建设背景
农民饮用水安全事关民生福祉，是浙江省实施乡村振兴战略、实现“两个高水平”目标的重要内容。全面实施农民饮用水达标提标工作，实现城乡同质饮水，是新时代农民饮用水工程的升级版，是全面实施乡村振兴战略标志性工程，是年高水平全面建成小康社会的必然要求，是水利基础设施补短板的重要领域。
为提高农村饮用水安全水平，保障农村居民身体健康，助推乡村振兴战略实施，年3月22日浙江省水利厅农村水利水电与水土保持处发布的《关于全面提升数字社会系统城乡供水数字化应用的通知》中提出全面开展农村供水工程标准化管理建设，努力实现农村供水工程在线监测监控，推进供水工程、管网信息化管理。
建设内容
莲都区农饮水安全智慧运管平台项目将围绕省、市、县农饮水信息化建设要求，运用物联网、GIS技术、大数据分析等技术手段建设一套集控制、管理、应用一体的综合管理平台。项目主要建设内容包括监控数据中心服务、软件系统及数据初始化服务、12座规模供水厂（站）终端智能化建设及对接，2座乡镇水厂数据对接和1个水源地视频监控数据建设对接、以及3年网络链路和系统运维服务等内容。
项目建设技术方案
（一）总体思路
本项目在进行总体框架设计时需要考虑到系统的实用性、规范性、先进性，同时需要实现系统的标准化和通用化，采用稳定运行的信息技术，建设统一整合的莲都区农饮水安全智慧运管平台。
1、整合现有资源
本项目的建设要从莲都区水利、水务建设的现状和信息化建设的实际出发，充分复用和整合现有的数据资源、硬件资源、软件资源、网络资源和人才资源等。这样可以避免重复投入，有助于节省建设资金，缩短建设周期，优化系统的管理模式，确保系统的顺利实施。
2、统一标准建设
本项目涉及的数据采集量多、参数复杂，各子系统之间存在大量的数据传递，涉及包括水源地、供水厂、供水站、管网、末梢等供水设施信息，供水设施数据库及系统的建设更新、共享使用、管理维护、应用服务、信息安全保障都需要制定一套的标准规范来予以保证。
3、系统的先进性
本项目的建设必须考虑系统的可持续发展，这种生命力在系统设计和实施中体现在以下两个方面：
1）遵循现有标准规范体系的基础上，使多种数据接口、多种数据格式能够依照相关规则进行移植、转换，并保证数据完整、可用，满足系统数据的更新和共享要求。
2）保证系统的持续生命力，解决数据动态更新的问题，全面的数据动态更新解决方案需要包括从政策、工作流、标准规范以及技术设计实施四个层面的有机结合。
（二）建设原则
建成的莲都区农饮水安全智慧运管平台必须满足稳定可靠、适度先进、兼容扩展、经济实惠、运维简便的原则，保证系统所有软硬件设备的平稳运行，保障环境处理工程项目得到全面完善的监控及管理。
1、稳定可靠
建成的系统必须稳定可靠，系统可靠性是系统长期稳定运行的基石，只有可靠的系统，才能发挥有效的作用。
因此尽可能选取成熟的方案和系统，尽可能选用在同领域已经经过验证的产品和技术。
2、适度先进
由于技术更新换代相当快，所以在投资费用许可的情况下，按照本方案建成的系统，采用当今先进的技术和设备，一方面能反映系统所具有的先进水平，包括先进的传输技术、云技术、物联网技术、图像编码压缩技术、存储技术、移动互联网技术，另一方面使系统具有强大的发展潜力，设备选型与技术发展相吻合，能保障系统的技术寿命及后期升级的可延续性。
3、兼容扩展
系统应充分考虑扩展性，除了管网、供水站以外，还有大量的分散式环境治理设施，系统充分考虑了如何兼容这些设施接入的可行性。同时在设计和设备选型时，科学预测未来扩容需求，进行余量设计，设备采用模块化结构，便于系统扩容、升级。
