攀枝花生活用水水质监测系统方案.doc

word格式.攀枝花生活用水水质监测系统初步建设方案二〇一三年七月目录第一章 系统概述 3第二章 建设目标 4第三章 系统总体设计 53.1. 系统设计思路及原则 53.2. 系统总体架构 6第四章 标准化体系设计 7第五章 系统功能设计 85.1. 数据采集子系统 95.1.1. 信息传输协议 105.1.2. 数据接入子系统 105.1.3. 基于物联网的数据采集与监控系统 115.2. 水质监测子系统 135.2.1. 系统拓扑结构图 145.2.2. 监控点管理 145.2.3. 单站点监控 155.2.4. 仪器运行情况管理 175.2.5. 全市监测情况统计 175.2.6. 数据分析 175.2.7. 视频监控图像融合 185.2.8. 水质地理信息系统 195.2.9. 应急管理系统 195.3. 信息发布 20第一章 系统概述水是人类赖以生存的一种自然资源但随着经济的高速发展、人口的快速增加，污染物排放量持续增加，水污染日趋严重，影响人们的生活、生产秩序， 给生态环境造成不可逆的影响因此，加强水资源管理已是刻不容缓的现实问题其中，加强水质自动监测尤为重要，它是水资源管理的基础，为水资源的管理提供有效依据。

近年中国经济的快速发展，城市化进程高速发展、环境污染日益严重，给城市自来水供应质量提出了严重的挑战自来水供应系统的老化让已经不能满足日益增长的用户需求；自来水供应是关系民生的头等大事，自来水公司管网压力检测、是保证自来水正常供应的重要环节，是自来水公司保证用户正常用水的依据自来水系统的信息化建设改造已经日益迫切实时采集来自各自来水厂、污水厂、各加压泵站的生产现场数据（如压力、浊度、流量、污水厂的氨氮、COD、DO等）和各单位的视频信息，对采集到的各厂生产数据、管网压力数据、水质检测数据等，实时监控水质各项指标和污水处理后出水指标，加强集团公司对各水厂水量进行协调管理和科学调度对指挥中心来统一协调，保证城市各区域水厂进行联供以便保障城市自来水的供应是十分必要的；统一协调各区域的水厂就必须有一套高效的实时监控软件，实时掌控各区域的水厂、污水处理厂、各加压泵站、的实时生产情况，本系统就是应对该需求开发的第二章 建设目标建立攀枝花市自来水厂、污水处理厂、各加压泵站的自动监控数据库，自动监控数据库采用规范化的数据库结构和环境编码标准，集中存储全市所有自来水厂、污水处理厂、各加压泵站的生产现场数据（如压力、浊度、流量、污水厂的氨氮、COD、DO等）和各单位的视频信息，对采集到的各厂生产数据、管网压力数据、水质检测数据及各类报警信息和日志信息，为攀枝花市生活用水水质量监测、管理提供完整、统一、规范的水质自动监控数据。

水质量监控数据库的数据经过质量审核后，可以被其他业务系统(或即将建设的业务系统)使用建立攀枝花市生活用户水质质量自动监控应用服务平台，满足水质量管理的业务需求服务平台需结合GIS技术实现自动监控数据的Web GIS共享和空间表达，根据条件进行筛选、计算、超限报警和数据存储，以及生成各类调度与生产报表，包括日报表、月报表、年报表等，及时掌握攀枝花市全市的供水信息与自来水厂、污水厂及各泵站的生产状况，实时监控水质各项指标和污水处理后出水指标第三章 系统总体设计1.2.3.3.1. 系统设计思路及原则l 总体规划、面向未来在系统的建设规划上，以应用为先导，以平台为基础，构建“数字监控”的基础平台，并成为水务集团信息化建设深入发展的基础l 通过规范化提高应用水平通过系统建设，进一步理清业务规范和流程，使业务执行规范化、业务办理流程化、管理维护方便化、信息系统模块化，通过信息化的手段将水务集团的职责真正落实到实际工作中去增强集团水质监管、治理以及突发事件的应急处理水平；l 满足信息化长期发展的需要攀枝花市生活水水质监测系统的建设不仅要满足现阶段水务集团对信息系统建设的要求，而且，还要考虑到今后系统发展过程中可能出现的要求，系统的设计具有很强的前瞻性。

