供水系统的信息化建设需要网络、安全设备、计算机硬件设备的技术支持和软件支持。该系统更注重智能分析、辅助决策支持等应用软件系统的建设。供水信息系统的实现应结合信息技术的发展趋势进行适当的先进规划和设计。

从系统实现的规划设计可分为环境设备物理层、物联网感知层、网络通信层、数据和服务支持层和应用层五个层次。在平台的整体架构中，强调系统信息安全的建设应贯穿于系统的各个层次，并充分考虑相关系统和数据类型的支持和未来需求的可扩展性。同时，充分降低水服务相关系统的设计一致性，规范业务界面，简化信息资源的访问操作。

信息供水系统平台的建设包括但不限于以下要求：

1. 1. 1. 技术要求

1)鉴于水系统信息技术的应用，供水平台的整体架构设计应以信息呼叫、集成、集成、智能应用为主要前提，充分实现分布式数据应用，确保系统的稳定性、可靠性和数据的完整性。

2)信息供水平台应建立统一的数据中心或中央数据库，并兼容和支持各种不同类型的数据库之间的切换、数据提取和调用，如 Oracle 、SQL server、MySQL 等常用的关系数据库，以及OSI PI、Instep eDNA、KingHistorian、openPlant等待实时/历史数据库。

1. 1. 1. 性能要求

1)数据精度:数据的位数可以根据不同的类别和计量单位设置。

2）处理速度：确保更新信息的及时获取、处理、存储和发布。在大规模机器学习过程中，大量历史数据的总结时间必须为小时。实时数据应为分钟甚至秒流动计算和规则引擎计算。

3）容量要求：采用大型数据库系统，不限制数据库记录数量的增长，保证大容量数据的可操作性；根据实际应用环境，对单机和集群的最大并发连接数据和最大容量提出具体要求。

4）查询速度要求：设计合理的数据库结构和查询算法，确保查询响应速度不会随记录数量的增加而快速下降，并根据具体情况对响应时间提出具体要求。

5)数据安全机制良好，数据集中管理和存储模式，数据库结构设计良好，数据检索能力快。

1. 1. 1. 系统扩展需求

1)充分考虑系统的可扩展性，确保系统能够满足软硬件升级和业务发展的需要。

2)项目可根据业务变化灵活扩展系统，不影响系统未来运行。

3)平台集成良好，通过使用相应的数据交换技术，可以更方便地与其他异构应用系统进行跨平台数据交换。

1. 1. 1. 安全设计要求

1)在系统安全方面，应考虑使用身份认证技术、密码技术和访问控制技术，以确保平台的稳定性和整体安全。

2)用户认证/授权、角色管理等应用系统的安全数据安全，如数据一致性等。

3)平台可以为不同的用户提供不同的操作权限，用户将记录操作系统的每一步，便于管理和明确责任。

1. 1. 1. 系统可靠性

1)支持集群内动态负载设备变更。

2)支持实时无时差切换、自动报警和性能实时监控。

3)实时、备用中心级实现不停产切换。

软件必须满足项目的技术要求，从高到低，整个系列产品必须与数据兼容，以满足供水企业在不同规模供水企业在不同规模和应用范围下的多层次软件的选择和组合，并具有向上升级和向下扩展的能力。

支持嵌入式开发和全定制开发。B/S模型用户数量不受限制。

1）软件还应支持协作操作，客户/服务器、Internet（B/S）、Mobile Servers四种运行体系结构；

2）在本系统中，客户应在广域网中实现协同运行结构/服务器结构，在广域网、局域网、各种无线通讯网络之间同时实现B/S等多层结构；

3）B/S模式时，要求支持多种主流的浏览器，如：FireFox、IE等；支持多种不同的操作系统，如：WINDOWS XP Win7等。

1）采用SOA构架。系统平台可根据供水应用需求进行扩展和修改。可以根据自身业务特点，自行配置搭建供水系统，方便系统的业务扩展。

2）可用任意开放式语言开发应用系统，包括VC、.Net 、Java（J2EE、J2ME、J2SE）等标准语言。

3）提供基于SOAP和XML的空间信息应用服务，遵循Opengis规范，支持OGC标准服务发布，包括WMS、WMS-SLD、WCS、WFS、WFS-T，支持互联网和无线互联网。

