城市水環(huán)境不僅關(guān)系到國民生活的質(zhì)量,還對我國社會發(fā)展有著深入的影響。城市污水處理廠的存在不僅能夠提升生態(tài)環(huán)保工作發(fā)揮的效用,還能夠向城市居民宣傳生態(tài)環(huán)保的重要性,使得更多的市民認識到節(jié)約、環(huán)保的意義,能夠從自身出發(fā),注重節(jié)約用水及循環(huán)利用,減少水資源浪費,起到強化生態(tài)環(huán)保工作的效果。
建設(shè)背景
市場背景
近年來,隨著我國城鎮(zhèn)化進程不斷加快,使得城市人口急劇膨脹,市政及工業(yè)廢水的排放量持續(xù)走高,全國污水處理市場將保持穩(wěn)定增長態(tài)勢。根據(jù)數(shù)據(jù),2021年我國城市年污水排放量達到625.08億立方米,2011-2021年復(fù)合增長率為4.47%。
政策背景
2021年1月,國家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部等十部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推進污水資源化利用的指導(dǎo)意見》,明確到2035年,形成系統(tǒng)、安全、環(huán)保、經(jīng)濟的污水資源化利用格局。
2021年6月,國家發(fā)展改革委、住建部印發(fā)《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》,明確到2025年,全國城市生活污水集中收集率達到74%以上,城市和縣城污水處理能力滿足社會發(fā)展需求。
2021年11月,國務(wù)院印發(fā)《中共中央國務(wù)院關(guān)于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》,指出扎實推進城鎮(zhèn)污水處理和工業(yè)、農(nóng)業(yè)面源、船舶、尾礦庫等污染治理工程等。
系統(tǒng)概述
“智慧污水廠”結(jié)合視頻識別、機器人、BIM、互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)、云計算及大數(shù)據(jù)等先進技術(shù),在前期進行精細化設(shè)計,實現(xiàn)水質(zhì)達標、安全生產(chǎn)、高效節(jié)能等生產(chǎn)、運營和管理目標。從而達到提高城市生活污水處理率的目的。
開發(fā)平臺
數(shù)字孿生智慧污水廠三維可視化系統(tǒng)依托數(shù)維圖科技自主研發(fā)的可視化編輯器Sovit3D開發(fā)設(shè)計,無縫融合 2D、3D 技術(shù),通過拖拉拽的編輯方式,建立了一個包含天空、環(huán)境、建筑、設(shè)備、沉淀池、曝氣池、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、后沉淀池、污水泵、污泥泵、計量泵、螺桿泵、空氣壓縮機、羅茨鼓風(fēng)機、離心鼓風(fēng)機、電動葫蘆、橋式起重機等的三維場景。實現(xiàn)廠區(qū)人、機、水、場及環(huán)境等各要素的全面感知,輔助管理者全面掌控廠區(qū)運行態(tài)勢。
系統(tǒng)功能
廠區(qū)綜合態(tài)勢
以真實污水廠為藍本,建立數(shù)字孿生3D模型,實現(xiàn)污水處理廠的三維實景可視化,傳統(tǒng)污水處理廠生產(chǎn)及配套系統(tǒng)主要包括污水處理系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)等。利用數(shù)維圖Sovit2D和Sovit3D可視化編輯器搭建2D、3D場景,多維度動態(tài)展示污水處理廠外景;工藝流程的實時監(jiān)測、自動控制、智能調(diào)節(jié)、分析決策、系統(tǒng)互動等綜合管理功能,一站式呈現(xiàn)全廠運營態(tài)勢。
廠區(qū)能耗監(jiān)測
通過大數(shù)據(jù)采集、錄入、計算,將污水處理廠內(nèi)的每個工藝段及設(shè)備的能耗成本進行綜合統(tǒng)計展示,輔以實時動態(tài)的二維折線圖圖形,將一段時間內(nèi)的耗水量、耗電量、耗藥量數(shù)據(jù)與上一時間段進行對比分析,形象直觀、精準呈現(xiàn),方便用戶及時洞察關(guān)鍵能源的使用成本。
廠區(qū)安防監(jiān)測
支持集成視頻監(jiān)控、物聯(lián)感知、周界告警等系統(tǒng)實時監(jiān)測數(shù)據(jù),對管轄區(qū)域內(nèi)的人員、車輛、設(shè)備、告警事件等要素進行實時監(jiān)測;并可結(jié)合前端智能感知設(shè)備應(yīng)用,對人員入侵、車輛滯留、危險貨物作業(yè)等異常事件進行實時告警。
廠區(qū)智能巡檢
