文/吳天飛

根據(jù)上級部門對諸暨市農(nóng)村生活污水治理設(shè)施運(yùn)維年度考核要求，在線監(jiān)控設(shè)備按照紹興市建設(shè)局26 號文件“對設(shè)計(jì)日處理量30噸、受益農(nóng)戶100 戶以上和位于水環(huán)境功能較高區(qū)域的農(nóng)村生活污水治理設(shè)施且穩(wěn)定連續(xù)排放廢水的，要安裝處理水量計(jì)量和運(yùn)行狀況監(jiān)控系統(tǒng)，并及時(shí)傳輸監(jiān)控信息，監(jiān)控探頭需覆蓋終端建設(shè)區(qū)域并能夠清晰反映出水水量大小及水質(zhì)狀況。

通過網(wǎng)絡(luò)采集各個(gè)農(nóng)村生活污水治理設(shè)施的運(yùn)行工況，在線實(shí)時(shí)監(jiān)測各站點(diǎn)電泵電流和污水流量等指標(biāo)變化情況并計(jì)算累計(jì)流量，并上傳至監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫，在監(jiān)控中心可以查詢各站點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表，給決策部門提供參考數(shù)據(jù)。同時(shí)按照浙江省農(nóng)村生活污水治理設(shè)施運(yùn)維監(jiān)管服務(wù)縣分平臺接口規(guī)范，將諸暨市各站點(diǎn)在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和在線監(jiān)控圖片同步到浙江省運(yùn)維監(jiān)管平臺。

為保證設(shè)備能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，使其充分發(fā)揮作用，實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和自動(dòng)檢測設(shè)備故障狀況，并結(jié)合對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，在設(shè)備故障產(chǎn)生初期，給出準(zhǔn)確的、快速的診斷結(jié)果，為檢修和運(yùn)行人員爭取更多的故障處理時(shí)間與主動(dòng)性，提高監(jiān)控設(shè)備的可靠性，降低維修成本，減少經(jīng)濟(jì)損失。

1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)前端站點(diǎn)系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)彩色攝像機(jī)、攝像機(jī)補(bǔ)光燈、檢測模塊、控制模塊、電流互感器、485 總線和現(xiàn)場單片機(jī)，檢測模塊通過電流互感器與泵電源線連接，通過電流數(shù)據(jù)檢測泵的工況，控制模塊與紅外補(bǔ)光燈連接，控制補(bǔ)光燈的打開和關(guān)閉，檢測模塊、控制模塊和流量計(jì)通過485 總線與單片機(jī)連接，單片機(jī)和網(wǎng)絡(luò)彩色攝像機(jī)通過環(huán)保專網(wǎng)接入環(huán)保局監(jiān)控中心。環(huán)保局監(jiān)控中心包括監(jiān)控主機(jī)、交換機(jī)、磁盤陣列和查詢終端，監(jiān)控中心平臺軟件和數(shù)據(jù)部署在監(jiān)控主機(jī)上，查詢終端供維護(hù)人員操作和查詢。通過浙江省農(nóng)村生活污水治理設(shè)施運(yùn)維監(jiān)管服務(wù)縣分平臺接口，及時(shí)下載數(shù)據(jù)字典、巡檢模板和設(shè)施信息等基礎(chǔ)信息，通過增量同步方式上傳運(yùn)維信息和在線監(jiān)控圖片。如圖1所示。

2 軟件功能設(shè)計(jì)

2.1 主界面功能

顯示監(jiān)控區(qū)域行政地圖，可對地圖進(jìn)行放大、縮小、拖動(dòng)等基礎(chǔ)操作功能。地圖標(biāo)識各站點(diǎn)地理位置和名稱，站點(diǎn)不同網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)以不同顏色標(biāo)注顯示。單擊站點(diǎn)可顯示泵的運(yùn)行狀態(tài)和流量計(jì)的實(shí)時(shí)流量數(shù)據(jù)以及所在站點(diǎn)攝像機(jī)數(shù)量和名稱，鼠標(biāo)選擇攝像機(jī)圖標(biāo)可顯示實(shí)時(shí)視頻或查看錄像。

2.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理主要包括區(qū)域管理和站點(diǎn)管理。區(qū)域是指不同的管理地域，是為了管理方便把不同的站點(diǎn)分到對應(yīng)的區(qū)域里，一般指不同的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。站點(diǎn)是指安裝了農(nóng)村生活污水治理設(shè)施的地點(diǎn)，它有一套完整設(shè)備組成，歸屬于不同的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

圖1

2.3 在線監(jiān)控功能

在線實(shí)時(shí)監(jiān)測污水液位、污水流量、水泵電流等變化情況。對污水液位、污水流量、水泵電流設(shè)置閥值，與視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)，超過閥值觸發(fā)視頻事件錄像。

2.4 視頻監(jiān)控功能

在終端建設(shè)區(qū)域和污水排水口安裝高清攝像頭，實(shí)時(shí)記錄站點(diǎn)設(shè)施運(yùn)行情況和排放口排放過程，具備實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、攝像機(jī)云鏡控制、錄像檢索回放、錄像備份下載和定時(shí)抓拍等基礎(chǔ)功能，同時(shí)具備電子地圖，支持在線實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)互動(dòng)功能，接收和處理報(bào)警，控制解碼上電視墻等高級應(yīng)用。

2.5 數(shù)據(jù)查詢及報(bào)表功能

可隨意統(tǒng)計(jì)查詢?nèi)我鈺r(shí)間段內(nèi)的監(jiān)控指標(biāo)數(shù)據(jù)，可查詢?nèi)魏螘r(shí)間點(diǎn)的系統(tǒng)預(yù)警信息和設(shè)備故障報(bào)警信息，以報(bào)表格式打印。可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢和打印。