4、运维简易
软件采用全中文、图形化软件实现整个监控系统管理与维护；界面清晰、简洁、友好；操控简便、灵活，便于监控和配置；对于一线运维及监管人员，非常易于上手，大大降低了管理人员学习的难度。
对于前端监测设备，尽可能采用高度集成化一体化设备，在供水行业智能化管理领域大量应用过，经过证明非常稳定、可靠、易用的智能硬件，即插即用，完全不需借助任何专用维护工具，既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用，又节省了日常频繁地维护费用。
（三）软件平台及数据初始化服务建设
本项目为莲都区全面开展农村饮水安全提升工程建设工作的重要支撑系统，是后续保障农村饮水安全的主要监管、运行维护支撑平台。项目覆盖莲都区所有的供水设施建设。
1、系统架构设计
莲都区农饮水安全智慧运管平台以计算机硬件与网络通信平台为依托，以地理信息系统、物联网、数据库、应用软件开发、云计算等技术为支撑，以数据为枢纽，以政策、法规、规范、标准、信息化机构以及安全体系为保障构建的应用系统，在良好的支撑环境下，为农饮水安全领域内的专业应用提供服务。
根据本项目建设目标需要和建设内容要求，设计一个稳定、可靠、高效、可扩展性好的系统架构。
在尽可能保障现有需求和考虑未来系统扩展需要的基础上，采用面向服务体系架构进行设计，遵循多层体系、业务规范、数据资源标准等标准体系，强调各类基础资源的复用和可扩展性，实现对现有系统和资源的整合与集成，并扩展新的功能。
本项目的总体框架包括感知层、基础设施层、数据支撑层、应用层和展现层五个不同层次。同时，在总体框架中，考虑系统平台的统一标准规范体系建设和信息安全体系建设。
1）感知层
感知层是系统的数据源基础。信息采集方式包括自动采集、人工采集、在线交换和离线交换等。自动采集方式是指通过自动采集设备进行在线监测，涵盖范围自信息采集端至系统的信息传输接收端；人工采集方式是指人工录入信息，涵盖系统应用各层级的客户端；在线交换方式是指通过网络互连进行信息的在线交换，涵盖系统需要在线直连的各外部信息资源存储设备，主要包括各级供水厂站智能化管控、前端监测传感器等。
2）基础设施层
包括为本项目配套的软硬件资源，包括云平台、存储设备、存储等资源，以保障系统顺利运行。
3）数据支撑层
数据支撑层在整个框架中具有承上启下的作用，为上层综合应用获取所需的数据资源，提供统一的基础支撑服务。通过平台，实现前端终端传感器设备的统一接入管理。
4）应用层
应用层构筑多层次的服务体系，是系统核心功能的外在体现，面向各级用户提供服务，包括基础信息管理、综合运行监控、运维巡检管理子、统计分析报表和移动端应用等，并为系统未来扩展预留二次开发接口。同时，结合莲都区农饮水安全数据中心，定制莲都区农饮水大数据展示驾驶舱，为领导决策提供数据支撑。
5）展现层
展现层主要包括展现终端和展现用户，展现用户指平台的直接用户，包括区本级各级相关部门用户，在获得授权的情况下，通过政务外网访问本系统的相关资源。
6）标准规范体系
制定一系列的数据、软件、接口方面的标准规范，使得各级系统平台之间可以共享，在此基础上实现信息互联互通；
7）信息安全体系
信息服务平台涉及到软件、硬件、网络等多个部分的内容，平台建设过程中需要打造统一的安全保障体系，以实现整个平台的安全、稳定、高效运营。
2、系统性能要求
在精度需求上，根据实际需要，数据在输入、输出及传输的过程中要满足各种精度的需求根据关键字精度的不同。