基于先進的移動機器人平臺系統(tǒng),使用巡檢機器人協(xié)助廠區(qū)的日常巡檢任務(wù),實現(xiàn)表計識別、溫度識別、聲音分析、高清視頻監(jiān)控等功能。可替代人工完成大部分巡檢任務(wù),有工作效率高、無疲勞、巡檢質(zhì)量穩(wěn)定等特點。
設(shè)備管理監(jiān)測
基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)實時采集現(xiàn)場內(nèi)多個設(shè)備的數(shù)據(jù),對設(shè)備的運行狀態(tài)、故障信息進行可視化展示,從設(shè)備投運到報廢全程記錄設(shè)備巡查、維修、保養(yǎng)情況。統(tǒng)計分析、維修效率、設(shè)備狀態(tài)一目了然。
廠區(qū)管網(wǎng)監(jiān)測
針對污水廠各類管線布局,采用三維組態(tài)仿真技術(shù),1:1 呈現(xiàn)污水處理廠管道分布的 3D模型。對污水處理管道實時感知、在線監(jiān)測。系統(tǒng)將管網(wǎng)按類型選用不同顏色標識,與實際物理場景一一對應(yīng),清晰的標注出污水處理的各種管線流向,有污水管線、污泥管線、空氣管線、加藥管線等。幫助工作人員熟悉和認知廠內(nèi)管線,提升污水廠管理水平。
周界安防系統(tǒng)
集視頻監(jiān)控、人臉視頻、自然環(huán)境采集、中心存儲、報警聯(lián)動、解碼上墻、地圖查看等技術(shù),采用在圍欄上或磚墻上掛裝智能入侵探測器,實現(xiàn)圍界入侵目標檢測、識別及定位,并能準確區(qū)別入侵者與非入侵行為。智能監(jiān)測入侵、攀高、翻越圍墻等情況,完成報警視頻聯(lián)動,有效防范周界異常現(xiàn)象產(chǎn)生。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)
采用圖像處理、模式識別和計算機視覺技術(shù),通過在監(jiān)控系統(tǒng)中增加智能視頻分析模塊,自動檢索異常目標,對視頻源中的主要和有效信息內(nèi)容開展解析和獲取,迅速精準定位事發(fā)現(xiàn)場,分辨監(jiān)控顯示屏中的異常現(xiàn)象,并以更快、最好的方法傳出報警,從而有效進行事前預(yù)警,事中處理,事后及時取證的實時監(jiān)控。
智能報警系統(tǒng)
基于Web2D組態(tài)功能,再通過數(shù)據(jù)采集,實現(xiàn)設(shè)備報警監(jiān)測可視化,對閥門開/關(guān)到位故障、污水液位過低、藥劑量不足、設(shè)備工況異常等故障報警信息進行展示。并按照突發(fā)事件發(fā)生的緊急程度以及可能造成的危害程度來進行響應(yīng)級別分級,并通過不同顏色進行標示,幫助管理者提前預(yù)判可能出現(xiàn)的各種意外風(fēng)險,進行相關(guān)事件預(yù)警和報警信息的及時推送和發(fā)布。
應(yīng)急指揮系統(tǒng)
整合險情來源渠道,利用地理信息數(shù)據(jù)、實時監(jiān)控信息、外部資源信息及以往事故資料、歷史數(shù)據(jù)和維搶修情況等基礎(chǔ)資料,對險情進行統(tǒng)一受理、調(diào)度及監(jiān)控。打通調(diào)度中心與現(xiàn)場人員的溝通渠道,實現(xiàn)應(yīng)急搶險工作的快、準、便,有效排除險情,降低事故損失。
……
建設(shè)價值
數(shù)字孿生智慧污水廠三維可視化管理系統(tǒng)基于人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù),在污水廠完整準確的BIM竣工模型基礎(chǔ)上,同時接入的各類設(shè)備的實時監(jiān)測數(shù)據(jù),進行統(tǒng)一控制和調(diào)度。建立各類工藝模型構(gòu)建智慧污水處理模塊支撐決策支持系統(tǒng),實現(xiàn)污水廠全流程自動化控制、運維數(shù)字化管理、設(shè)備資產(chǎn)全生命周期管理、一體化安全管控,生產(chǎn)運行安全可靠。以更加精細、動態(tài)和智慧的方式輔助水務(wù)企業(yè)管理運維。
總結(jié)
5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、可視化、GIS、BIM 等新技術(shù)正在重構(gòu)整個社會的經(jīng)濟結(jié)構(gòu),越來越多的傳統(tǒng)行業(yè),都在積極謀求數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型,擁抱新時代。伴隨著技術(shù)的進步,將極大提高水廠運行的自動化、信息化、智能化水平,使污水廠的運營管理能力提升到一個新的高度。
本文主要介紹了Sovit2D、Sovit3D可視化編輯器在污水處理廠智慧化場景開發(fā)中的實踐應(yīng)用,數(shù)維圖科技只提供前端可視化開發(fā)編輯器產(chǎn)品,不提供行業(yè)解決方案。
審核編輯黃宇
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