為全面提升合肥市水資源管理與水環境保護能力,構建“智慧水務”核心支撐體系,特制定本《合肥市水質自動監測預警信息系統建設方案》之信息系統集成方案。本方案旨在通過先進的信息技術手段,整合各類監測數據與業務資源,打造一個統一、高效、智能的水質監測預警信息平臺。
一、 建設目標與總體架構
- 建設目標:
- 一體化集成:實現對全市范圍內河流、湖泊、水庫、飲用水源地及重要斷面等各類水質自動監測站點的數據統一采集、傳輸、存儲與管理。
- 實時動態監控:構建“市-區(縣)-站點”三級聯動監控網絡,實現水質參數的實時監測、動態展示與可視化分析。
- 智能預警預報:建立科學的水質評價模型與多級預警機制,實現對水質異常、污染事件的快速識別、自動報警與趨勢預測。
- 業務協同與決策支持:打通與環保、水利、城建等相關部門的業務壁壘,實現數據共享與業務聯動,為水資源調度、污染溯源與應急指揮提供精準的數據支撐和決策依據。
- 公眾信息服務:通過門戶網站、移動APP等渠道,依法依規向社會公眾發布水質信息,提升公眾參與度與透明度。
2. 總體架構:
系統采用分層、模塊化的設計思想,總體架構自下而上分為:
- 感知層:由部署在各監測站點的水質自動分析儀、流量計、數據采集傳輸單元(RTU)等物聯網設備構成,負責原始數據的自動采集與初步處理。
- 網絡層:綜合利用有線寬帶、4G/5G無線網絡、衛星通信等多元化傳輸方式,構建安全、可靠、冗余的數據傳輸通道,確保監測數據實時、穩定回傳至中心平臺。
- 數據資源層:建設市級統一的水質監測數據中心,對海量監測數據進行標準化處理、清洗、融合與存儲,形成水質基礎數據庫、實時數據庫、歷史數據庫及空間地理信息數據庫。
- 應用支撐層:提供統一的地理信息服務(GIS)、數據交換服務、模型計算服務、工作流引擎等共性技術支撐,為上層應用開發提供基礎能力。
- 應用層:開發面向不同用戶的核心業務系統,包括:水質實時監控系統、數據綜合分析系統、預警預報系統、應急指揮管理系統、綜合信息發布系統及統一的系統管理平臺。
- 用戶層:服務于市、區(縣)各級環保、水利等政府管理人員,監測站運維人員,以及社會公眾等多類用戶。
- 標準規范與安全保障體系:貫穿各層,確保系統建設、數據交換、運行維護的規范性與安全性。
二、 核心系統集成內容
- 數據采集與傳輸集成:
- 制定統一的數據采集協議與接口標準,兼容不同廠商、不同型號的在線監測設備。
- 集成數據采集傳輸儀,實現監測參數(如pH、溶解氧、高錳酸鹽指數、氨氮、總磷、總氮及特征污染物等)的自動采集、現場存儲與無線加密傳輸。
- 建設穩定可靠的數據接收與解析服務器,保障數據入庫的完整性與時效性。
- 數據中心與數據庫建設:
- 采用云計算與大數據技術,構建彈性可擴展的數據中心基礎設施。
- 設計科學合理的數據庫結構,整合水質監測數據、站點元數據、視頻監控數據、業務管理數據等。
- 建立數據質量管理與維護機制,確保數據的準確性、一致性與可追溯性。
- 應用系統開發與集成:
- 實時監控大屏:集成GIS地圖,直觀展示全市監測站點分布、實時水質類別、預警狀態等信息,支持圖表聯動鉆取分析。
- 綜合分析系統:提供多維度(時間、空間、參數)的數據查詢、統計、對比分析與報表生成功能,支持趨勢分析、相關性分析等。
- 智能預警系統:基于閾值觸發、趨勢判斷及模型預測(如水質惡化模型、污染擴散模型),建立“提示-預警-報警”多級預警體系,并通過短信、平臺消息、聲光等多種方式自動推送。
- 應急管理與指揮系統:集成應急預案、資源調度、事件跟蹤、協同會商等功能,實現從預警到處置的全流程閉環管理。
- 移動應用(APP/微信):開發移動終端應用,方便管理人員隨時隨地查看監控信息、接收預警、處理任務。
- 統一門戶與信息發布:建設對外信息發布門戶,定期發布水質報告、達標情況等,保障公眾知情權。
- 外部系統對接集成:
- 通過數據交換平臺或API接口,實現與安徽省生態環境監測平臺、合肥市“城市大腦”、水利部門水文信息系統的數據共享與業務協同。
- 探索與氣象、海事、供水等相關部門系統的數據關聯分析,提升綜合研判能力。
三、 關鍵技術保障
- 物聯網與通信技術:確保前端監測設備穩定聯網與數據可靠傳輸。
- 大數據與云計算:提供海量數據存儲、處理與分析的計算能力。
- GIS與空間分析技術:實現監測數據的空間可視化與空間統計分析。
- 水質模型與人工智能:應用成熟的水質預測模型,并逐步引入機器學習算法,提升預警的準確性與前瞻性。
- 網絡安全技術:按照網絡安全等級保護要求,構建涵蓋物理安全、網絡安全、主機安全、應用安全及數據安全的全方位防護體系。
四、 實施與運維保障
- 分階段實施:規劃試點建設、全面推廣、深化應用三個階段,穩步推進。
- 組織與資金保障:成立專項工作組,明確責任分工,確保建設與運維資金持續投入。
- 標準與制度保障:制定系統運行管理、數據質量管理、應急響應等一系列規章制度。
- 運維體系建設:建立“7×24小時”監控運維機制,保障系統長期穩定運行與持續優化升級。
通過本集成方案的實施,將構建起合肥市“全面感知、自動傳輸、智能分析、精準預警、協同管理”的水質自動監測預警信息體系,為守護合肥碧水清流、建設美麗合肥提供強有力的信息化支撐。