1. 1. 1. 支持各种智能移动终端

1）支持与SQL Server、ORACLE/SQLSERVER、、DB2等通用数据库的直接互连；

2）与外部信息系统可选择底层直接互连、中间数据库互连和webservice等方式，但应综合考虑连接速度、安全性和后期维护便利性三个因素。

1）提供Internet技术支持网站；

2）提供Internet用户技术交流网站；

3）永久提供产品发展及更新信息（国际和国内）；

4）具有正规的技术培训中心；

保证服务器、网络设备及辅助设备安全稳定运行，计算机供电系统必须达到一类供电标准即，必须建立不间断供电系统。

信息系统设备供电系统必须与动力、照明系统分开。

电力布线要求：机房UPS电源要采用独立双回路供电，输入电流应符合UPS输入端电流要求；线路上要有标帖表明去向及功能，保证维修方便、操作灵活。

4.2.3防雷接地系统 采用均衡接地网方式埋设防雷接地体，接地网采用环形埋设方式，即在粘土地质条件下，在边长为4米的正方形四边开挖0.8米深的地沟，在正方形的四角各打入一根长度为2米的φ60毫米镀锌管或L80毫米镀锌角钢，并将四根桩、用40毫米镀锌扁钢在沟底焊接在一起，再分两根引出地面，并进行接地电阻测量合格后对地沟回填土埋实即可。若打入四根桩接地电阻不能满足要求，则进一步拉开距离增加打接地桩，土质少的地质条件下还应采用降阻剂等措施使接地电阻达到要求值。

从接地网引出两根接地线，其中一根与交流电源地线在进入室内前相连接（焊接），另一根引到机房安装设备处作为设备防雷接地。防雷接地引线需要3×30毫米镀锌扁钢，在扁钢顶端上预留φ8毫米孔装配接线端子（铜鼻子）与横截面积大于35mm2的多股铜芯线相连，接入机房地网。供电接地与交流电源零线不允许相连。机房用3×30mm2中铜片在机房地板下沿四周铺设成二个闭合环，分别作为设备地和保护地，二个闭合环之间连接均衡器。

1. 1. 1. 网络建设

网络架构图

1. 机房的综合布线是开放式结构，要能支持电话、文字、图像和视频等各种应用，并能够满足所支持的数据系统的传输速率要求。
2. 系统局域网所需带宽20兆,建议达到百兆网标准以便系统升级。
3. 有主干线路或新建综合布线系统的，主干线路要有冗余。
4. 布线系统中所有的电缆、光缆、信息模块、接插件、配线架、机柜等在其被安装的场所均要容易被识别，线缆布设整齐，布线中的每根电缆、光缆、信息模块、配线架和端点要指定统一的标识符，电缆在两端要有标注；保证维修方便、操作灵活。
   1. 1. 大屏显示系统

大屏幕显示系统可采用46英寸超大面板3mm超窄边拼接，低功耗、重量轻、寿命长（一般可正常工作 5 万小时以上），无辐射、画面亮度均匀等，是高等档次监控中心的首选。

调度中心实体效果图：

调度中心图

内部结构图

1. 1. 1. 调度中心硬件配置
2. 路由器

• 广域网接口：2个10/100/1000M WAN口（电口和光口复用）；
• 局域网接口：4个10/100/1000M LAN口；
• 其他端口：1个USB接口1个Console口；
• 处理器：专业的网络处理器 双核1GHz；
• 支持Qos，VPN。

1. 交换机

按照智慧水务项目建设“统一技术标准、统一运行环境、统一安全保障、统一数据中心和统一门户”五统一的原则,智慧水务综合管理平台所有信息基础设施,包括采集监控、通信网络、数据存储、计算、安全和数据中心等都必须按资源共享的原则建设和应用,不做重复建设。按照这一要求,综合管理平台的基础建设,充分利用供水公司现有信息化基础。

在标准制定过程中的第一个阶段，标准规划阶段，将根据业界经验和企业实际情况确定实施范围，并根据优先级和难易度制定计划。

1. 现状调研

在调研阶段，通过制定调查问卷、安排现场访谈、收集文档资料等手段，针对各个业务系统以及应用系统进行调研，了解跟标准相关的内容，包括现有定义、使用习惯、数据分布、数据流向、业务规则、服务部门等，形成调研报告，分析问题，并讨论解决方案。

