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《中國智慧城市優秀應用案例集（2024）》火熱出爐，廣州南方智能智慧測繪數字化管理平臺建設項目、南寧吳圩國際機場數字孿生底座平臺、澄邁縣南部片區城鄉供水一體化工程成功入選，以創新之力，賦能智慧城市建設！
★申報案例展示★
澄邁縣南部片區城鄉供水一體化工程
鐘金明 劉國民 吳思銘
廣州南方智能技術有限公司
一、建設背景
黨的十八大以來，習近平總書記把治水作為實現“兩個一百年”奮斗目標和中華民族偉大復興中國夢的長遠大計來抓，明確提出“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水思路，把新中國治水提升到新的高度，推動水利改革發展取得新的歷史性成就。
海南是多個國家重大戰略的交匯地，在國家區域發展和對外開放總體戰略中的地位和作用明顯提高并日益凸顯，全社會對海南水資源利用與保護高度關注。為全面貫徹落實習近平生態文明思想和習近平總書記關于海南生態文明建設的系列重要指示批示精神，海南以水環境綜合治理為突破口，系統推進治污水、保供水、排澇水、防洪水、抓節水、優海水6項工作，在全省下大力氣打一場治水攻堅戰。澄邁縣作為海南省直轄縣，素有“海口后花園”之稱，隨著澄邁縣經濟社會的持續快速發展，特別是旅游業的持續快速發展，澄邁縣各城鎮及周邊區域經濟日益繁榮，人口及用水需求快速增加，水環境面臨重大挑戰。
按照“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的新時期治水思路和“水利工程補短板、水利行業強監管”的水利改革發展總基調，對標海南自由貿易港建設，澄邁縣開展澄邁縣南部片區城鄉供水一體化基建工程和智慧水務工程建設，其中澄邁縣南部片區城鄉供水一體化智慧水務工程以解決南部片區城鄉供水一體化為契機、以服務基建工程建設管理為基礎，圍繞六水共治需求開展智慧水務工程設計，充分利用信息化、智能化工具全面提升流域水資源管理現代化水平和管控能力，打通治污水、保供水、排澇水、防洪水、抓節水、優海水“六水共治”環節，抱團出擊，聯動治水，結合場景和智能算法覆蓋治水業務的方方面面，全方位支撐澄邁縣水生態環境質量持續改善。
二、建設內容
1總體架構
澄邁縣南部片區城鄉供水一體化智慧水務工程總體框架采用“六橫四縱”的架構，其中“六橫”包括感知層、基礎設施層、數據層、支撐層、應用層和用戶層，由下至上完成數據的采集、傳輸、儲存、處理、應用的過程；“四縱”為系統集成應用、信息化標準規范體系、等保三級和安全測評，指導智慧水務工程建設的全過程，整體業務框架如圖1所示。
圖 1 整體業務架構
2、重點建設內容
2.1、物聯感知體系建設
全盤梳理澄邁現有物聯感知網絡，建立統一物聯設計及布點標準，統籌澄邁感知體系布局建設。廣泛采用先進技術手段和新儀器新設備，新建539個監測點，包括供水管網漏損監測、供水管網水質監測、排水管網水位監測、重點河道斷面水質監測、河道水文監測，基本建成覆蓋全縣的水利感知網絡，擴大對流域的監測范圍，補充完善監測要素類型和數據內容，為澄邁智慧水務業務管理提供有力的前端監測數據支撐，實時感知運行狀態，利用信息化手段輔助實現水利行業監管強弱轉變。
2.2、智慧水務數據中心建設
按照“流域一盤棋”思路，按照“整合已建、統籌在建、規范新建”要求，實現澄邁已有水務數據資源的調查和梳理，統籌現有信息化內外部數據資源，建立智慧水務數據標準，有針對性完成全縣3098公里管網普查更新、985座水務設施標準化處理、20條省縣級河流、234條鎮級河流、5個縣級湖泊（水庫）、96個鎮級湖泊（水庫）、5個電灌站、2個小水壩、4大中型灌區等水利基礎數據測量、處理、入庫等工作，進一步擴展完善基礎數據、監測數據、業務管理數據、跨行業共享數據、地理空間數據等數據資源建設，實現各類資源集約節約利用和互通共享，避免重復建設，為澄邁縣水務業務應用提供全量的、標準的、干凈的、智能的數據，并將數據變成水利行業發展的基礎資源。
圖 2 數據架構
以物聯網、數字孿生、大數據、人工智能等新一代信息技術為基礎，以數字孿生引擎為支撐，以水的全生命周期為鏈條，構建涵蓋物聯網平臺、視頻監控平臺、數字孿生平臺、大數據平臺、水務一體化平臺的智慧水務大腦，為所有澄邁智慧水務應用提供應用的共性能力，避免每個應用的煙囪式開發方式，減少智慧應用開發難度，降低應用開發工作量，實現治理能力跨越式發展，賦能六水共治智慧應用不斷創新。
2.4、智慧水務核心應用建設
