为全面提升合肥市水资源管理与水环境保护能力,构建“智慧水务”核心支撑体系,特制定本《合肥市水质自动监测预警信息系统建设方案》之信息系统集成方案。本方案旨在通过先进的信息技术手段,整合各类监测数据与业务资源,打造一个统一、高效、智能的水质监测预警信息平台。
一、 建设目标与总体架构
- 建设目标:
- 一体化集成:实现对全市范围内河流、湖泊、水库、饮用水源地及重要断面等各类水质自动监测站点的数据统一采集、传输、存储与管理。
- 实时动态监控:构建“市-区(县)-站点”三级联动监控网络,实现水质参数的实时监测、动态展示与可视化分析。
- 智能预警预报:建立科学的水质评价模型与多级预警机制,实现对水质异常、污染事件的快速识别、自动报警与趋势预测。
- 业务协同与决策支持:打通与环保、水利、城建等相关部门的业务壁垒,实现数据共享与业务联动,为水资源调度、污染溯源与应急指挥提供精准的数据支撑和决策依据。
- 公众信息服务:通过门户网站、移动APP等渠道,依法依规向社会公众发布水质信息,提升公众参与度与透明度。
2. 总体架构:
系统采用分层、模块化的设计思想,总体架构自下而上分为:
- 感知层:由部署在各监测站点的水质自动分析仪、流量计、数据采集传输单元(RTU)等物联网设备构成,负责原始数据的自动采集与初步处理。
- 网络层:综合利用有线宽带、4G/5G无线网络、卫星通信等多元化传输方式,构建安全、可靠、冗余的数据传输通道,确保监测数据实时、稳定回传至中心平台。
- 数据资源层:建设市级统一的水质监测数据中心,对海量监测数据进行标准化处理、清洗、融合与存储,形成水质基础数据库、实时数据库、历史数据库及空间地理信息数据库。
- 应用支撑层:提供统一的地理信息服务(GIS)、数据交换服务、模型计算服务、工作流引擎等共性技术支撑,为上层应用开发提供基础能力。
- 应用层:开发面向不同用户的核心业务系统,包括:水质实时监控系统、数据综合分析系统、预警预报系统、应急指挥管理系统、综合信息发布系统及统一的系统管理平台。
- 用户层:服务于市、区(县)各级环保、水利等政府管理人员,监测站运维人员,以及社会公众等多类用户。
- 标准规范与安全保障体系:贯穿各层,确保系统建设、数据交换、运行维护的规范性与安全性。
二、 核心系统集成内容
- 数据采集与传输集成:
- 制定统一的数据采集协议与接口标准,兼容不同厂商、不同型号的在线监测设备。
- 集成数据采集传输仪,实现监测参数(如pH、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮及特征污染物等)的自动采集、现场存储与无线加密传输。
- 建设稳定可靠的数据接收与解析服务器,保障数据入库的完整性与时效性。
- 数据中心与数据库建设:
- 采用云计算与大数据技术,构建弹性可扩展的数据中心基础设施。
- 设计科学合理的数据库结构,整合水质监测数据、站点元数据、视频监控数据、业务管理数据等。
- 建立数据质量管理与维护机制,确保数据的准确性、一致性与可追溯性。
- 应用系统开发与集成:
- 实时监控大屏:集成GIS地图,直观展示全市监测站点分布、实时水质类别、预警状态等信息,支持图表联动钻取分析。
- 综合分析系统:提供多维度(时间、空间、参数)的数据查询、统计、对比分析与报表生成功能,支持趋势分析、相关性分析等。
- 智能预警系统:基于阈值触发、趋势判断及模型预测(如水质恶化模型、污染扩散模型),建立“提示-预警-报警”多级预警体系,并通过短信、平台消息、声光等多种方式自动推送。
- 应急管理与指挥系统:集成应急预案、资源调度、事件跟踪、协同会商等功能,实现从预警到处置的全流程闭环管理。
- 移动应用(APP/微信):开发移动终端应用,方便管理人员随时随地查看监控信息、接收预警、处理任务。
- 统一门户与信息发布:建设对外信息发布门户,定期发布水质报告、达标情况等,保障公众知情权。
- 外部系统对接集成:
- 通过数据交换平台或API接口,实现与安徽省生态环境监测平台、合肥市“城市大脑”、水利部门水文信息系统的数据共享与业务协同。
- 探索与气象、海事、供水等相关部门系统的数据关联分析,提升综合研判能力。
三、 关键技术保障
- 物联网与通信技术:确保前端监测设备稳定联网与数据可靠传输。
- 大数据与云计算:提供海量数据存储、处理与分析的计算能力。
- GIS与空间分析技术:实现监测数据的空间可视化与空间统计分析。
- 水质模型与人工智能:应用成熟的水质预测模型,并逐步引入机器学习算法,提升预警的准确性与前瞻性。
- 网络安全技术:按照网络安全等级保护要求,构建涵盖物理安全、网络安全、主机安全、应用安全及数据安全的全方位防护体系。
四、 实施与运维保障
- 分阶段实施:规划试点建设、全面推广、深化应用三个阶段,稳步推进。
- 组织与资金保障:成立专项工作组,明确责任分工,确保建设与运维资金持续投入。
- 标准与制度保障:制定系统运行管理、数据质量管理、应急响应等一系列规章制度。
- 运维体系建设:建立“7×24小时”监控运维机制,保障系统长期稳定运行与持续优化升级。
通过本集成方案的实施,将构建起合肥市“全面感知、自动传输、智能分析、精准预警、协同管理”的水质自动监测预警信息体系,为守护合肥碧水清流、建设美丽合肥提供强有力的信息化支撑。