為全面提升合肥市水資源管理與水環(huán)境保護能力,構(gòu)建“智慧水務(wù)”核心支撐體系,特制定本《合肥市水質(zhì)自動監(jiān)測預(yù)警信息系統(tǒng)建設(shè)方案》之信息系統(tǒng)集成方案。本方案旨在通過先進的信息技術(shù)手段,整合各類監(jiān)測數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)資源,打造一個統(tǒng)一、高效、智能的水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警信息平臺。
一、 建設(shè)目標與總體架構(gòu)
- 建設(shè)目標:
- 一體化集成:實現(xiàn)對全市范圍內(nèi)河流、湖泊、水庫、飲用水源地及重要斷面等各類水質(zhì)自動監(jiān)測站點的數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集、傳輸、存儲與管理。
- 實時動態(tài)監(jiān)控:構(gòu)建“市-區(qū)(縣)-站點”三級聯(lián)動監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)水質(zhì)參數(shù)的實時監(jiān)測、動態(tài)展示與可視化分析。
- 智能預(yù)警預(yù)報:建立科學的水質(zhì)評價模型與多級預(yù)警機制,實現(xiàn)對水質(zhì)異常、污染事件的快速識別、自動報警與趨勢預(yù)測。
- 業(yè)務(wù)協(xié)同與決策支持:打通與環(huán)保、水利、城建等相關(guān)部門的業(yè)務(wù)壁壘,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與業(yè)務(wù)聯(lián)動,為水資源調(diào)度、污染溯源與應(yīng)急指揮提供精準的數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。
- 公眾信息服務(wù):通過門戶網(wǎng)站、移動APP等渠道,依法依規(guī)向社會公眾發(fā)布水質(zhì)信息,提升公眾參與度與透明度。
2. 總體架構(gòu):
系統(tǒng)采用分層、模塊化的設(shè)計思想,總體架構(gòu)自下而上分為:
- 感知層:由部署在各監(jiān)測站點的水質(zhì)自動分析儀、流量計、數(shù)據(jù)采集傳輸單元(RTU)等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備構(gòu)成,負責原始數(shù)據(jù)的自動采集與初步處理。
- 網(wǎng)絡(luò)層:綜合利用有線寬帶、4G/5G無線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信等多元化傳輸方式,構(gòu)建安全、可靠、冗余的數(shù)據(jù)傳輸通道,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)實時、穩(wěn)定回傳至中心平臺。
- 數(shù)據(jù)資源層:建設(shè)市級統(tǒng)一的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)中心,對海量監(jiān)測數(shù)據(jù)進行標準化處理、清洗、融合與存儲,形成水質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫及空間地理信息數(shù)據(jù)庫。
- 應(yīng)用支撐層:提供統(tǒng)一的地理信息服務(wù)(GIS)、數(shù)據(jù)交換服務(wù)、模型計算服務(wù)、工作流引擎等共性技術(shù)支撐,為上層應(yīng)用開發(fā)提供基礎(chǔ)能力。
- 應(yīng)用層:開發(fā)面向不同用戶的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng),包括:水質(zhì)實時監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)、預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)、應(yīng)急指揮管理系統(tǒng)、綜合信息發(fā)布系統(tǒng)及統(tǒng)一的系統(tǒng)管理平臺。
- 用戶層:服務(wù)于市、區(qū)(縣)各級環(huán)保、水利等政府管理人員,監(jiān)測站運維人員,以及社會公眾等多類用戶。
- 標準規(guī)范與安全保障體系:貫穿各層,確保系統(tǒng)建設(shè)、數(shù)據(jù)交換、運行維護的規(guī)范性與安全性。
二、 核心系統(tǒng)集成內(nèi)容
- 數(shù)據(jù)采集與傳輸集成:
- 制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集協(xié)議與接口標準,兼容不同廠商、不同型號的在線監(jiān)測設(shè)備。
- 集成數(shù)據(jù)采集傳輸儀,實現(xiàn)監(jiān)測參數(shù)(如pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮及特征污染物等)的自動采集、現(xiàn)場存儲與無線加密傳輸。
