利行業(yè)強監(jiān)管”的水利改革發(fā)展總基調(diào)，對標海南自由貿(mào)易港建設，澄邁縣開展澄邁縣南部片區(qū)城鄉(xiāng)供水一體化基建工程和智慧水務工程建設，其中澄邁縣南部片區(qū)城鄉(xiāng)供水一體化智慧水務工程以解決南部片區(qū)城鄉(xiāng)供水一體化為契機、以服務基建工程建設管理為基礎，圍繞六水共治需求開展智慧水務工程設計，充分利用信息化、智能化工具全面提升流域水資源管理現(xiàn)代化水平和管控能力，打通治污水、保供水、排澇水、防洪水、抓節(jié)水、優(yōu)海水“六水共治”環(huán)節(jié)，抱團出擊，聯(lián)動治水，結合場景和智能算法覆蓋治水業(yè)務的方方面面，全方位支撐澄邁縣水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善。
二、建設內(nèi)容
1總體架構
澄邁縣南部片區(qū)城鄉(xiāng)供水一體化智慧水務工程總體框架采用“六橫四縱”的架構，其中“六橫”包括感知層、基礎設施層、數(shù)據(jù)層、支撐層、應用層和用戶層，由下至上完成數(shù)據(jù)的采集、傳輸、儲存、處理、應用的過程；“四縱”為系統(tǒng)集成應用、信息化標準規(guī)范體系、等保三級和安全測評，指導智慧水務工程建設的全過程，整體業(yè)務框架如圖1所示。
圖 1 整體業(yè)務架構
2、重點建設內(nèi)容
2.1、物聯(lián)感知體系建設
全盤梳理澄邁現(xiàn)有物聯(lián)感知網(wǎng)絡，建立統(tǒng)一物聯(lián)設計及布點標準，統(tǒng)籌澄邁感知體系布局建設。廣泛采用先進技術手段和新儀器新設備，新建539個監(jiān)測點，包括供水管網(wǎng)漏損監(jiān)測、供水管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測、排水管網(wǎng)水位監(jiān)測、重點河道斷面水質(zhì)監(jiān)測、河道水文監(jiān)測，基本建成覆蓋全縣的水利感知網(wǎng)絡，擴大對流域的監(jiān)測范圍，補充完善監(jiān)測要素類型和數(shù)據(jù)內(nèi)容，為澄邁智慧水務業(yè)務管理提供有力的前端監(jiān)測數(shù)據(jù)支撐，實時感知運行狀態(tài)，利用信息化手段輔助實現(xiàn)水利行業(yè)監(jiān)管強弱轉變。
2.2、智慧水務數(shù)據(jù)中心建設
按照“流域一盤棋”思路，按照“整合已建、統(tǒng)籌在建、規(guī)范新建”要求，實現(xiàn)澄邁已有水務數(shù)據(jù)資源的調(diào)查和梳理，統(tǒng)籌現(xiàn)有信息化內(nèi)外部數(shù)據(jù)資源，建立智慧水務數(shù)據(jù)標準，有針對性完成全縣3098公里管網(wǎng)普查更新、985座水務設施標準化處理、20條省縣級河流、234條鎮(zhèn)級河流、5個縣級湖泊（水庫）、96個鎮(zhèn)級湖泊（水庫）、5個電灌站、2個小水壩、4大中型灌區(qū)等水利基礎數(shù)據(jù)測量、處理、入庫等工作，進一步擴展完善基礎數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務管理數(shù)據(jù)、跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)資源建設，實現(xiàn)各類資源集約節(jié)約利用和互通共享，避免重復建設，為澄邁縣水務業(yè)務應用提供全量的、標準的、干凈的、智能的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)變成水利行業(yè)發(fā)展的基礎資源。
圖 2 數(shù)據(jù)架構
以物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術為基礎，以數(shù)字孿生引擎為支撐，以水的全生命周期為鏈條，構建涵蓋物聯(lián)網(wǎng)平臺、視頻監(jiān)控平臺、數(shù)字孿生平臺、大數(shù)據(jù)平臺、水務一體化平臺的智慧水務大腦，為所有澄邁智慧水務應用提供應用的共性能力，避免每個應用的煙囪式開發(fā)方式，減少智慧應用開發(fā)難度，降低應用開發(fā)工作量，實現(xiàn)治理能力跨越式發(fā)展，賦能六水共治智慧應用不斷創(chuàng)新。
2.4、智慧水務核心應用建設