时间特性：系统响应时间应在人的感觉和视觉范围内(3s)，系统响应时间足够迅速(5s)，手机端应用数据加载时间不超过5秒；单个案件上报时间不超过30秒，能够满足用户要求。
适应性：在操作方式、运行环境、软件接口或开发计划等发生变化时，应具有适应能力。
可使用性：操作界面简单明了，易于操作，对格式和数据类型限制的数据，进行验证，包括客户端验证和服务器验证，并采用错误提醒机制，提示用户输入正确数据和正确的操作系统。
安全保密性：只有注册用户才能登录使用系统，对每个用户都有权限设置。对登录名、密码、以及用户重要信息进行加密，保证账号信息安全。
可维护性：系统采用了记录日志，用于记录用户的操作及故障信息，同时本系统采用的B/S模式，结构清晰，便于维护人员进行维护。
稳定性：具有稳定的系统运行能力，实现7*24小时不间断运行。
并发性：系统支持50个以上的并发访问，系统性能应该无明显下降。
3、系统安全要求
平台软件的安全需求包含访问控制安全、数据安全和网络安全。
（1）访问控制
系统应当具有安全并且完备的用户识别功能，针对用户的登录访问进行权限控制，权限应该涵盖功能权限和数据范围权限等两方面的内容。并且，对外共享或者对外提供的数据资料也要做到权限访问控制。
（2）数据安全控制
防止因系统故障导致数据丢失或者应用中断，需要保证站点设施信息资料和运行工况数据资料的安全性，监管平台应用的连续性，所有入库的数据资料进行容灾备份。
（3）网络安全控制
随着攻击技术的不断发展，网络攻击对系统所构成的安全威胁也越来越大，攻击者利用系统或网络服务的漏洞，可能导致数据窃取、甚至网络瘫痪等严重安全问题。
本系统平台涉及到的网络主要有运营商的网络环境和政务外网环境，一旦数据遭受攻击，对业务系统将会造成很大影响，因此在进行数据采集和数据交互过程中需要做好数据安全保护控制。
4、农饮水安全数字化管理平台功能设计
莲都区农饮水安全智慧运管平台通过构建农饮水安全设施标准规范体系，建立健全莲都区农饮水安全数据中心，面向各级用户提供服务。平台主要功能包括基础信息管理、综合运行监控、运维巡检管理、统计分析报表和移动端应用等子系统，并为系统未来扩展预留二次开发接口。
4.1基础信息管理
基础信息管理主要包括供水站、管网、设施设备、行政村、供水管理单位、管理人员等供水相关的基础数据的新增、修改、删除、查询等基本操作。结合业务管理需求，基础信息包含了以供水工程组为单位定义的供水关系的基础信息梳理。系统支持基础信息的统计查询分析。
4.2综合运行监控
综合运行监控支持按照水源地、供水厂站、供水末梢等单维度和多维度的综合运行监控分析。通过设置各类告警管理代码实现前端实时监测数据和运行分析数据的告警提醒应用，系统结合。系统结合GIS地理信息系统完整呈现监测点位的生产数据信息在地图上的可视化展示、查询统计、运行状态监测等运行监控图层的多维分析展示应用。
运行监控中心可通过地图展示，设施查询、曲线图表多种方式对设施工况，视频图像，在线考勤，以及流量能耗等实时信息进行呈现展示。并提供趋势分析，指标对比等多项分析功能，同时实现对设施各指标实时数据上传情况的基本诊断。对于终端数据异常，监控子系统自动产生监控告警，并将告警信息推送至相关人员。
4.2.1监控概览
平台通过表格、图形方式展示了整个区域设施监控的整体概况。
4.2.2农饮水GIS一张图
平台支持按照GIS图层进行分类查询展示，可在GIS地图上直接查询对应站点实时信息，并全面显示展示实时数据。
可在地图上直观地显示各站点的地理位置和运行状态。同时可通过不同颜色显示不同类型的设施，可在地图上点击站点，显示站点当前的运行综合信息。