l 科学性与实用性采用成熟的、标准的技术路线可以有效避免技术风险，增强系统的开放性和可扩展性，减少对特定技术和商家的依赖性l 技术路线先进实用采用国际、国内先进的技术和设备，保证系统的技术生命力，并密切结合攀枝花市水务集团信息化建设实际需求，使系统先进、可靠、实用l 系统的高可靠性数据交换平台保证36524小时不间断稳定运行，能避免网络和系统的单点故障，具有灾难恢复能力，以保证整个系统稳定可靠的高效运行l 系统的可扩展性采用标准的、可扩展的架构，使系统可随着业务量的增长而扩容，系统结构无需改变，为将来发展打下良好的基础l 信息共享原则采用标准的技术路线，保证系统的开放性，以实现水务集团与整个水务系统纵向及攀枝花市其他部门之间横向上的数据交换与共享，全面整合现有信息资源l 系统的易管理性可以方便的进行业务、性能管理，并提供日志等功能l 实现信息化良性循环通过此项目的建设，进一步加快和落实水务集团的信息化建设步伐，使水务集团信息化进入良性滚动发展3.2. 系统总体架构第四章 标准化体系设计标准化工作是组织、协调项目顺利发展的重要手段，也是本项目的重要组成部分通过制定和贯彻执行各类技术标准，就能从技术上、组织管理上把各方面有机的联系起来，形成一个统一的整体，保证项目有条不紊的进行。

国内外信息化的实践证明，信息化建设必须有标准化的支持，尤其要发挥标准化的导向作用，以确保其技术上的协调一致和整体效能的实现因此，标准体系建设在系统实施过程中具有非常重要的意义，是系统设计和工程建设的重要基石攀枝花市生活用水水质监测系统建设是一个复杂的系统工程，为保证标准体系建设的顺利进行，制定以下总体目标：攀枝花市生活用水水质监测系统标准化建设将与攀枝花市水务集团信息化建设标准保持一致性建立并不断完善攀枝花市生活用水水质监测系统的标准体系；制定攀枝花市生活用水水质监测系统关键基础标准，为系统互联互通、信息共享、业务协同、信息安全打好基础；建立攀枝花市生活用水水质监测系统标准贯彻实施机制，为标准的实施提供有效服务为了完成攀枝花市生活用水水质监测系统台标准体系建设目标，必须本着“统筹规划、面向应用、突出重点、分工协作”的方针，依托现有资源和信息化工作的基础，坚持自主制定与采用国际标准相结合，加强与示范应用的有机结合，强化标准实施与监督力度过程中具体遵循的原则为“统筹规划，借鉴经验；突出应用，狠抓关键；急用先上，循序渐进；搭建平台，集思广益；上下兼容，协调发展”第五章 系统功能设计随着现代监测技术、计算机技术、数据通信技术、自动控制技术的快速发展与日趋完善，在环境保护领域，综合运用上述科学技术实现对环境对象的远程监控和信息共享已成为环境保护信息化建设的基础手段。

通讯传输技术规范要从数据传输的标准化、完整性、安全性、高效性角度出发，为环境自动监控数据传输、汇总、交换提供统一的技术标准，提高攀枝花市水务集团对宏观、微观环境信息的综合获取能力和对环境影响因素的集中控制能力明确攀枝花市水务集团水质自动监控系统集成厂商的前端数据采集、控制系统，与攀枝花市水务集团水质自动监控中心进行数据交换时遵循的数据交换格式、接口连接方式、数据交互机制、环境信息编码等方面的内容4.5.5.1. 数据采集子系统数据采集系统负责整个平台的数据采集与控制一方面对仪表的数据进行采集，另一方面可通过数据控制中心或在本地对仪表参数进行修改具体功能如下：1) 数据采集系统可完成实时自动和随时手动采集环自动监测子站的监测数据、自动校准记录、设备工作状态及子站停电复电等事件记录2) 数据采集系统实现纳入集成范围的水质自动站、泵站的数据采集3) 数据采集系统应能够将采集到的监测数据单位和格式转换成水质量标准中统一的单位和格式4) 数据采集系统应对采集到的数据进行初步审核，判断仪器是否出现超标/故障，同时还须对仪器特定状态下（如校零、校标、断电重启等）产生的异常数据进行自动或人工标识；数据采集系统必须具备至少3个月的数据存储功能，以保证数据的完整性。

