达信诺智慧供水管理系统简述

 第一章 序言

当今的中国正站在“两个一百年”的历史交汇点，但在我们身边却深藏着一个影响经济发展的巨大隐患—水资源短缺。

从农业时代、工业时代、信息化时代，到如今的数字化时代，每一次产业革命的出现，都给人类社会各领域带来了深远的影响。随着制造业4.0时代的到来，数字化水务已经成为水务行业发展的热点，利用5G、云计算、人工智能等先进技术提升水务企业的效率和竞争力，代表了未来行业的发展方向。

2021年3月12日发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》从国家层面对数字化和水务行业提出了具体要求。《纲要》明确指出：加快推动数字产业化，推动数据赋能全产业链协同转型；加快发展方式绿色转型，全面提高资源利用效率，实施国家节水行动，建立水资源刚性约束机制，强化农业节水增效、工业节水减排和城镇节水降损，鼓励再生水利用，单位GDP用水量下降16%左右。

2021年1月，国家发展改革委联合科技部、工业和信息化部、财政部、自然资源部、生态环境部等九部门共同印发了《关于推进污水资源化利用的指导意见》，对全面推进污水资源化利用进行了部署。《指导意见》明确指出，到2025年，全国污水收集效能显著提升，县域及城市污水处理能力基本满足当地经济社会发展需要。水资源敏感地区污水处理基本实现指标升级，全国地级及以上缺水城市再生水利用率达到25%以上，京津冀地区达到35%以上。到2035年，形成系统、安全、环保、经济的污水资源化利用格局。

将水务运营工艺以及操作流程数字化，将企业内部的人、事、物纳入数字化管理系统来提升效率。打造数据一体、流程整合、应用集成、决策科学的管理模式，并通过大数据、云计算等技术将信息在数字层面挖掘价值，提升潜力。从取水源头一直到末端用户，在最大程度上提升水务公司的应急响应能力。涵盖包括生产监控、管网抢修、水质安全在内的整个水循环周期。

有鉴于此，智慧水务的基础在于通过物联网手段获取水网信息数据，利用云计算和大数据分析提供长期决策支持和增值服务。随着“新基建”中5G、大数据中心、人工智能、工业互联网等技术不断融入并赋能数字化水务的各个环节，水务行业将进一步迎来发展的“黄金时代”。

第二章 系统总体架构

智慧水务是整体解决方案。不仅包含软件平台，还要结合智能硬件、计算机网络系统、无线网络通讯系统、服务器数据库系统、网络与系统安全管理系统、

达信诺智慧水务软件系统平台的侧重点在于智能分析、数据输出、辅助决策等智慧应用。解决碎片化数据难于梳理、运营成本无法精细控制、以高耗能为代价等问题。智慧水务项目目的是将现有过程和环节的能耗降至最低，在提升整体运营安全性和稳定性的同时，以更低的耗能获取更高的效率，同时加强预防性维护，提高水资源利用效率。

智慧水务的基础在于通过物联网手段获取生产以及配水管网运行的信息数据，重点在于利用云计算和大数据分析提供长期决策支持和增值服务。系统整体架构规划设计分为“设备层、传输层、数据中心、应用层、展示层”六个层次。

设备层，即物联网感知设备，包括水泵、阀门、液位计、压力传感器、水质检测仪、物联网水表、物联网消防栓等远传硬件设备。

传输层，为基础硬件提供数据传输通道。包括webservice获取、MQTT推送、电信/移动NB物联网平台采集等。以及其他模拟或数字通讯协议及其对应的通讯设备或组件。根据不同设备需求采用各种通讯方式。

集抄平台，负责进行协议对接与数据解析。

数据中心，负责存储各种设备数据以及生产数据和分析数据，为各应用系统提供数据支撑服务。

应用层基于各业务逻辑要求，提供业务应用与数据输出。比如：生产监控、数据分析、报警输出、报表统计、对外交互、系统维护等。

展示层在各业务系统基础上，输出图形化界面。比如BI分析页面、电子地图页面、数据统计页面、手机移动端页面等各种页面形式。

第三章 软件架构设计

本系统软件基于微服务架构开发。充分降低各业务系统的关联耦合度，规范各业务接口，实现系统的弹性部署，提高可扩展性，保证系统能够满足软硬件升级和业务发展的需要。

微服务是基于分而治之的思想演化出来的。过去传统的一个大型而又全面的系统，随着互联网的发展已经很难满足市场对技术的需求，于是软件设计从单独架构发展到分布式架构，又从分布式架构发展到 SOA 架构，服务不断的被拆分和分解，粒度也越来越小，直到微服务架构的诞生。

每个服务运行在其独立的进程中，服务和服务间采用轻量级的通信机制互相沟通（通常是基于 HTTP 的 RESTful API）。每个服务都围绕着具体业务进行构建，并且能够被独立地部署到生产环境、类生产环境等。

第四章 系统性能要求

• 要求数据准确，按照不同的数据类别进行存储。属性数据、监控数据、过程数据、分析数据分别存储。
• 要求系统运行效率有保障。设计合理的数据库结构和查询算法，并进行数据预处理，以保证查询的响应速度不会随记录数的增长急速下降，根据具体情况对响应时间提出具体要求。
• 系统以及数据容量要求有弹性。采用大型数据库系统，针对不同的数据类型采用不同的数据库存储，并且保证大容量数据的可操作性。可根据实际应用环境，对单机和集群最大并发连接数据提出具体要求，并对存储最大容量提出要求。
• 要求具有良好的数据安全保障机制，对数据采取集中管理和存储的模式，数据库结构设计良好，具有迅速的数据检索能力。

第五章 安全与可靠性要求

• 系统支持高可用部署，支持集群部署，可以进行负载设备的调整变更。
• 要求具备良好的数据安全保障机制，实现系统以及数据的热备份与容灾备份。系统硬件临时出现故障时，可以实现备机直接接管。出现灾难性事件时，保障数据不丢失。
• 支持性能监控，自动报警。

第六章 业务扩展要求

• 可以根据项目业务的变化，灵活的进行功能扩展延伸，不会影响以后系统的运行。
• 平台的集成性好，通过使用相应的数据交换技术，可以更加方便地和其他各个异构应用系统进行跨平台的数据交换。
• 充分考虑系统的可扩展性，保证系统能够满足项目后期软硬件升级和业务发展的需要。

第七章 支持多种运行模式

• 系统支持本地部署与云端部署，支持多客户协同作业。
• 支持PC端与移动端协同作业。
• 系统可兼容多浏览器访问。为了兼容性，系统可自带浏览器。
• 系统支持公有云、私有云以及混合云部署方式。
• 系统对接物联网硬件设备时，支持TCP/IP、UDP、HTTP、MQTT、COAP、485、NBiot、Modbus等各种主流物联网通讯格式的数据接入。

第八章 关于系统结构的开放性

• 本系统采用微服务架构设计，各业务模块之间采用面向服务设计，支持根据具体项目需求进行比较灵活的技术扩展。
• 与外部系统做对接时，可以采用服务接口方式，也可以采用开放的中间数据库形式。
• 服务端操作系统支持 WINDOWS和LINUX跨平台部署，后期可以根据项目需要，适配国产操作系统。