為實現(xiàn)智慧水務系統(tǒng)對水務管理業(yè)務的支撐和促進，充分考慮業(yè)務的實際需求和功能邏輯，建設“治污水、保供水、排澇水、防洪水、抓節(jié)水、優(yōu)海水”6大業(yè)務場景，服務于水務日常業(yè)務管理，增加信息化系統(tǒng)對業(yè)務應用支撐的深度和廣度。
（1）治污水
圍繞“源-網(wǎng)-廠-河”一體化管控思路，從源頭到末端理清排水設施家底，將澄邁縣11個鎮(zhèn)的排水設施數(shù)據(jù)匯總成排水設施一張圖進行統(tǒng)一管理，建設排水全要素展示分析系統(tǒng)、排水管網(wǎng)分析與更新系統(tǒng)、排水設施運行監(jiān)測系統(tǒng)、排水全要素數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（CS），實現(xiàn)排水管網(wǎng)設施資產(chǎn)全要素可視化、排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)實時動態(tài)更新、排水設施運行狀態(tài)實時監(jiān)測預警及設備關聯(lián)分析，為排水管理部門提供排水設施數(shù)據(jù)管理、展示、統(tǒng)計分析、科學決策的交互系統(tǒng)，提升排水設施的運行效能，加強對突發(fā)事件及內(nèi)澇災害的預警和處理能力。
圖 3 排水設施感知一張網(wǎng)
全面接入供水工程和水網(wǎng)基礎設施數(shù)據(jù)，形成澄邁縣供水設施總圖，圍繞讓群眾喝上“放心水”為目標，打造供水全要素展示分析系統(tǒng)、供水在線監(jiān)測系統(tǒng)、供水DMA分區(qū)計量系統(tǒng)、供水全要素數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，充分發(fā)揮政府監(jiān)管職能，實現(xiàn)供水全面感知、實時傳輸、漏損分析、智慧決策，實現(xiàn)供水“提質(zhì)增效”、減少水資源浪費，保障澄邁城鄉(xiāng)供水一體化。
（3）排澇水
對澄邁縣59個積水點安裝易澇點水位監(jiān)測設備進行實時監(jiān)測，建設防澇應急指揮調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)一張圖雨洪狀態(tài)呈現(xiàn)、排水防澇設施的管養(yǎng)、排水防澇智能規(guī)劃、排水防澇業(yè)務審批管理、提前內(nèi)澇預警、內(nèi)澇應急調(diào)度等功能，利用信息化手段及時采取措施應對洪澇災害，有效地降低損失且保障人民群眾的生命安全。
（4）防洪水
以數(shù)字孿生流域為底座，以水利專業(yè)模型為支撐，融合多源數(shù)據(jù)信息，建設流域防洪“四預”系統(tǒng)，利用水文氣象耦合、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術實現(xiàn)全流域水模擬與預報調(diào)度一體化快速推演，實現(xiàn)流域態(tài)勢一張圖和四預（預報、預警、預演、預案）功能，為風險提前發(fā)現(xiàn)、預警提前發(fā)布、方案提前制定、措施提前實施提供基礎，全面提升流域水災害防御關口前移和指揮決策能力。
圖 4 流域態(tài)勢一張圖
圖 5 洪澇模擬推演
強化用水單位用水需求和過程管理，建設計劃用水信息管理系統(tǒng)和階梯收費制度，提高計劃用水管理規(guī)范化精細化水平，計劃用水戶可實現(xiàn)計劃用水申報、調(diào)整、節(jié)水報表直報等業(yè)務線上辦理，接收節(jié)水管理部門信息推送提醒；水管理部門可實現(xiàn)取用水戶信息管理、計劃用水管理、超計劃用水預警、用水數(shù)據(jù)分析等功能，同時可對用水狀況進行直觀分析，算好“節(jié)水賬”。
（6）優(yōu)海水
建立沿海污水治理綜合管理系統(tǒng)、河湖灣一體化管理系統(tǒng)，開展“一灣一策”精準治理，全面掌握沿海區(qū)域管網(wǎng)分布及運行情況，掌握出?？凇⑷牒？谒|(zhì)情況，實現(xiàn)沿海污水管網(wǎng)建設監(jiān)管、在線監(jiān)測、生態(tài)流量監(jiān)測等，減少海灣污染。
2.5、六水共治可視化運營中心建設