為實現智慧水務系統對水務管理業務的支撐和促進，充分考慮業務的實際需求和功能邏輯，建設“治污水、保供水、排澇水、防洪水、抓節水、優海水”6大業務場景，服務于水務日常業務管理，增加信息化系統對業務應用支撐的深度和廣度。
（1）治污水
圍繞“源-網-廠-河”一體化管控思路，從源頭到末端理清排水設施家底，將澄邁縣11個鎮的排水設施數據匯總成排水設施一張圖進行統一管理，建設排水全要素展示分析系統、排水管網分析與更新系統、排水設施運行監測系統、排水全要素數據管理系統（CS），實現排水管網設施資產全要素可視化、排水管網數據實時動態更新、排水設施運行狀態實時監測預警及設備關聯分析，為排水管理部門提供排水設施數據管理、展示、統計分析、科學決策的交互系統，提升排水設施的運行效能，加強對突發事件及內澇災害的預警和處理能力。
圖 3 排水設施感知一張網
全面接入供水工程和水網基礎設施數據，形成澄邁縣供水設施總圖，圍繞讓群眾喝上“放心水”為目標，打造供水全要素展示分析系統、供水在線監測系統、供水DMA分區計量系統、供水全要素數據管理系統，充分發揮政府監管職能，實現供水全面感知、實時傳輸、漏損分析、智慧決策，實現供水“提質增效”、減少水資源浪費，保障澄邁城鄉供水一體化。
（3）排澇水
對澄邁縣59個積水點安裝易澇點水位監測設備進行實時監測，建設防澇應急指揮調度系統，實現一張圖雨洪狀態呈現、排水防澇設施的管養、排水防澇智能規劃、排水防澇業務審批管理、提前內澇預警、內澇應急調度等功能，利用信息化手段及時采取措施應對洪澇災害，有效地降低損失且保障人民群眾的生命安全。
（4）防洪水
以數字孿生流域為底座，以水利專業模型為支撐，融合多源數據信息，建設流域防洪“四預”系統，利用水文氣象耦合、大數據、人工智能等技術實現全流域水模擬與預報調度一體化快速推演，實現流域態勢一張圖和四預（預報、預警、預演、預案）功能，為風險提前發現、預警提前發布、方案提前制定、措施提前實施提供基礎，全面提升流域水災害防御關口前移和指揮決策能力。
圖 4 流域態勢一張圖
圖 5 洪澇模擬推演
強化用水單位用水需求和過程管理，建設計劃用水信息管理系統和階梯收費制度，提高計劃用水管理規范化精細化水平，計劃用水戶可實現計劃用水申報、調整、節水報表直報等業務線上辦理，接收節水管理部門信息推送提醒；水管理部門可實現取用水戶信息管理、計劃用水管理、超計劃用水預警、用水數據分析等功能，同時可對用水狀況進行直觀分析，算好“節水賬”。
（6）優海水
建立沿海污水治理綜合管理系統、河湖灣一體化管理系統，開展“一灣一策”精準治理，全面掌握沿海區域管網分布及運行情況，掌握出海口、入海口水質情況，實現沿海污水管網建設監管、在線監測、生態流量監測等，減少海灣污染。
2.5、六水共治可視化運營中心建設
以三維GIS為地圖底板、以三維高渲染可視化引擎為支撐，建設治污水、保供水、排澇水、抓節水、防洪水、優海水六大主題大屏，分門別類展示不同治水業務重要數據和信息，以數字化手段探索水治理成效綜合評價指標，基于數據分析和挖掘，實現治水工作動態監測、智能研判、風險預警，為澄邁縣水務局、生態環境局、農業農村局、綜合行政執法局等六水共治成員單位提供聯合指揮作戰工具，為領導決策和治理提供數據支撐。
三、創新應用
1、物理流域與數字孿生流域數字映射、孿生模擬、前瞻預演
通過無人機傾斜攝影、衛星遙感影像獲取不同精度的傾斜攝影模型、DEM、DOM數據，融合水利一張圖，生成流域整體及重點區域的L1-L3級地理空間數據，融合水利基礎數據、業務數據、空間數據、監測數據以及跨行業共享數據，實現虛實融合、再現真實場景，為水動力模型計算模擬提供更加直觀的場景數據底板。憑借自研的實景三維關鍵技術與算法優勢，采用一維、二維耦合水動力模型，構建水利專業模型、智能識別模型、可視化模型和數字模擬仿真引擎，形成一套集綜合態勢展示、洪水預報、防洪預警、洪水預演、應急預案于一體的流域防洪“四預”系統，全方位、多視角、遞進式地展示流域各類水利對象的相關信息與分析結果，支撐領導會商與調度決策，以數字賦能流域防洪研判及風險管理，提升流域防洪“四預”能力。
2、建設數字孿生水廠，探索水廠智慧化新篇章
自研專業BIM建模軟件，結合"實景+點云+圖紙"的方法完成水廠逆向BIM建模，融合二維GIS、三維模型、水廠監測、運營等數據，從宏觀到微觀還原水廠建筑、環境、泵房、設備、管線等全要素，對水質信息、藥耗信息、能耗信息、報警信息、設備運行狀況等關鍵指標進行綜合監測分析，以可視化方式呈現水處理工藝流程，支撐安全工作模擬還原及演練培訓，輔助管理者全面掌控廠區運行態勢，讓水廠以更穩定、更高效、更智慧的運行狀態和更低的能耗提供更優質的用水。