1. 标准设计

根据实际的调研情况，同时结合以往的数据标准建设经验，完成数据标准设计和定义工作，包括数据业务描述定义(业务属性)、类型长度定义（技术属性）、其他标准信息定义。

1. 实施映射

把已定义的数据标准与业务系统、业务应用进行映射，标明标准和现状的关系以及可能影响到的应用。新系统建设，直接参考数据标准；旧系统通过标准映射，实现数据关系转换，以及指导后续数据平台建设。

1. 标准执行

做完数据标准映射后就是标准落地执行。这一过程需要借助专业的工具实现标准落地检查。第一步分析出来现有问题，例如数据缺失、数据不一致等；第二步修正，例如补录数据、修改系统、新建系统等。通过以上两个步骤逐步规范数据建设过程，实现数据标准的落地。

1. 维护增强

数据标准并非一成不变，随着业务发展，有些标准需要不断的修订和完善。因此数据标准还有一个关键的管理环节，那就是需要能持续维护改进。在数据标准维护阶段，需要有相应的需求收集、需求评审、变更评审、发布等多个步骤，并能对所有的修订做版本管理，以方便将来问题查找。

根据等级要求，结合《信息安全技术信息安全等级保护基本要求》对系统数据安全及备份的要求，从数据完整性、数据保密性和备份与恢复等几个方面进行数据安全和备份安全等级保护建设并根据身份与角色制定不同的数据操作与访问策略。

系统数据完整性和保密性做到：

1. 1. 系统管理数据、鉴别信息和重要业务数据在传输过程中需进行加密，确保信息在传输过程中的完整性和保密性；
   2. 系统管理数据、鉴别信息和重要业务数据在存储过程中需进行加密，保证信息在存储过程中的完整性和保密性，存储过程中检测到完整性错误时需采取必要的恢复措施。

根据不同数据的重要程度制定不同的数据备份与恢复策略，并满足手动备份与自动备份，本地备份与异地备份相结合的原则，系统数据备份和恢复做到：

1. 1. 具备本地数据备份与恢复功能，完全数据备份需定期执行，备份介质场外存放；增量数据备份根据需要实时进行，并定期检查备份数据的可用性。
   2. 具备异地数据备份功能，关键数据定时批量传送至备用场地。

保障数据的信息安全性，不被非法访问、篡改、破坏和泄露。

严格控制网络访问与审计，严格管理涉密数据不外泄，做到上网不涉密，涉密不上网，各应用服务器不使用的端口必须关闭，控制网络和信息网络之间设置网闸。重要的应用和功能应有冗余配置，通过软、硬件结合的方式对数据进行备份和加密并具有防篡改功能。

1. 1. 1. 通讯架构建设

通讯架构

系统通讯架构分为机房、综合调度中心、用户端三个部分。

机房作为整个系统的数据汇聚和分析中心，主要负责采集前端水厂、加压泵站、二次供水设备的运行数据，同时可对采集到的数据进行存储和智能化分析，当设备发生故障时，机房能够进行实时预警，提醒调度人员进行处置。

综合调度中心作为远程调度中心，可通过内部网络连通机房，实时显示水厂、二供泵房、管网GIS等运行数据。同时综合调度中心可实时接收机房反馈的预警提示，调度人员能够集中进行远程调度控制。

用户端支持通过笔记本、手机、平板等终端同步访问远程集控系统进行数据查看。

系统需支持原水指标总览功能，主要包括首页今日取水总量、今日总能耗、本月水质采样结果展示；水源井定位；取水泵运行列表等。

1. 1. 1. 水源井监控

系统需支持水源井取水工艺图展示；水源井液位、流量、压力在线监测数据；水源井基本信息台账管理；运行日志管理；预警报警信息浏览。

1. 1. 1. 水质采样

系统需支持水质采用结果汇报；水质异常的水源井定位跳转；水质化验结果台账管理等。

1. 1. 1. 数据分析

吨水电耗分析：通过图表形式分析各水源井的吨水电耗、取水量、用电量。支持通过时间、查询时段等条件进行查询，支持分析报表的下载、导出和打印。

水泵运行评价：可对任意两个水源井的吨水电耗、取水量、用水量进行对比分析，通过参数设置可对电价和年度取水进行设置，结合各水源井水泵的价格和运行电费，可对比出哪个水源井的水泵更经济。