以三維GIS為地圖底板、以三維高渲染可視化引擎為支撐，建設治污水、保供水、排澇水、抓節(jié)水、防洪水、優(yōu)海水六大主題大屏，分門別類展示不同治水業(yè)務重要數(shù)據(jù)和信息，以數(shù)字化手段探索水治理成效綜合評價指標，基于數(shù)據(jù)分析和挖掘，實現(xiàn)治水工作動態(tài)監(jiān)測、智能研判、風險預警，為澄邁縣水務局、生態(tài)環(huán)境局、農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、綜合行政執(zhí)法局等六水共治成員單位提供聯(lián)合指揮作戰(zhàn)工具，為領導決策和治理提供數(shù)據(jù)支撐。
三、創(chuàng)新應用
1、物理流域與數(shù)字孿生流域數(shù)字映射、孿生模擬、前瞻預演
通過無人機傾斜攝影、衛(wèi)星遙感影像獲取不同精度的傾斜攝影模型、DEM、DOM數(shù)據(jù)，融合水利一張圖，生成流域整體及重點區(qū)域的L1-L3級地理空間數(shù)據(jù)，融合水利基礎數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)以及跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)，實現(xiàn)虛實融合、再現(xiàn)真實場景，為水動力模型計算模擬提供更加直觀的場景數(shù)據(jù)底板。憑借自研的實景三維關鍵技術與算法優(yōu)勢，采用一維、二維耦合水動力模型，構建水利專業(yè)模型、智能識別模型、可視化模型和數(shù)字模擬仿真引擎，形成一套集綜合態(tài)勢展示、洪水預報、防洪預警、洪水預演、應急預案于一體的流域防洪“四預”系統(tǒng)，全方位、多視角、遞進式地展示流域各類水利對象的相關信息與分析結果，支撐領導會商與調(diào)度決策，以數(shù)字賦能流域防洪研判及風險管理，提升流域防洪“四預”能力。
2、建設數(shù)字孿生水廠，探索水廠智慧化新篇章
自研專業(yè)BIM建模軟件，結合"實景+點云+圖紙"的方法完成水廠逆向BIM建模，融合二維GIS、三維模型、水廠監(jiān)測、運營等數(shù)據(jù)，從宏觀到微觀還原水廠建筑、環(huán)境、泵房、設備、管線等全要素，對水質(zhì)信息、藥耗信息、能耗信息、報警信息、設備運行狀況等關鍵指標進行綜合監(jiān)測分析，以可視化方式呈現(xiàn)水處理工藝流程，支撐安全工作模擬還原及演練培訓，輔助管理者全面掌控廠區(qū)運行態(tài)勢，讓水廠以更穩(wěn)定、更高效、更智慧的運行狀態(tài)和更低的能耗提供更優(yōu)質(zhì)的用水。
3、因地制宜打造供排水設施數(shù)據(jù)更新模式
為解決供排水管網(wǎng)設施家底不清的問題，通過基于大數(shù)據(jù)分析、GIS、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術，構建管網(wǎng)數(shù)據(jù)動態(tài)更新機制，打造自動化數(shù)據(jù)分析——發(fā)現(xiàn)問題（web端）——現(xiàn)場核查（app端）——數(shù)據(jù)修正（app端）——修補測(C端)——數(shù)據(jù)入庫全流程管理業(yè)務閉環(huán)，為管網(wǎng)數(shù)據(jù)完善提供技術保障，提高管網(wǎng)數(shù)據(jù)生命力。
圖 6 更新機制
打通多部門數(shù)據(jù)，匯集建設進程、排水單元、管網(wǎng)窨井、排放口、流量水質(zhì)、運維管理等7類信息，將澄邁全縣污水工程建設、運維、監(jiān)測等信息全面實時歸集至智慧水務數(shù)據(jù)中心，建立“源-網(wǎng)-廠-河”全過程動態(tài)閉環(huán)監(jiān)管模式和應用，實現(xiàn)監(jiān)測告警上報—任務派發(fā)—處置反饋—審核辦結的閉環(huán)管理過程，形成責任部門和監(jiān)管部門共同參與、跟蹤問題解決全過程的監(jiān)管閉環(huán)，有效實現(xiàn)污水“治理”到“智理”。
5、構建計劃用水流程，推進澄邁節(jié)水型社會建設
基于水利行業(yè)節(jié)水機關相關建設標準規(guī)范，利用物聯(lián)網(wǎng)、5G通信、大數(shù)據(jù)分析等高新技術，整合計劃用水和用水實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立多端應用、多級協(xié)作的計劃用水信息管理系統(tǒng)，通過設定下達節(jié)水計劃的條件，計劃用水申報等業(yè)務全部在線上辦理，無需見面審批，提升水務局對非居民用水監(jiān)管效率，方便用水戶用水申報和繳費，提高計劃用水管理規(guī)范化精細化水平，協(xié)助全面推進節(jié)水型社會建設。