平台可以根据不同的用户进行地图使用权限控制，支持模糊查询设施，地图支持范围内放大、缩小等功能。平台可根据站点类型等用不同图标进行标识和筛选。对监测到有告警的站点，用图标跳动进行标识和筛选。
在GIS页面可精确查询到每一处站点所处的地理位置，当鼠标停留在坐标点上时，可以显示站点当前的实时运行数据；单击任一站点图标，进入该站点单站点透视页面，可快捷查询该站点的基础信息、实时数据、告警信息、工艺视图、安防监控等信息，并进行数据分析。
4.2.3水源监测预警
农饮水安全数字化管理平台中水源地的基础信息，包括水源名称、水源类型、目标水质、总可供水量、是否划定保护区范围、是否制作矢量边界等接入水源的水量水质监测数据，实现对供水水源水量水质的在线监控与预警预报。
供水水源监测信息主要包括供水水源的水量（含水位、流量等可推算水源可供水量的监测信息）、水质（浊度、PH值等影响水厂出厂水水质的主要指标信息）等。
同步展示农饮水安全运行监控平台中水源地取水环境监控模块，可查询取水口每日取水环境情况。可提供历史取水环境查询和同比、环比统计功能。
4.2.4供水厂（站）运行监控管理
l供水厂（站）基础信息
同步展示农饮水安全数字化管理平台中供水厂（站）的基础信息，包括工程基础信息、水源地基本情况、管理单位信息、管理人员信息、卫生监督管理信息、工程图片、供水服务对象（镇村、社区及人口）等。
工程基础信息：包括工程名称、所在地、完工时间、设计供水人口、设计供水规模、覆盖人口、工程类型、供水类型、供水企业个数、消毒工艺、净化工艺、水质检测模式等数据。
水源地基本信息：水源名称、水源类型、目标水质、总可供水量、是否划定保护区范围、是否制作矢量边界等。
管理单位信息：包括管理单位名称、地址、管理单位联系电话、管理单位性质、管理单位负责人姓名、联系电话等。
管理人员信息：管理人员姓名、管理人员所属单位、联系方式等。
工程图片：展示水厂的消毒间、清水池、操作间等主要部位的工程图片。
供水服务对象：展示水厂供应的自然村和供应人口等服务对象信息。
l水质监测预警
利用水质监测设备采集的实时数据和人工填报的水质数据，实现供水（站）厂出厂水水质的在线监测，可查看具体的水质监测指标，对不合格的指标进行提醒。对于有实时水质检测数据的水厂，通过规则引擎配置水质预警规则，根据实时监测数据绘制水质变化曲线，对水质变化趋势进行研判，从宏观上帮助水厂更早发现问题和跟进水质变化情况。
l供水水量监测
利用信息化监测设备（流量计）采集的数据，实现供水工程水量的在线监测，可查看供水开始/停止时间、实时供水流量等指标，停止供水时可进行提醒。
对尚未实现供水水量自动监测的农村水厂，由水厂运行管理人员每年填报供水量数据，实现对其年供水水量的在线监测，系统可自动计算日平均供水量数据。
l站点巡查
对站点巡查进行管理，检查类型包括：日常巡查、定期检查、特别检查等。日常巡查能够通过系统进行检查数据上报，对于检查时上报的异常问题，系统提供异常上报、审核、处理等各个节点的闭环管理。对于周期性的检查（如定期检查），系统提供自动提醒功能，检查数据可以在web端实现信息填报记录。
l隐患管理
将日常巡查、安全检查或其他方式发现的隐患问题汇总处理，下发给相关负责岗处理。隐患处理方式分为六种：持续观察、立即维修、专项维修、建议年度维修、隐患上报和不是隐患。
l水质检测开展
制定水质检测计划，定期或者不定期对水厂水质进行检测，检测记录和数据通过系统上报。可查看历史水质检测结果，下次应检测日期等，系统可根据检测频次要求，在即将逾期时提供消息提醒。