水源井运行概况：可统计出各水源井每月或每年的运行概况，包括：运行时长、取水量、用电量、吨水电耗等数据。

水源井运行日志：可统计出各水源井在某段时间的运行日志情况。包括：采集时间、水源井名称、液位、瞬时流量、压力、累计流量、累计电量等数据。支持通过水源井名称和时间进行查询。

水位分析：可统计分析出各水源井每天的动水位和静水位，同时系统可提供水源井液位表，能够按月份或按年来统计分析各水源井的液位数据。

水泵运行时长：支持按月份或按年来统计各水源井水泵的运行时长，包括：运行时长、停泵时长和停电时长。支持对分析结果进行下载和打印。

1. 1. 1. 测点详情

系统需支持可选择性查看关注的水源井详细参数变化曲线，例如取水泵电流、电压、泵启动故障信号、泵运转状态、出水压力等。

系统需能够展示整个水司包括原水、水厂、管网、二供设备运行状况以及各个环节监测点实时监测数据，辅助供水调度，保障供水安全。

1. 1. 1. 调度监控

通过地图及图标展示水厂分布、水厂运行状况、管网压力等信息，展示今日供水量、今日用电量、今日吨水电耗、出厂水流量压力，清水池液位等数据，辅助供水调度。

1. 1. 1. 工艺监控

展示水厂各个生产工艺环节，实时监测各工艺环节的关键指标，支持异常快速预警报警

1. 1. 1. 水质采样

结合电子地图、实时展示水厂采样点的位置，点击图标可查看采样点水质化验是否合格，同时通过列表的形式不同时间水厂采样点的水质化验结果，支持查看化验结果详情。

1. 1. 1. 数据分析

通过曲线展示各水厂的不同时间段的供水量情况，通过列表展示每天不同区域供水量、总供水量、总电耗、总吨水电耗等数据，支持按时间查询和快速导出数据。

PandaIOT物联网平台是针对原水、水厂、二供、设备监控、设备管理等系统中数据采集、数据入库、实施流程的综合一体化集成管理平台，平台端包含数据采集端、数据接收端、服务发布端几个部分，平台保证数据高效性、传输稳定性、控制实时性。

物联平台可以通过一个平台支持多数据库管理，即同时往多个数据库内接收、录入、编辑、更改、删除、查看数据。

1. 设为当前服务：将选中的数据库设为当前服务，可查看数据库内的地址方案、设备站点等。
2. 升级表结构：将数据库升级为最新的结构，功能等同于运维平台内的升级数据库。
3. 将恢复模式设为完整：完整的数据库日志文件，可以从日志恢复数据库。
4. 将恢复模式设为简单：不完整的数据库日志文件，无法从日志恢复数据库。
5. 收缩数据库：收缩数据库日志文件。
6. 删除选中的服务：删除转存数据库，不删除物理数据库。
7. 刷新列表：在添加完数据库后，可能会不显示，点击刷新即可。
   1. 1. 1. 点表方案配置

此功能用于管理PointAddress表和PointAddressEntry表，可以进行增、删、改操作。针对不同的点表地址，可以新增地址方案添加点表基础信息，后续对应导入地址标签、指标名称、标签地址、传感器类型、存储类型、倍率等基础信息完成点表方案的配置。

1. 1. 1. 1. 设备类型管理

此功能用于管理本数据库中的设备类型，包括但不限于：水厂、水源井、二供泵房、传感器设备等。物联网平台的数据存储与SCADA系列表是分开的，因此在创建设备类型时，会自动创建实时表、历史表、统计表。在统一设备类型管理的同时，满足数据的自动统计、备份、全生命周期管理。

