通过信息化与数字化手段对海量感知数据进行整合、分析与应用，实现信息资源与生产经营深度融合，建立安全稳定、精细高效的智能化管理方式，实现智慧排水[1-5]。1排水泵站基本情况沈阳经济技术开发区（以下简称沈阳经开区）位于辽宁省沈阳市西南部，总规划面积达448 km2，已建成区域面积145 km2。区内聚集装备制造、汽车及动力、医药化工、食品饮料及包装、纺织染整等行业，辖区内需要处理的水包含企业生产废水、居民和企业生活污水及自然降水等。沈阳经开区属平原地貌，排水管线内水流通过重力作用自动排出效率低，为降低施工难度需要在排水管线中途及终点建设排水泵站，提高水流排出效率、保障环境安全。辖区内现有排水泵站37座，服务区域面积达129.30 km2。其中，污水泵站19座，污水泵76台，排水量108 000 m3/h；雨水泵站18座，雨水泵106台，排水量415 152 m3/h。2020年前尝试过智能化改造，但仅改造了部分电气设施且未进行管理系统软件的开发，全部排水泵站仍采用现场派驻运行工的模式进行管理。运行工模式使排水泵站安全稳定运行存在较大隐患，此模式更多地依赖运行工技术能力和工作经验，对运行工综合素质要求较高，且各排水泵站间距离较远，不便于上下游泵站沟通联动，不能达到统筹指挥、内外协调和自动运行的效果。汛期期间，信息反馈、交流互动和运行检查方面均受到天气情况的制约，存在工作效率低、安全隐患大、成本投入高的弊端。2排水泵站智能化改造内容沈阳经开区排水泵站智能化改造的目标是通过信息化与数字化手段，实现信息资源与生产经营的融合，通过控制智能化、数据资源化、管理精准化、决策智慧化，保障排水泵站安全稳定运行，实现更高效的运营、更科学的管理和更优质的服务。智能化改造整体设计分为自动化控制改建、信息化板块开发和智能化综合应用3个阶段。2020年4月起，沈阳经开区对所辖区域内排水泵站进行自动化和信息化改造，智能化综合应用将在前两阶段成熟稳定后开展。37座排水泵站自动化控制改建工作基本完成，主要为硬件设备设施的安装和改建用以提升生产效率。通过设计改建，全部排水泵站均具备自动运行能力，且有4座雨水泵站和13座污水泵站实现了无人值守改造，其余泵站正在向无人值守模式逐步完善。排水泵站信息化改造主要以软件系统设计为主，用以收集积累运行、维护和管理的信息数据，开发PC端和移动端应用系统，实现排水泵站远程监测和管理、环境可视化管理、故障诊断和预警、数据记录和分析等目的。2.1硬件设施安装和改建自动化控制改建部分依托原有构筑物和设备设施开展改造工作，包含排水泵站控制设备设施安装改建和指挥调度中心建设及部分构筑物维护。硬件设施改造部分涉及全部排水泵站，主要安装改造PLC控制柜37组、水泵、格栅机和闸门等机械设施的电力柜、配电箱342组、工控机37台、超声波液位仪12台和报警仪12台；站内累计安装监控摄像头108个、红外对射设备50组、烟雾传感器26组、水浸传感器52台和有毒气体检测设备26组；安装调试网络通信设施、数据存储、传输设施、其他辅线及配件等。指挥调度中心设置在公司原有监控室内，设置监视控制主机和显示屏，连接网络通信设施，实时监控排水泵站运行。2.2软件系统的设计和开发信息化板块利用主要成果是设计开发了排水泵站监测管理物联网平台，管理平台采用物联网、云计算等信息技术手段，具备边缘侧采集和控制、信息数据处理和分析及远程控制和视频监控等能力，设计了监测中心、告警中心、运维中心及数据中心等板块。同时，进行36组3D场景开发，能够获得液位、流量、电压、电流及耗电量等关键数据，主要设施的运行状态设计了不同颜色表示，能够保证管理人员全面掌握排水泵站现场运行状态，及时收集处理运行数据，综合各类各项信息进行判断。