4.2.5站点运行监控透视
通过站点选择或地图选择查询站点综合信息。信息包括：基础档案，实时数据,视频图像，趋势分析，工艺视图，告警信息，运维信息等。
系统可以通过设施站点或地图选择查询站点综合信息。用户可以选择任一设施，单击进入该站点的单站点透视页面，将该站点的基础信息、实时数据、数据分析、告警信息、工艺视图、视频图像、运维信息等功能汇聚到一个快捷切换模式下。
1基础档案：站点施名称、类别、简介、图片、区域，所属机构及管理人员等基础信息；其在天地图图中精确经纬度坐标及地图呈现位置。
2实时数据：该设施的所有测点组及指标的实时数据。
3趋势分析：可根据不同的时间段（时、日、周、月、年，或者任意时间段），选择该设施下的两个或者多个指标进行比对分析，以表格及图形的方式进行展示。
4告警信息：该设施所有的告警信息。
5工艺视图：以组态工艺视图的形式展示了站点动力设备运行状态。
6运维考勤信息：可以查询该站点的考勤数据和历史考勤数据
7视频图像：可以查询站点的视频或图像。
4.2.6告警管理
当供水站设施设备或物联网监测点停止工作或者出现异常情况，比如：水泵设备不正常工作，水流量异常，安防报警等情况，系统自动弹框告警，呈现现场的最新照片或者在线视频，同时会给对应运维人员发送告警短信。运维人员可以通过移动客户端接收工单，并按照工单处理与提交。
平台支持对每一种告警定义级别、类编和故障代码，可以灵活的配置时间生成规则，并可根据数据分析结果进行告警和预警。当事件发生或设施内的设备出现异常情况，系统自动产生告警或预警，并根据推送规则以短信方式发送到相关人员手机上，运维人员可以通过移动端软件接收服务请求和告警。平台支持对告警的处理情况和告警原因进行汇总统计，以达到优化控制，减少故障发生的效果。
4.2.7终端监测
用户可以查看本账号权限内所有采集点下所有物联网设备的实时状态，并可根据条件选择不同群组、时间、状态（在线和离线）进行选择。可以查看站点一段时间内的在线率。以及站点数据的完整度。
4.3运维巡检管理
运维巡检管理主要实现对设施智能运维的各项信息化管理。系统包含运维管理的各项工作，如运维管理服务台，个人工作台、工单管理，人员考勤，巡检维护，人工检测，问题管理等各项功能，对运维过程中出现的异常进行告警，对告警处理情况进行跟踪。支持移动端考勤功能应用。系统包含运维管理的各项工作，如服务台，工单管理，人员考勤，巡检维护，人工检测，问题管理等各项功能，对运维过程中出现的异常进行告警，对告警处理情况进行跟踪。同时形成运维知识库。为保障设施长效运行，站点高效维护提供支持。
4.3.1运维概览
以多种图型及表格直观且全面的统计了整个平台内所有设施，人员等信息，具体包括所有区域设施的概况。
4.3.2服务台
服务台汇总了各类服务请求、投诉建议、领导交办、事件上报等运维管理相关的内容，方便运维管理人员进行追踪、执行、统计。
4.3.3运维人员管理
可对运维机构及人员进行信息的录入以及维护，人员列表主要包括人员的姓名，卡号，类别（片区巡查员、乡镇协管员、村级专管员），性别，所属运维公司，职位，联系方式等等。
4.3.4工单管理
对运维工单及处理的管理，可通过事件新建工单，将工单指派至相关人员，执行人员可根据实际情况选择执行或将工单退回、转发等操作。执行人员出发，到达现场时，可进行工单流程的记录。在处理过程中，可通过手机实时记录处理工单的过程以及结果以文字、图片、语音等方式进行处理结果反馈。同时，平台支持对运维工单的查询和统计。
4.3.5问题管理