1. 1. 1. 1. 设备传感器管理

此功能用于管理站点下的传感器，也可查看每个设备当前的实时值，及值更新时间。可以更加快速便捷的检查设备是否离线、何时离线、数据是否正常。

1. 1. 1. 1. 设备反馈查看

此功能是按设备类型进行分类，将该设备类型下所有的设备实时数据进行展示，可以一目了然的查看所有设备的数据，并进行横向对比。同时还能进行缓存表的创建，可以对多个指标进行处理，如日最大值、最小值、平均值等等。

智慧一体化平台主要用于构建集中管理的、支持多用户的企业级GIS应用与服务。Server可以为用户提供管网地图可视化、业务数据融合查询服务、空间查询与分析、等多种GIS服务，服务支持跨平台部署与集群管理。

其中web端在线服务系统提供如下服务能力：

（1）目录服务

目录服务（Catalog Service for Web简称CSW）遵循OGC目录服务2.0.2规范。着重于采用WSDL、SOAP、ebXML等Web服务标准实现基础地理信息目录服务。

目录服务的主要功能支持查询、管理和同步功能。其介绍分别如下：

查询：提供对目录信息的同步查询、发现功能。提供如下操作：

• Service.GetCapablities：该操作返回对服务特性及元数据的描述信息。
• Discovery.DescribeRecord：返回对目录条目类型及内容的说明信息。
• Discovery.GetRecords：该操作用于搜索目录内容，返回所有满足条件的结果。
• Discovery.GetDomain：返回指定类型的取值范围。
• Discovery.GetRecordById：通过标识符返回注册对象。

同步：提供同步处理功能。主要操作如下：

• synchronization.Subscribe：提供同步处理功能。
• 管理：提供对目录注册对象的管理功能。主要操作如下：
• Manager.Harvest：以获取的方式提供对从远程资源的获取，并将其注册进目录；
• Manager.Transaction：允许客户对目录内容进行插入、删除及更新的操作。

（2）网络地图服务

网络地图服务（Web Map Service简称WMS）遵循OGC的WMS1.1.1、1.3.0规范，该服务利用具有地理空间位置信息的管网数据进行挂接。其中将地图定义为地理数据可视的表现（以下是WMS1.3.0的接口标准，WMS1.1.1的接口标准请参照OGC规范。）。

• GetCapabitities：返回服务级元数据，它是对服务信息内容和要求参数的一种描述；
• GetMap：返回一个地图影像，其地理空间参考和大小等参数是由用户请求明确定义的；

（3）网络要素服务

网络要素服务（Web Feature Service简称WFS）遵循OGC的WFS1.0.0、1.1.0规范，本服务返回的是要素级的GML编码。OGC Web要素服务允许用户终端从多个Web要素服务中取得使用地理标记语言（GML）编码的管网基础地理信息数据。（以下是WFS1.1.0的接口标准，WFS1.0.0的接口标准请参照OGC规范。）

• GetCapabilities：返回Web要素服务能力描述文档（用XML描述）；
• DescribeFeatureType：生成一个模式描述WFS实现所能提供服务的要素类型，结果以XML文档返回；
• GetFeature：为一个获取要素实例的请求提供服务；

（4）空间分析服务

网络处理服务（Web Processing Service简称WPS）遵循OGC的WPS1.0.0规范，该服务面向空间数据，它将包含地理位置值的基础管网数据作为处理对象，进行一系列的空间几何关系分析操作。

• GetCapabilities：返回描述服务和操作信息的XML文档。
• Execute：是在GetCapabilities确定什么样的查询可以执行、什么样的数据能够获取之后执行的，它使用XML文档结构发送和请求和返回结果，其中可定义需要执行的操作。现在支持空间数据的缓冲和叠置分析两种子操作，结果用符合GML规范的文档返回。
• DescribeProcess：是对Execute操作中具体的子操作的详细描述，包括每个子操作实现的功能、参数的含义、类型、输入和返回的数据的类型、格式等的描述。

（5）网络切片地图服务

网络切片地图服务（Web Map Tile Service）遵循OGC的WMTS1.0.0规范，该服务提供了一种采用预定义图块方法发布数字地图服务的标准化解决方案。WMTS弥补了WMS不能提供切片地图的不足。该服务可根据具有地理空间位置信息的数据制作定制化地图，向终端用户提供分级的电子地图数据。WMTS实现了KVP和REST接口协议规范。