泵站控制页面如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2024.04.021.F001图1泵站控制页面自动化控制指令的设置参考了区内近10年来防汛排水工作记录，设置水泵的启停以液位仪传输至系统的数值为依据，按照设定液位高度开启或关闭对应台数水泵。以化工污水泵站为例，控制水泵启闭，还可以根据运行实际需要在管理平台上调整运行状态为自动运行、远程操控或本地控制。在运行安全方面，系统将以发送预警信息的方式呈现，当被管理平台监测到异常信息时，排水泵站的图标立即由蓝色变为红色并在主页面弹出报警对话栏。液位低于0.5 m时，系统将自动发出低液位预警。有毒气体浓度告警阈值分别设置为：H2S，14×10-6 mL/m3；可燃气体，40×10-6 mL/m3；CO，34×10-6 mL/m3；NH3，56×10-6 mL/m3。电流告警值根据每台水泵配套电机的额定电流值设置，因每台水泵参数不同而导致电流告警值不同，电流值达到额定电流的105%时将发出预警信息，系统将保持持续报警状态直至预警信息排除后恢复。2.3智能化运行管理排水泵站运行管理在指挥调度中心设有管理员、监控员、巡视员和维护员。指挥调度中心是信息集散地，监控员能够通过管理平台的监测中心实时查看各排水泵站机械设备和电气设施的运行状态。管理员依据监控员上报的信息或管理平台自动反馈的信息随时调整运行状态、校对运行参数或安排维护员进行维修工作。监控员能通过监测中心检查各排水泵站现场环境和调取历史画面，24 h监控排水泵站园区安全。排水泵站现场为机械设备和电气设施分别设置独立二维码，通过PC端管理平台输入巡视检查、维修保养计划并设定完成时限、执行人等相关信息，执行人完成工作后在移动端管理平台上反馈，扫描现场二维码可登记设备设施日常运行状态、记录维修养护进展情况，并与相关人员互动。管理员可通过管理平台对工作进展、质量进行检查，还可通过管理平台调取设备状态、参数和问题，形成运行管理电子台账，用于指导现场工作、提高工作效率，方便制订后续运营管理计划。与传统运行管理模式相比，改造后的排水泵站通过告警功能及时发送信息，提前预报设备故障讯息，避免设备损毁且降低了大修频次，平均减少维修资金85.3万元/年。通过智能控制系统自动调节设备设施启闭状态，使水泵保持高效运行，降低了非必要的电能消耗，平均降低耗电量190 万kWh/年；通过智能化改造排水泵站组织管理模式进行优化重组，平均节约管理费153.6万元/年。3存在问题及发展计划目前，系统使用无线网络进行信息传输，偶尔出现因无线网络不稳定造成信息传输异常状况，后续将协调相关单位和部门完善排水泵站基础设施建设，将无线网络改建为有线网络，保持信息传输的连续性、有效性和稳定性。管理系统移动端App开发不够完善[6]，暂不具备设备设施远程操控能力。移动端支持巡检系统的应用和在线查看功能，后续将开发完善移动端更广泛的管理、操作和控制板块。排水泵站经过智能化改造后，日常运行管理更多依赖管理系统对设备设施的监视和控制，因此信息传输安全稳定性和系统平台阻止入侵的能力十分重要，未来需要重点关注系统安全性能，不断升级优化管理平台。为了进一步提高排水泵站的管控水平、保障排水泵站运行可靠经济，需要对现有自控系统进行改进，排水泵站间优化运行。还需要设计实现与区内排水管网和污水处理厂的智慧联动，保证排水泵站运行效能及排水管网、污水处理厂运行安全，实现一网通管、一屏通览、一键联动的总体框架，使智能排水控制网络覆盖全部服务区域。4结语随着城市的日益发展，人们日常生活需求逐渐提高，排水泵站服务要求也随之提升。因此，需要不断完善改进排水泵站监管方式，升级自动控制系统，使排水泵站的日常运行更合理适用、经济高效、便捷安全。在服务城市日常运行时，收集的数据能够为城市防汛排涝提供理论支撑，为防洪减灾决策提供参考依据，为城市环境更新建设提供合理建议，为区域水环境安全尽应尽职责。