数智化赋能 “厂-站-网一体化”业务模型 打通城市管网“血脉”！

8月3日，在“2022(第二十届)水业战略论坛”上，浙江中控信息产业股份有限公司(以下简称：中控信息)水环境群研发中心总监沈寅杰作了题为“基于模型的厂-站-网一体化应用与实践”的主题发言。他表示，中控信息作为全国领先的基础设施数智化服务商，希望数智化赋能城市基础设施从传统低效走向“自动化、智能化、数字化、智慧化”，让城市更聪明、更智慧、更有温度!

沈寅杰

浙江中控信息产业股份公司始创于1999年，是一家全国领先基础设施数字化服务商，主要经营范围包括交通、水务、建筑、管廊。水务方面业务遍布全国40多个城市，参与过1000多个水利水务工程项目，还有100多个智慧水务水利项目，形成了取水、供水、用水、防洪排涝、水环境治理、生态环境修复为一体的水务全产业链，帮助水务行业提升社会管理水平和公共服务能力。

新基建推动水务行业升级蝶变

厂-站-网运行的质量与我们的生活息息相关。其中，包含了很多生活场景，比如，晴天排水，污水通过雨水管网，流到河道污染水体;井盖冒水，污水从马路井盖冒出来，污染环境;由于污水管网、排水管网渗漏，地底渗水，导致马路的塌陷，不仅造成生态环境污染，另外还对生活、交通造成一定的影响。

究其原因，沈寅杰认为，是没有打通城市排水管网的“血脉”!目前，污水厂-站-网是独立运行的。就污水厂而言，存在进水浓度偏低、进水量波动大、能耗较高等问题;而对于污水泵站则存在被动打水，来多少打多少、缺乏上下游联动机制、局部冒溢等问题;污水管网更是存在错接混接、入流入渗、淤积识别不及时、污水冒溢等问题。

国家层面强调要打好碧水、蓝天、净土保卫战，一年连续发布三个国家级政策。2021年2月，国家发布《加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》，同年10月又印发《2030年前碳达峰行动方案的通知》，11月发布《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》。

在此背景下，中控信息希望凭借在水务行业多年的经验跟实践，通过中控厂-站-网一体化建设，帮助排水企业实现科学调度代替经验调度，主动预防代替事后补救，将突发事件带来伤害降到最低，帮助城市提升应对气候的弹性和韧性，基于新基建推动水务行业升级蝶变。

厂-站-网一体化解决方案

沈寅杰介绍，中控信息厂-站-网一体化解决方案从“厂：少人值守污水厂”、“站：无人值守泵站群”、“网：科学运营智能网”三个方面构建了模型平台来解决相关问题。

1、中控智能污水处理模型平台eWaterOS-ISTM

目前，少人值守污水厂还存在许多问题：

控制问题。控制逻辑特殊场景下的稳定性不够，鲁棒性差;控制系统人工参与环节多，智能化水平低;PLC控制器运行环境恶劣，容易出现停机;工控网络安全防护普遍不够，易受网络攻击;

管理问题。部门多，系统多，流程不互通，信息不共享，效率低;上游站网水量水质情况难掌握，厂-站-网协同管理难;决策以经验为主，缺乏科学依据;

设备问题。设备多，巡检维护量大;设备故障无法预测，一旦出现问题，检修麻烦;关键设备的运行状况缺乏有效评估机制，无法提前预警，应急处理难;

成本问题。生物曝气、药剂投加等经验依赖性强，需要高水平的人员;过量的能耗、药耗投入，缺乏精细化调节。

为解决以上问题，中控信息推出中控智能污水处理模型平台eWaterOS-ISTM ，以污水厂的智能控制、节能降耗、全面管控以及无人、少人值守为目标，为污水处理企业提供全局、局部优化控制策略和设备预养护、预防性维修等智能化分析，为污水企业管理模式的变革提供智能化的技术保障，最终实现污水处理厂优化节能、精确降耗、运行智能、少人值守。

