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农村饮水安全工程信息化建设分析

发布时间:2022-03-21 11:02所属平台:学报论文发表咨询网浏览:

  摘 要:我国农村有200万个左右的饮水安全重点工程。就目前情况分析,这部分水厂配置自动化生产系统的少之又少,大多数水厂无法实现生产自动化,且未落实信息化建设。我国农村饮水安全工程信息化建设与城市供水相比,存在显著差距。故通过分析农村饮水安全现状,总

  摘 要:我国农村有200万个左右的饮水安全重点工程。就目前情况分析,这部分水厂配置自动化生产系统的少之又少,大多数水厂无法实现生产自动化,且未落实信息化建设。我国农村饮水安全工程信息化建设与城市供水相比,存在显著差距。故通过分析农村饮水安全现状,总结农村饮水安全面临的问题,提出农村饮水安全工程信息化系统建设。

  关键词:农村;饮水安全工程;信息化建设

农业饮水安全工程

  社会经济的发展,要求农村建设饮水安全工程,保障农民群众的生命安全。建设过程中不免产生一些问题。其中,农村饮水安全工程信息化建设问题最突出。

  1 农村饮水安全现状

  天祝藏族自治县所在地交汇了三大高原,即青藏高原、黄土高原和内蒙古高原,处于甘肃省河西走廊最东部。其中,农村人口占全县总人口82.7%。县内有丰富的水资源,常年平均自产水资源总量为12.787亿m3。地广人稀,自然环境恶劣,农村人口分散居住山区,基础设备落后,出现了吃水难等问题。国家建设农村饮水安全项目后,共建成52项农村饮水安全工程,为5万人解决了饮水安全问题。结合天祝县农村饮水情况分析,全县饮水不安全人口为9.9242万人,分布在18个乡镇102村。

  2 农村饮水安全面临的问题

  2.1 水资源保证率、生活用水量不达标人数较多

  由于供水设备落后或无供水设备,故从河道、坑塘、山泉、浅井直接取水饮用,降低水源保证率,出现严重的季节性缺水问题。本地资源环境的约束,水源不足,取水距离较远,即不符合水平距离大于1km、高差大于100m的标准,部分地区没有直接利用的水源,生计完全依赖远距离拉运或驮运,严重消耗了人力、物力。当地群众生活被缺水影响,尤其是近年气候恶劣加重,地下水位持续降低,加深生活用水问题。全县5.26万人的水量、用水方便程度、水源保证率不能达标。

  2.2 地方牧民饮用水质不达标天祝县主要发展牧业,牲畜数量庞大,采取放养的饲养方式,污染附近环境,若遭遇暴雨洪水,会污染分散无设施的供水水源,容易带来细菌性疾病[1]。当前,全县1.44万人饮水的水质不达标,在饮水不安全人数中占22%。

  2.3 饮水工程陈旧,供水规模小天祝县从前围绕人饮解困建设农村供水工程,一方面,被当时资金和生产条件约束,降低工程建设标准和质量,供水规模小,不能保证供水率,与持续增长的用水需求不符;另一方面,县内气候连续干旱、降水持续减少和源头水源涵养林草地人为破坏严重,造成主要河流、地下水等快速减少水量。其他方面如规划选址不科学、净水技术落后、水处理设备简陋、水利专业人才稀缺、管理粗放等因素,造成农村饮水工程难满足饮水安全工程的要求,制约农村经济和农牧民群众的可持续发展。

  3 农村饮水安全工程信息化系统建设

  3.1 建设思路

  按照农村饮用水的要求,联系输水监控、水质保障、水费收取等内容设计信息化系统;泵站输水被水压自行控制,得到相对稳定的供水管网压力;根据水量的实际特点安装消毒设施,合理调整消毒液;为用水终端配置远传水表,使计量和收费更准确。为农村饮用水工程主要节点安装视频监控摄像头,系统了解供水设备的运行状况。信息系统结构为“五层三体系”,建立一体化的管理平台,规整各种数据信息,统一管理各种业务[2]。

  一体化平台采集泵站监控、视频监视等业务数据,实现交互处理,共同存储、维护各业务数据,在一个平台上合理应用各种业务数据,共享信息化系统的数据资源,防止浪费信息资源,节省投入成本。一体化平台成功取代了软件平台的独立运行。各种监控业务和业务数据对应不同数据类型和应用业务模块功能,这部分业务模块通过同一计算机实现运行,还可以利用不同计算机管理与控制平台。信息化系统的建设内容包括全景监控、抄表总汇、水费管理、工程管理、移动支付与手机支付等,在整合所有子系统的过程,保证数据中心和软件平台的统一性。

  3.1.1 科学规划、分级设计。根据实际要求,主要从省级、市级、县级信息管理平台和水厂监控平台4个方面开展建设,以采集农村饮水安全工程在线监测数据,整理基础资料,交换各级农饮信息平台数据。