5) 数据采集系统的数据传输（与中心数据库的通讯）必须符合环境自动监测（控）系统数据传输标准6) 数据采集系统必须兼容有线和无线两种传输方式，支持轮询和主动上传两种数据上传方式，以无线传输方式为主，以实现交互式实时、、连续传输，同时对数据上传的周期可以进行设定和更改；7) 数据采集系统能将仪器的超标/故障报警以及数据采集器自身的故障报警信息进行上传；8) 数据采集系统必须具有系统断电后的自动重启和系统复位功能；9) 数据采集系统应具有自动校时功能，以保证各子站所上传数据的同时性；10) 基础参数设置应包括:监测子站编号；监测仪器编号；数字量采集方式下串口号与仪器的对应关系；串口通讯参数（波特率、停止位、校验位）；模拟量采集方式下通道号与仪器的对应关系；仪器与监测项目的对应关系；数据采集频率；11) 当网络出现故障时，应能实现前端数据保存，网络恢复后，实现数据补登功能，将前端存储的数据补登至中心数据库5.1.1. 信息传输协议攀枝花市生活用水水质量监测采用环保部《自动监控（监测）系统数据传输标准》（HJ/T 212-2005），紧密结合目前国内各类水环境自动监控设备、仪器的现状，做到既能实时高效传输数据、满足远程监控的要求。

同时建立稳定高效的数据通讯接入平台，通讯接入平台应采用成熟的数据通信技术进行设计开发，并提供透明的网络传输方式，能够兼容Internet、无线网络（CDMA、GPRS等）、ADSL等通讯网络平台运行需稳定可靠，可在不稳定的网络环境下提供可靠的数据传输服务，从而保证各类自动站实时，保证监测数据高效、实时、准确的汇集，保证仪器反控指令及时上传下达数据通讯的交互机制及通讯数据包结构符合攀枝花市水务集团的要求5.1.2. 数据接入子系统数据接入子系统从各个自动监控系统中采集相应的数据到中心数据库中，各个监控点按照环保部规定的自动监控标准协议将相关数据传输到数据采集服务器数据接入服务器上安排数据采集程序，可以将各站点上传的数据自动解析，并保存到数据库中同时可以对仪器进行反控数据接入系统需满足如下要求： 适于多种网络环境，提供透明网络数据传输； 支持中心下发的控制命令，控制命令包括系统远程校时、发送频率设置、调取仪器状态、数据补调、系统休眠/唤醒等； 控制命令执行具有最高优先级，当系统接收到控制命令后便可立即执行，并把执行结果发送到信息中心，此后系统恢复到控制命令执行前的状态l 通讯网关通讯网关应基于多线程的通讯驱动技术，以一对多的方式接收来自远程监测点的连接请求以及发出对远程监测点的连接指令。

当连接建立后，即可以TCP/IP方式与其交换数据，并验证数据有无正确传送l 监控终端监控终端提供控制命令管理和数据监视操作界面，终端下发的控制命令及返回的信息均通过通讯系统的服务端进行转发监控终端由系统管理员统一管理，并部署在系统管理员的计算机中监控终端需支持获取站点工作状态、设置数采频率、人工补调数据、站点时钟校准等反控命令5.1.3. 基于物联网的数据采集与监控系统我公司自主研发的SCADA系统是一套开放的网络化监控系统，集合现场WSN（Wireless Sensor Networks，无线传感网络)数据采。