2、污水厂-站-网一体化实时控制系统：eWaterOS-CDUS

对于无人值守泵站群，城市排水区域协同联合调度系统eWaterOS-CDUS是中控信息基于二十多年控制经验，结合物联网、大数据、人工智能一些技术，推出污水厂-站-网一体化适时控制系统，来打造智能控制系统，充分挖掘排水系统的潜力，提升系统运行的调度效率，降低管网运行风险。

该系统可以把排水管网内部调蓄空间充分利用起来，将原来排水泵站被动收水逻辑进行调整，让这些构筑物可以发挥他的主动调蓄作用，把区域排水中的安全运行、处理能力以及节能降耗方面的提升空间挖掘出来。

城市排水区域协同调度系统eWaterOS-CDUS，有别于以往泵站控制系统或者污水厂控制系统等局部控制系统，它立足全局，具备主动防御和实时调度功能，是定位城市级排水系统的控制系统，具备水量均衡，错峰输排、在线实时，滚动优化、策略多元，联动协调、AI智能，预测预警等功能。

城市排水区域协同调度系统eWaterOS-CDUS通过厂-站-网综合优化调度模型来实现，包括旱雨季预案、包括协同策略、管网水位预测模型、厂站模糊优化控制算法，再加上二十多年具备完全自主知识产权的物联智控平台，实现排水系统运行在线实时和滚动优化。

城市排水区域协同调度系统eWaterOS-CDUS通过主动预测管网风险、计算管网可调空间、识别泵站运行负荷、自动调整泵站运行水位。比如排水高峰期前，适当将管网水位调到低位，以应对排水高峰期冲击，减缓峰值，保障主干畅流。

3、城市排水管网智能分析平台eWaterOS-IAUS

针对目前排水管网存在，监测单一，感知薄弱、降雨汇流，污水冒溢、管道淤积，养护困难等问题，中控信息推出城市排水管网智能分析平台eWaterOS-IAUS。

该平台具备大数据驱动建模服务、水文水动力计算服务、模型耦合技术和排水业务智能分析服务等功能，同时具有排水态势感知、管网瓶颈分析、降雨场景模拟、溢流风险预警、管网淤积分析、入流入渗评估六项智能化分析技术，可充分将地理信息、智能感知、水文水动力模型、AI人工智能等新一代行业领先技术与污水管网运营业务深度融合，构建多维度、多目标复杂管网业务模型，实现城市污水管网运维精准化、管理科学化、决策智慧化。

实践应用

沈寅杰介绍，中控信息某城市中心城区项目，包含三座污水处理厂，三十多座污水泵站，三百多公里污水干管和八十多处管网水位监测点。该项目之前存在许多问题，本身点多面广还分开管理，各厂系统均独立运行，排水高峰期间存在局部泵站超负荷运行，管网节点无法保证低水位运行，出现管网水位超考核线的现象。基于此，中控信息设计了厂-站-网一体化解决方案。

排水厂-站-网运行概化图

图为该城市排水系统概化图，通过“概化图”，展示排水系统的运行负荷、上下游关系以及实时调度情况，做到提前应急。

某污水处理厂，日处理规模12万吨

图表分别表示建设前后进水量的对比曲线，可以看到厂-站-网一体化建设前流量波动率17.72%，建设后为5.01%，波动下降率达到71.7%。

中控信息还对该项目的经济和社会效益进行了评估：减员增效，污水厂少人值守，泵站群无人值守，调度人员从24人减少至8人;水污染防治，管网运行风险明显降低，水位整体达标率提升55%;节能降碳，每年节约大概12.7万度电，约合15600公斤煤，降低率12.2%。

沈寅杰表示，在新一轮城市更新中，中控信息将继续紧随国家战略，坚持自主创新，全力打造5T技术，全面推进智慧城市建设，数智化赋能基础设施，为各类智慧城市高端应用提供基础设施硬件装备体系、强大技术支撑和数字世界底座。未来，中控信息将继续深耕基础设施数智化行业，践行国家使命，引领创新示范，探索开放共赢，持续艰苦奋斗，为社会创造更大的价值!

编辑：陈伟浩