本服务的KVP接口包含五个操作：

• GetCapabilities：本操作返回基于瓦片的网络地图服务能力描述文档（用XML 描述）。
• GetTile ：本操作返回指定图层在金字塔某层、某行、某列的一个瓦片影像，以图片形式返回。
• GetVersions：本操作返回请求图层对应的层级和矩形范围内的时相版本信息，是自定义的扩展接口。
• GetVersionInfo：本操作返回请求图层对应的版本名称的时相版本信息，是自定义的扩展接口。

本服务的REST接口包含两个操作：

• GetCapabilities ：本操作返回基于瓦片的网络地图服务能力描述文档（用XML 描述）。
• GetTile ：本操作返回指定图层在金字塔某层、某行、某列的一个瓦片影像。

（6）文字服务

文字服务通过地图定义文件来配置一组标注图层，该文件中定义了标注顺序的优先级、避让数据集、样式画法等信息，文字服务对这组标注图层进行分析重组发布成服务，支撑移动应用终端、Web应用终端的标注显示。

本服务包含三个操作：

• Root：用于获取文字服务能力描述信息(包含：图层信息、图层对应的金字塔信息、绘制画法信息、服务提供者信息)；

• Features：用于通过一组或多组层、行列号区间来获取标注以及标注对应的几何信息、绘制样式信息；
• Icon：用于绘制样式中配置了符号库符号，则通过该接口下载指定图标（PNG图片）。如果是多个PNG图片则压缩为ZIP文件。

（7）物联网感知数据定位服务

为准确定位实时信息发生地，拾取信息内容并与地理信息有机整合，辅助科学决策，提供服务及接口如下：物联网感知数据的位置服务、物联网节点的空间定位接口服务、针对不同类型传感器、硬件设备信息流拾取API、针对传感设备获取的实时信息解译分析API等。

提供服务及接口如下：

• 物联网节点的位置服务；
• 物联网节点的空间定位接口服务；
• 针对不同类型传感器，信息流拾取 API；
• 针对监控视频、RFID 等传感设备获取的实时信息，解译分析API。

（8）MQTT发布

本功能用于将所有订阅到的数据进行转发到前端进行应用。当前端没有数据，且数据库内有数据时，可以利用此功能进行检查

   管网数据采集外业一体化成图一直困扰着自来水公司的测绘人员，传统测绘工作人员管网数据处理流程为：外业探测→内业整理点线表→数据录入EPS系统→探测数据成图→探测数据审核→管网接边数据处理，过程复杂，效率低。提供一套完整的管网数据采集系统，将南方RTK测绘仪器与管网GIS系统数据链打通，实现管网数据内外业一体化操作，更高效，更准确。

1. 1. 1. 系统设计

针对目前城市市政管网管理系统管网普查和数据建设中存在的漏洞与弊端，采集系统充分考虑全站仪、RTK等探测设备的测量模式和接口方式，并针对这些常用测量设备，开发出功能模块支持对探测数据的直接获取，实现内外业一体化操作，从根本上改变了原有的管网探测入库模式，为市政管网探测及入库提供了一个全新的、有特色的管理方案。其特色具体表现在：

1. 手持机与探测设备相连，实时获取探测到的坐标信息。
2. 将内业工作和外业工作紧密结合在一起，现场成图，实时校核，实现探测结果可视化。
3. 采用工作流技术实现外业任务流程化，使工作更加透明化，节省工作时间，提高工作效率。
4. 周密的数据安全机制，保证了系统数据存储、运行、传输的安全性，为用户提供了一个稳定、安全的操作环境。

系统通过手持机与RTK探测设备进行对接，实时获取RTK测量坐标，现场成图，现场完善属性，实现内外业一体化的管网采集工作，具体流程如图所示。

1. 1. 1. 系统功能
         1. 新建工程

通过手持机或PC端新建管网探测工程，派发给探测人员，探测人员可通过手持机接收工程，也支持由探测人员自行新建并派发给自己。

1. 1. 1. 1. 外业探测

外业人员通过手持机可查看到待办工程列表，携带手持机及探测设备完成外业探测工作。可通过手持机实现、定位、地图浏览、管网信息查询等通用功能。同时针对外业探测及成图提供以下功能。

• 数据获取

手持机与RTK设备相连，手持