对共性问题的管理。平台可对问题的各项处理动态进行及时记录，并形成历史问题档案。用户可以根据时间，主题，责任人进行筛选。
4.3.6巡检维护
巡维记录:对巡检维护记录的管理。当相关人员到达现场后，根据巡检维护里制定的巡检模板进行实地考察，记录每一项检查指标。用户可以根据各自的权限查看地区的所有巡检记录。
用户可以根据维护需要定制作业模板，维护人员根据模板进行填写上报，管理人员可以随时核查维护记录，了解设备的维保情况。
4.3.7人工检测
平台支持人工检测数据的录入。平台可以单个录入，也可以通过EXCEL报表进行导入导出。并可对数据进行统计分析。
4.3.8运维考勤
结合项目现场实际，本项目运维实现移动端考勤。
运维考勤支持按时间段和设施查询考勤记录详情；同时可对设施考勤进行汇总统计，主要统计设施的考勤次数，考勤时长等，统计功能可根据人员，区域，设施，时间段进行查询统计。
4.3.9运维巡检考核
监管单位可对全区各类监测点位，管网的运维情况进行监督，巡查和考核工作。管理部门可以设定考核细则，根据考核表的各项细则对各项工作进行考核打分，如对水。同时，管理部门可以并可填写相关监管督查数据，站点巡查数据，包括抽检数据，满意度调查数据等，形成平台考核档案。
考核是管理人员对管网运行情况的一个综合打分的过程，系统为考核提供通过页面操作和手机客户端操作和结果提交的功能。
4.3.10综合查询
管理员可以对移动端的巡检记录进行浏览查询、统计分析等应用。
4.3.11知识中心
在运维过程中，运维人员可建立和丰富运维知识库，可以新建和维护相关知识。形成运维的知识库和解决方案等知识档案的地方。
4.4统计分析报表
统计分析报表主要为平台的各项监控数据，运维数据提供多种形式的统计分析功能。针对用户实际需要定制个性化报表。
系统平台可以根据不同的条件查询结果，输出特定统计报表。报表是对相关数据进行分析和总结的一种形式，报表有水流量报表、设备运行状况分析报表和运维人员考勤统计报表、供水站运行状态表等根据监管部门要求的统计形式。
部分主要统计分析报表如下：
（1）实施监测一览表
（2）人工监测水质一览表
（3）在线历史数据查询统计
（4）站点加药量统计报表
（5）站点符负荷率统计报表
（6）站点运维保养报表
（7）问题跟踪报表
（8）运维考勤统计报表
（9）巡检考核统计报表
（10）……
4.5大数据展示驾驶舱
运用当前主流的大数据分析挖掘技术，搭建莲都区农饮水安全数据展示驾驶舱，为全区农饮水运维管理和领导辅助决策提供数据支撑。大数据展示驾驶舱需符合丽水市花园云（城市大脑）数字驾驶舱建设及数据接入规范。
大数据展示工具需满足以下功能性能：
（1）支持可视化图形化分析，支持3D图形，例如立体计数器等。
（2）完善的图表展现与分析，图表要整洁美观大方，图表样式要丰富灵活多样。图表支持穿透钻取、图表联动等。
（3）支持且不限于Html5风格的柱形图、折线图、条形图、面积图、饼图、点图、仪表图、走势图、地图等常规样式的图表，支持关系图、和弦图、热力图、玫瑰图、圈饼图、金字塔、漏斗图、网络图等特色图形。
（4）支持接入第三方图表组件，提供二次开发API接口，可通过插件的形式实现特定图表的配置功能。
（5）拥有完全自主知识产权的图表体系，不依赖第三方图表组件也能实现可视化分析。
（6）可以不需要依赖软件整体升级而仅通过插件的形式不断新增新的图表类型。
（7）对于设置了警戒值的内容，需要可设置标签文字、文字颜色、背景颜色等多种提示。
（8）移动端支持报表自适应展示、查询、穿透、分享、消息推送等交互方式。支持将查看内容通过