作為城市重要基礎(chǔ)設(shè)施，水廠的穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系國(guó)計(jì)民生。為提升水廠的運(yùn)行管理水平，北京自來水集團(tuán)不斷推進(jìn)水廠在信息化綜合運(yùn)用能力方面的建設(shè)。

結(jié)合BIM技術(shù)，人工智能、先進(jìn)設(shè)備，集團(tuán)在田村山凈水廠率先搭建“智慧水務(wù)”管理平臺(tái)，打通數(shù)據(jù)壁壘，通過各個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的流轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工藝流程、水質(zhì)管理、設(shè)備維護(hù)、電能管理、檔案查詢、考試培訓(xùn)等功能，體現(xiàn)了數(shù)據(jù)的價(jià)值共享，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可智慧決策的一體化的數(shù)據(jù)信息平臺(tái)，進(jìn)一步增強(qiáng)了精細(xì)化管理的能力，推動(dòng)集團(tuán)從“數(shù)字供水”向“智慧供水”的全面躍升。

2.1項(xiàng)目實(shí)施

田村山水廠智慧管理平臺(tái)按照輕重緩急原則，分三期進(jìn)行建設(shè)。一期是以田村山水廠部分工藝搭建平臺(tái)；二期項(xiàng)目對(duì)水廠的主要基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行BIM建模，將設(shè)備運(yùn)維系統(tǒng)、工控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與水廠空間數(shù)據(jù)打通進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，打造了田村山水廠的數(shù)字底盤，；三期我們基于田村山水廠的數(shù)字底盤搭建了一系列的上層應(yīng)用，比如水質(zhì)管理、水質(zhì)分析、智慧加藥、設(shè)備管理、電能管理等等，提升了水廠精細(xì)化管理水平及運(yùn)維效率。

2.2系統(tǒng)架構(gòu)

運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建智慧水務(wù)數(shù)據(jù)底盤，運(yùn)用AI技術(shù)賦能城市水務(wù)大腦。系統(tǒng)由“1+1+N+X”的結(jié)構(gòu)組成，包含1個(gè)數(shù)字底盤：對(duì)水廠全域的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸集、解析、關(guān)聯(lián)、存儲(chǔ)和復(fù)用；1個(gè)操作系統(tǒng)：對(duì)水廠的態(tài)勢(shì)、狀態(tài)、決策等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和事件管理；N種功能應(yīng)用：包括駕駛艙、空間管理、設(shè)備管理、水質(zhì)管理、電能管理、工藝模擬、文檔管理、考試管理等8個(gè)應(yīng)用模塊；X種未來算法：通過數(shù)據(jù)積累已訓(xùn)練加藥控制模型、節(jié)能降耗模型、設(shè)備預(yù)防性維護(hù)模型等核心算法。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)制定

為統(tǒng)一集團(tuán)水廠建設(shè)技術(shù)要求，規(guī)范BIM模型創(chuàng)建、數(shù)據(jù)采集匯聚和集成管理平臺(tái)開發(fā)，提高供水生產(chǎn)可視化、集成化、智能化管理水平，在總結(jié)前期試點(diǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，制定《北京市自來水集團(tuán)智慧水廠建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，田村山水廠智慧管理平臺(tái)作為前期十點(diǎn)，為京水集團(tuán)智慧水廠建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我司協(xié)助京水完成標(biāo)準(zhǔn)制定。

2.4 創(chuàng)新應(yīng)用

（1）加藥控制系統(tǒng)

 通過對(duì)水質(zhì)分析，借助于藥劑投加的歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，建立高仿真模型和精確控制模型，結(jié)合大數(shù)據(jù)不斷仿真優(yōu)化，建立智慧藥劑投加控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水廠供水藥劑的自協(xié)調(diào)、自學(xué)習(xí)，提升水質(zhì)的預(yù)判能力，為運(yùn)行人員提供數(shù)據(jù)參考，從而全面提升整個(gè)生產(chǎn)過程的智慧化程度，做到自動(dòng)、高效、低耗，確保安全供水。

（2）設(shè)備管理系統(tǒng)

 結(jié)合BIM三維模型，融合設(shè)備各類信息，可基于BIM模型查看設(shè)備銘牌信息、備品備件、維修維保、實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享及信息聯(lián)動(dòng)。在智能數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，智慧化設(shè)備管理使水廠可以把設(shè)備的意外損壞降低到最小程度，強(qiáng)化預(yù)測(cè)性維護(hù)，確保設(shè)備各部件的壽命在可控范圍內(nèi)，節(jié)省維修費(fèi)用。

（3）智慧節(jié)能模型

智慧節(jié)能模型通過不同性能機(jī)泵的分布及組成，對(duì)取水泵房或配水泵房不同性能機(jī)泵的供水方案進(jìn)行優(yōu)化組合，使整廠機(jī)泵長(zhǎng)期保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)。從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

基于數(shù)字孿生模型，與現(xiàn)實(shí)世界相互映射、交互。通過將現(xiàn)實(shí)世界的視頻、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)與數(shù)字孿生模型結(jié)合，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)交互，即在系統(tǒng)中能夠完全查看到現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況。同時(shí)可基于數(shù)字孿生平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、設(shè)備維修維保指導(dǎo)等，從而通過平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析、模擬輔助日常工作及領(lǐng)導(dǎo)決策。

（1） 提高多系統(tǒng)綜合管理能力

系統(tǒng)匯集了水廠中的設(shè)備管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、工控系統(tǒng)等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各平臺(tái)數(shù)據(jù)的互聯(lián)共通，消除“數(shù)據(jù)孤島”，有效提高水廠各部門在設(shè)備設(shè)施運(yùn)行管理工作中的協(xié)作能力。

（2） 提高檔案資料管理水平

強(qiáng)化水廠信息化管理水平，簡(jiǎn)化工程文檔資料管理流程，減少紙質(zhì)工程文檔破損，杜絕重要檔案資料遺失。

（3） 拓展業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)渠道

系統(tǒng)集成BIM中的靜態(tài)數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，通過可視化技術(shù)將這些數(shù)據(jù)直觀的展現(xiàn)在平臺(tái)中，提升員工快速獲取工藝運(yùn)行工況，明確操作流程，做出快速?zèng)Q策。

（4） 降低經(jīng)驗(yàn)依賴

利用BIM技術(shù)對(duì)水廠核心基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行數(shù)字化復(fù)原，并以BIM三維模型方式展現(xiàn)，降低工程圖紙的閱讀難度，提高水廠職工的業(yè)務(wù)技能。