6、打造六水共治可視化運營中心，科學提升一線治水成效
結合 UE可視化技術和水利模型構建數(shù)字孿生場景，緊緊圍繞治污水、保供水、排澇水、抓節(jié)水、防洪水、優(yōu)海水六大治水主題打造六水共治可視化運營中心，構建“多級互聯(lián)、統(tǒng)一指揮、協(xié)調(diào)有序、運轉高效”的六水共治工作模式，提供治水工作數(shù)據(jù)統(tǒng)攬、動態(tài)監(jiān)測、智能研判、風險預警等功能，在一個端口上實現(xiàn)水環(huán)境治理要素、對象、過程、結果等各類信息的全景呈現(xiàn)，各委辦局在一個平臺上進行事件集成化、協(xié)同化、閉環(huán)化處置，提升水環(huán)境治理科學化、精細化、智能化水平。
圖 7 可視化大屏展示
以污水處理廠、排水泵站和污水管網(wǎng)等實時監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎，結合水動力模型、機器學習/深度學習算法和統(tǒng)計學等知識，從全面感知管網(wǎng)運行態(tài)勢的角度出發(fā)，綜合分析排水系統(tǒng)運行過程中的關鍵場景，實現(xiàn)對城市污水管網(wǎng)運行的仿真模擬預測和智能分析，為排水管網(wǎng)的運行調(diào)度、養(yǎng)護管理、快速響應提供有效的數(shù)據(jù)支持，以便于管理者掌握管內(nèi)實際狀況及正確的部署緊急情況下的應急措施，不斷提高排水管網(wǎng)的管理水平。
圖 8 區(qū)域濃度分析
構建智慧水務工程數(shù)據(jù)中心，對澄邁縣水務水利數(shù)據(jù)資源進行梳理整合、統(tǒng)一管理、交換共享，并與海南省水利廳進行數(shù)據(jù)打通，實現(xiàn)橫向各水務業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源的交互共享，縱向各級部門之間數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，達到水務水利數(shù)據(jù)資源體系健全完善、數(shù)據(jù)有序交換高效共享的目標，避免系統(tǒng)、數(shù)據(jù)重復性建設。
（2）及時預報，快速處置，減少經(jīng)濟損失
在系統(tǒng)的支持下，可實現(xiàn)對水量、水質(zhì)、工程安全等變化情況的及時預測預警，進而對山洪災害、水污染事件進行提前預防，提升突發(fā)性水事件進行快速處置能力，減少經(jīng)濟損失。
（3）提高業(yè)務管理水平，有效降低管理成本
智慧水務工程系統(tǒng)的建設，使水務日常工作從傳統(tǒng)的管理方式轉變?yōu)樾畔⒒芾矸绞剑瑢⑷嫣岣叱芜~水務局及下屬單位日常業(yè)務管理信息化水平，充分提升工作人員的工作效率，有效降低管理成本。
2、社會效益
（1）夯實工程基礎，提升防災減災能力
工程措施的有效發(fā)揮依賴非工程措施的支撐，工程措施與非工程措施的協(xié)調(diào)配合才能充分發(fā)揮工程設施預期效能。澄邁水網(wǎng)密布、雨量充沛，通過智慧水務工程進一步完善水務物聯(lián)感知體系建設，保障污水全收集、全處理，保障水環(huán)境，增強抵御各種自然災害的能力，有效保護人民生命財產(chǎn)安全和維護社會穩(wěn)定具有非常重要的意義。
（2）樹立海南治水標桿，助力美麗中國建設
構建澄邁縣特色智慧水務平臺，幫助澄邁縣實現(xiàn)以“智”治水，降低運營成本，提高管理效能，樹立海南治水標桿。探索符合澄邁縣綜合治水的智慧水務建設模式，可以為海南省其它地市治水提供實踐經(jīng)驗，助力美麗中國建設。
（3）節(jié)能降耗，節(jié)約水資源
澄邁縣南部片區(qū)（文儒、加樂、中興、仁興）城鄉(xiāng)供水一體化工程智慧水務工程能夠在減少供水漏損方面發(fā)揮價值，為節(jié)能降耗、節(jié)水管理提供直接的支撐。通過對管網(wǎng)壓力的持續(xù)性監(jiān)控，既保證供水管網(wǎng)安全承壓，又讓末端用戶擁有足夠的水壓，保障澄邁縣實現(xiàn)城鄉(xiāng)供水一體化。
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<大會介紹>
會議通知丨關于召開第十七屆智慧城市大會的函
以上文章來源于中國智慧城市大會 ，作者申報單位提供。
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