3、因地制宜打造供排水設施數據更新模式
為解決供排水管網設施家底不清的問題，通過基于大數據分析、GIS、移動互聯網等技術，構建管網數據動態更新機制，打造自動化數據分析——發現問題（web端）——現場核查（app端）——數據修正（app端）——修補測(C端)——數據入庫全流程管理業務閉環，為管網數據完善提供技術保障，提高管網數據生命力。
圖 6 更新機制
打通多部門數據，匯集建設進程、排水單元、管網窨井、排放口、流量水質、運維管理等7類信息，將澄邁全縣污水工程建設、運維、監測等信息全面實時歸集至智慧水務數據中心，建立“源-網-廠-河”全過程動態閉環監管模式和應用，實現監測告警上報—任務派發—處置反饋—審核辦結的閉環管理過程，形成責任部門和監管部門共同參與、跟蹤問題解決全過程的監管閉環，有效實現污水“治理”到“智理”。
5、構建計劃用水流程，推進澄邁節水型社會建設
基于水利行業節水機關相關建設標準規范，利用物聯網、5G通信、大數據分析等高新技術，整合計劃用水和用水實時監測數據，建立多端應用、多級協作的計劃用水信息管理系統，通過設定下達節水計劃的條件，計劃用水申報等業務全部在線上辦理，無需見面審批，提升水務局對非居民用水監管效率，方便用水戶用水申報和繳費，提高計劃用水管理規范化精細化水平，協助全面推進節水型社會建設。
6、打造六水共治可視化運營中心，科學提升一線治水成效
結合 UE可視化技術和水利模型構建數字孿生場景，緊緊圍繞治污水、保供水、排澇水、抓節水、防洪水、優海水六大治水主題打造六水共治可視化運營中心，構建“多級互聯、統一指揮、協調有序、運轉高效”的六水共治工作模式，提供治水工作數據統攬、動態監測、智能研判、風險預警等功能，在一個端口上實現水環境治理要素、對象、過程、結果等各類信息的全景呈現，各委辦局在一個平臺上進行事件集成化、協同化、閉環化處置，提升水環境治理科學化、精細化、智能化水平。
圖 7 可視化大屏展示
以污水處理廠、排水泵站和污水管網等實時監測數據為基礎，結合水動力模型、機器學習/深度學習算法和統計學等知識，從全面感知管網運行態勢的角度出發，綜合分析排水系統運行過程中的關鍵場景，實現對城市污水管網運行的仿真模擬預測和智能分析，為排水管網的運行調度、養護管理、快速響應提供有效的數據支持，以便于管理者掌握管內實際狀況及正確的部署緊急情況下的應急措施，不斷提高排水管網的管理水平。
圖 8 區域濃度分析
構建智慧水務工程數據中心，對澄邁縣水務水利數據資源進行梳理整合、統一管理、交換共享，并與海南省水利廳進行數據打通，實現橫向各水務業務系統數據資源的交互共享，縱向各級部門之間數據的互聯互通，達到水務水利數據資源體系健全完善、數據有序交換高效共享的目標，避免系統、數據重復性建設。
（2）及時預報，快速處置，減少經濟損失
在系統的支持下，可實現對水量、水質、工程安全等變化情況的及時預測預警，進而對山洪災害、水污染事件進行提前預防，提升突發性水事件進行快速處置能力，減少經濟損失。
（3）提高業務管理水平，有效降低管理成本
智慧水務工程系統的建設，使水務日常工作從傳統的管理方式轉變為信息化管理方式，將全面提高澄邁水務局及下屬單位日常業務管理信息化水平，充分提升工作人員的工作效率，有效降低管理成本。
2、社會效益
（1）夯實工程基礎，提升防災減災能力
工程措施的有效發揮依賴非工程措施的支撐，工程措施與非工程措施的協調配合才能充分發揮工程設施預期效能。澄邁水網密布、雨量充沛，通過智慧水務工程進一步完善水務物聯感知體系建設，保障污水全收集、全處理，保障水環境，增強抵御各種自然災害的能力，有效保護人民生命財產安全和維護社會穩定具有非常重要的意義。
（2）樹立海南治水標桿，助力美麗中國建設
構建澄邁縣特色智慧水務平臺，幫助澄邁縣實現以“智”治水，降低運營成本，提高管理效能，樹立海南治水標桿。探索符合澄邁縣綜合治水的智慧水務建設模式，可以為海南省其它地市治水提供實踐經驗，助力美麗中國建設。
（3）節能降耗，節約水資源
澄邁縣南部片區（文儒、加樂、中興、仁興）城鄉供水一體化工程智慧水務工程能夠在減少供水漏損方面發揮價值，為節能降耗、節水管理提供直接的支撐。通過對管網壓力的持續性監控，既保證供水管網安全承壓，又讓末端用戶擁有足夠的水壓，保障澄邁縣實現城鄉供水一體化。
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以上文章來源于中國智慧城市大會 ，作者申報單位提供。