  3.1.2 顶层设计、统一标准。为了实现农村饮水安全工程信息化一盘棋,避免各级信息系统之间发生孤岛和难以兼容的问题,为农村饮水安全工程设计了信息化方案,强调顶层优化,在省、市、县、水厂四级信息化系统间通过统一的技术标准,共享交流资源。

  3.1.3 规整资源、压缩成本。省级信息管理系统积极建设水利中心平台,合理运用软硬件网络资源,安全系统和运行环境等因素,为农饮平台科学配置硬件资源,但不需要为机房配置网络设备、安全设备和环境设备等。

  3.1.4 互联互通,保证安全。根据水利信息平台建立统一的系统框架,进一步与水利信息共享平台、水资源管理平台实现联接,共享业务资源,协调资源数据。科学布置信息系统,提高保护测试的级别。

  3.2 关键技术信息化系统建设通过设计一体化平台,综合、高效处理各信息化系统,消除信息孤岛,分别建立数据处理中心和一体化应用系统,统一访问制度,将数据访问服务提供给对应的权限用户,从而扩大信息共享范围。根据网络安全与用户权限要求,信息化系统设计如下:

  3.2.1 横向分区。

  横向方面,基于业务应用的复杂情况,充分保障信息安全,对生产管理区、办公信息区和外网进行横向设计。控制区配置VLAN,进一步实现抄表汇总和综合监控操作;管理区设计工程管理和视频系统,将信息对外公布。内网指控制区和管理区,外网代表互联网。数据在控制区和管理区间交互运行,与设备实现单向隔离与联通,在区间流量内有效控制信息交换,保证控制区内信息安全;管理区连接外网,借安全设备打通管理区和外网。

  3.2.2 纵向分区。

  在计算机控制、工程管理和运行方面达到调度中心、管理站和现地层设备的应用要求,根据纵向结构特点划分信息系统,具体包括:a第一层为调度中心,有机整合综合监控、水量调度、工程管理与信息公布等功能;b为管理站,表现出综合监控、工程管理和信息公布等功能;c为现地层,主要对泵站现地监控、视频监视等科学部署。按水利信息化管理的具体需要,信息化系统应用Oracle软件,借其支撑作用,得到企业应用架构,规范SOA服务,推动业务可持续发展。设计支撑平台时科学运用松耦合结构,应用系统互相独立,基于WebServices借总线达到调用目的,逐一实现屏蔽与隔离,任何系统故障均不会对其他系统造成影响。

  3.3 业务应用设计

  3.3.1GIS全景信息展示。农村饮用水安全信息监控应用了地图,根据地图服务特点与农村饮用水管网图层,将农村饮用水的水表、泵站、管网和视频等信息通过一张图展示,联系农村饮用水的安全需要设计信息监测接口。

  3.3.2 泵站监控。泵站监控是指对各个泵站实现迅速、精确的监视与控制,对历史数据有效存储和检索,生成和打印报表,对进出站管网压力、流量和水位等实现远程监测,主动报告设备异常状态。

  3.3.3 视频监视。GIS上的视频监控可实现单点查询,利用列表与窗口功能系统展示信息。一旦农村饮用水工程作业的主要设备出现异常,可通过图像识别技术发送警报。

  3.3.4 管网运行。地图代表了农村饮用水管网运行信息,包括管线操作数据、水表数据、单元规划及相关人员信息等,根据数据信息与地图节点,系统掌握管网输水全程运行情况,获取重要数据,用图表直接显示。

  3.3.5 水费计收。水费计收系统是以信息化方式结算和统计用水户水费,即新装水表用户、用户缴费管理、信息更新、欠费通知等。根据收费业务特点和结算对象,建立水费计收系统,引入先进的软件开发技术,如组件规划、模块研发等,满足业务处理要求,达到投资标准。

  3.3.6 管网巡视。管网巡视是指巡检养护输水管网,即日常检查、隐患处理、巡查路线、人员安排,对安全隐患及时处理和记录,利用GIS对过程线路全面巡检,逐一控制隐患点。

  3.3.7 移动应用服务。信息化平台利用移动应用实现规划,农村饮用水等相关信息通过移动平台实现查询,有利于用户动态了解工程情况,查询与获得不同监测数据。由移动端第一时间向负责人传送预警信息。

  3.3.8 开发支付功能。

  城乡居民生活水平不断提高,为“互联网+”移动支付业务提供更大的发展空间,民众接受服务方式体现出多样化特点。为达到这个要求,尽可能开发更多的缴费渠道,设计移动支付手段,如支付宝、微信等,从而缴纳水费。