- 建設(shè)穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)接收與解析服務(wù)器,保障數(shù)據(jù)入庫的完整性與時效性。
- 數(shù)據(jù)中心與數(shù)據(jù)庫建設(shè):
- 采用云計算與大數(shù)據(jù)技術(shù),構(gòu)建彈性可擴展的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施。
- 設(shè)計科學合理的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu),整合水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)、站點元數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)等。
- 建立數(shù)據(jù)質(zhì)量管理與維護機制,確保數(shù)據(jù)的準確性、一致性與可追溯性。
- 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)與集成:
- 實時監(jiān)控大屏:集成GIS地圖,直觀展示全市監(jiān)測站點分布、實時水質(zhì)類別、預(yù)警狀態(tài)等信息,支持圖表聯(lián)動鉆取分析。
- 綜合分析系統(tǒng):提供多維度(時間、空間、參數(shù))的數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、對比分析與報表生成功能,支持趨勢分析、相關(guān)性分析等。
- 智能預(yù)警系統(tǒng):基于閾值觸發(fā)、趨勢判斷及模型預(yù)測(如水質(zhì)惡化模型、污染擴散模型),建立“提示-預(yù)警-報警”多級預(yù)警體系,并通過短信、平臺消息、聲光等多種方式自動推送。
- 應(yīng)急管理與指揮系統(tǒng):集成應(yīng)急預(yù)案、資源調(diào)度、事件跟蹤、協(xié)同會商等功能,實現(xiàn)從預(yù)警到處置的全流程閉環(huán)管理。
- 移動應(yīng)用(APP/微信):開發(fā)移動終端應(yīng)用,方便管理人員隨時隨地查看監(jiān)控信息、接收預(yù)警、處理任務(wù)。
- 統(tǒng)一門戶與信息發(fā)布:建設(shè)對外信息發(fā)布門戶,定期發(fā)布水質(zhì)報告、達標情況等,保障公眾知情權(quán)。
- 外部系統(tǒng)對接集成:
- 通過數(shù)據(jù)交換平臺或API接口,實現(xiàn)與安徽省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測平臺、合肥市“城市大腦”、水利部門水文信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享與業(yè)務(wù)協(xié)同。
- 探索與氣象、海事、供水等相關(guān)部門系統(tǒng)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析,提升綜合研判能力。
三、 關(guān)鍵技術(shù)保障
- 物聯(lián)網(wǎng)與通信技術(shù):確保前端監(jiān)測設(shè)備穩(wěn)定聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)可靠傳輸。
- 大數(shù)據(jù)與云計算:提供海量數(shù)據(jù)存儲、處理與分析的計算能力。
- GIS與空間分析技術(shù):實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的空間可視化與空間統(tǒng)計分析。
- 水質(zhì)模型與人工智能:應(yīng)用成熟的水質(zhì)預(yù)測模型,并逐步引入機器學習算法,提升預(yù)警的準確性與前瞻性。
- 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù):按照網(wǎng)絡(luò)安全等級保護要求,構(gòu)建涵蓋物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、主機安全、應(yīng)用安全及數(shù)據(jù)安全的全方位防護體系。
四、 實施與運維保障
- 分階段實施:規(guī)劃試點建設(shè)、全面推廣、深化應(yīng)用三個階段,穩(wěn)步推進。
- 組織與資金保障:成立專項工作組,明確責任分工,確保建設(shè)與運維資金持續(xù)投入。
- 標準與制度保障:制定系統(tǒng)運行管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、應(yīng)急響應(yīng)等一系列規(guī)章制度。
- 運維體系建設(shè):建立“7×24小時”監(jiān)控運維機制,保障系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行與持續(xù)優(yōu)化升級。
通過本集成方案的實施,將構(gòu)建起合肥市“全面感知、自動傳輸、智能分析、精準預(yù)警、協(xié)同管理”的水質(zhì)自動監(jiān)測預(yù)警信息體系,為守護合肥碧水清流、建設(shè)美麗合肥提供強有力的信息化支撐。