  3.4 主要实施内容

  3.4.1 建立信息管理平台。

  在水利信息中心建立硬件和应用支撑环境,根据农饮业务管理需求规划软件模块,对农饮基础数据、监测数据、业务数据实现统一化管理。省级平台更注重业务应用,分别是项目规划、工作报表、水质检测、精准扶贫、资料建档等。农饮水安全工程信息管理平台的业务包括数据资源管理、网络信息传递、资料搜集和共享、基础设施建设、业务应用系统和移动APP系统设计。市级根据农饮水业务特点,科学建立农饮监测平台,对供水工程的水源、水量和水质等实现监管。

  市级平台业务数据与省级平台共享使用,县级平台负责为规模水厂推送监测数据,以达到共享目的。农村饮水安全工程信息管理平台,可对工程信息统一采集、存储和管理。县级农饮水工程安全信息管理平台是对县级农饮水安全工程数据科学汇总,并对其科学应用。平台主要功能是监管供水工程运行情况,提供供水服务,制定应急管理方案,把握农村水厂分布区域,配置供水设施,统一管理水源、水质和水压等[3]。平台建成后,为农饮平台提供重要的监测数据。

  3.4.2 水厂信息化建设。

  根据工程实际运行情况,规模水厂信息化建设分为自动化监控系统和工程信息化管理系统。自动化监控系统借全程管理手段,自动监测和控制信息,有利于值班人员动态掌握平台运行情况,提高设备的全自动应用效率,确保水厂供水、水质合格。工程信息化管理系统,是管理水厂管网的地理信息,即取水用户的抄表收费和巡线人员的GPS设施巡检,了解用户供水情况,帮助用户在线缴费,解决一系列用水问题。

  3.4.3 多级平台互联互通体系建设。

  农村饮水安全信息化建设是获得统一的信息管理体系,使各级农饮水安全信息管理平台共享和应用有价值的信息,达到互联互通的目的。其中,省级平台发挥支点功能,把标准数据服务接口与农饮水安全工程信息管理平台数据联系在一起,交换各级平台对接的不同数据;各种规模的水厂采集和归总运行数据,向县级平台传输,经过县级平台传递至省级平台,最终对监测数据共享和推送。另外,农饮平台结合水利数据中心服务,借助开放标准化服务进入水利服务总线,集成信息系统,互联贯通其他业务系统。

  4 农村饮水安全工程信息化建设措施

  4.1 领导重视农村安全饮水工程长时间以来,水资源紧张、用水不方便等直接影响了当地群众的生活和工作,解决群众的饮水问题至关重要。故要坚持不懈的把农村饮水安全问题作为民生问题处理,从而迅速发展县域经济。

  4.2 因地制宜结合科学饮水整理归纳农村饮水工程建设经验,在项目建设过 程,科学利用规模化、自动化的标准,合理分析水源承载力,确保农民群众安全用水,充分彰显饮水工程的作用,为群众谋福祉。

  4.3 项目管理结合施工管理应做好工程信息化建设,科学监理施工现场,严格控制施工进度,把握施工质量关。工程建设资金专款专用,封闭管理,实现报账制操作。

  4.4 工程建设结合运行管理工程建设初期,管理人员同时规划、实施、监督,最大程度彰显工程长期效益,达到工程后期运行管理的要求。建立科学的管理运行制度,统一解决养护、用水、计收等作业,科学应用水资源,实现可持续发展。

  4.5 协调配合,大力宣传农村饮水安全工程复杂且艰巨,在建设环节,组织干部群众开展现场会议,宣传农村饮水安全工程建设的现实意义,有利于群众深刻认识农村饮水安全工程的惠民优势,尽量协调合作。在建设过程做好宣传和督查工作,提高自来水入户率,扩大供水区域,增加收益。

  4.6 平台运行管护

  在巡查过程及时处理系统日常使用出现的运行故障、网络不稳定、网络安全攻击等问题,确保系统运行的稳定性。1)系统功能巡查:安全专人每天定期巡查系统,即查看系统是否能正常打开、正常登陆,各项功能是否能正常使用。2)网络安全防护:为预防网络安全攻击,安全人员定期查看系统访问记录、系统账号、日志文件、异常IP访问等情况,确保网络安全防护。预防系统有关硬件设备使用过程中可能出现的断电、死机等问题,即现场巡检、远程巡检和升级养护。

  5 结束语

  综合分析,针对目前农村饮水安全建设工程,信息化建设工作十分关键。不只提高了供水质量和水平,还充分保证了农民群众的饮水安全。农村饮水安全工程信息化建设始终存在很多缺陷,有关部门要结合现实情况,采取可行性的优化手段,确保农村饮水安全建设工作的信息化质量。

  参考文献

  [1] 陆立军.浅析农村饮水安全工程建设与管理[J].农业科技与信息,2019(4):104-105.

  [2] 李建林.农村饮水安全重点供水工程自动化控制及其信息化建设[J].华东科技(综合),2019(1):1-2.

  [3] 马宏娟.农村饮水安全工程建设和管理措施分析[J].水利规划与设计,2014(9):30-32.

  作者:张演川

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《农村饮水安全工程信息化建设分析》

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