2.6 報(bào)警功能

可預(yù)設(shè)報(bào)警閥值，監(jiān)控平臺以彈出界面等方式顯示實(shí)時(shí)系統(tǒng)報(bào)警信息和設(shè)備故障報(bào)警信息，根據(jù)報(bào)警閥值，觸發(fā)事件錄像，可對報(bào)警信息進(jìn)行確認(rèn)或說明處置情況。支持聲光報(bào)警、短信報(bào)警和電話語音報(bào)警等多種形式報(bào)警形式。

2.7 省級平臺對接功能

通過浙江省農(nóng)村生活污水治理設(shè)施運(yùn)維監(jiān)管服務(wù)縣分平臺接口，下載數(shù)據(jù)字典、巡檢模板和設(shè)施信息等基礎(chǔ)信息，通過增量同步方式上傳運(yùn)維信息和在線監(jiān)控圖片。

3 浙江省農(nóng)村生活污水治理設(shè)施運(yùn)維監(jiān)管服務(wù)縣分平臺接口

浙江省農(nóng)村生活污水治理設(shè)施運(yùn)維監(jiān)管服務(wù)縣分平臺接口規(guī)范為符合數(shù)據(jù)同步條件的企業(yè)平臺開放服務(wù)，提供統(tǒng)一的HTTP 接口調(diào)用與交互規(guī)范，僅適用于由企業(yè)服務(wù)器端發(fā)起調(diào)用請求，包括POST 提交數(shù)據(jù)以及GET 請求數(shù)據(jù)。接口上傳的數(shù)據(jù)包括以下內(nèi)容：培訓(xùn)記錄、水質(zhì)檢測記錄、設(shè)施巡檢記錄、設(shè)施故障信息、清掏記錄、終端水質(zhì)監(jiān)測記錄、運(yùn)維企業(yè)人員信息、運(yùn)維企業(yè)設(shè)備信息、運(yùn)維設(shè)備區(qū)域信息、運(yùn)維化驗(yàn)室信息、運(yùn)維合同信息、運(yùn)維區(qū)域信息和在線監(jiān)控圖片。接口下載的數(shù)據(jù)包括以下內(nèi)容：數(shù)據(jù)字典、巡檢模板和設(shè)施信息。

4 故障檢測分析

根據(jù)視頻廠商提供的二次開發(fā)接口開發(fā)的程序?qū)η岸藬z像機(jī)和中心磁盤陣列設(shè)備進(jìn)行檢測，應(yīng)用各站點(diǎn)下位機(jī)自動(dòng)檢測接入的傳感器和通信線路故障，并結(jié)合上位機(jī)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)或異常進(jìn)行預(yù)警。各種故障預(yù)警信息在軟件主界面電子地圖上標(biāo)注顯示，并以短信等多種報(bào)警形式向運(yùn)維人員進(jìn)行報(bào)警，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)設(shè)備出現(xiàn)故障的種類和頻率，并對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行故障趨勢分析和故障占比分析。

4.1 前端攝像機(jī)設(shè)備

檢測設(shè)備的在線、離線情況；自動(dòng)檢測線路信號衰減情況，根據(jù)攝像機(jī)的數(shù)據(jù)流偏離正常流量值定性判斷通訊信號衰減程度；自動(dòng)檢測前端設(shè)備正常工況下的數(shù)據(jù)流量，對數(shù)據(jù)流量偏小的予以提示；自動(dòng)檢測圖像預(yù)覽失敗情況，判斷預(yù)覽失敗原因；自動(dòng)檢測視頻信號丟失的異常情況；自動(dòng)識別設(shè)備硬件錯(cuò)誤的識別碼，判斷設(shè)備硬件運(yùn)行情況；自動(dòng)檢測圖像模糊、亮度異常、對比度異常、飽和度異常、色調(diào)異常等圖像失真情況。

4.2 中心磁盤陣列設(shè)備

自動(dòng)檢測設(shè)備的在線、離線情況；自動(dòng)檢測磁盤陣列宕機(jī)情況；自動(dòng)檢測登陸磁盤陣列失敗情況，判斷登陸失敗原因；自動(dòng)檢測硬件異常情況，包括Flash 卡異常、硬Raid 錯(cuò)誤、通道盤丟失、磁盤Smart 異常、CPU 異常、風(fēng)扇異常等；檢查配置錯(cuò)誤信息和檢查單個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的存儲空間是否有重復(fù)；檢查錄像文件的保留天數(shù)，未達(dá)到設(shè)定值將觸發(fā)報(bào)警。

4.3 其它設(shè)備

下位機(jī)自動(dòng)檢測自動(dòng)檢測接入的傳感器和線路故障，自動(dòng)檢測傳感器在線、離線情況，自動(dòng)檢測傳感器信號衰減程度，自動(dòng)檢測傳感器異常狀況，自動(dòng)檢測線路故障，對檢測的故障實(shí)時(shí)發(fā)送至上位機(jī)。上位機(jī)檢測下位機(jī)的在線、離線情況，若下位機(jī)因停電等原因關(guān)機(jī)時(shí)，系統(tǒng)將循環(huán)執(zhí)行遠(yuǎn)程喚醒直至其開機(jī)。實(shí)時(shí)接收下位機(jī)發(fā)送的故障信息，并結(jié)合運(yùn)維記錄對采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，一旦發(fā)現(xiàn)超標(biāo)或異常進(jìn)行預(yù)警。各種故障預(yù)警信息在軟件主界面電子地圖上定位并顯示故障信息，能以短信和語音電話等多種報(bào)警形式向運(yùn)維人員進(jìn)行報(bào)警。自動(dòng)統(tǒng)計(jì)設(shè)備出現(xiàn)故障的種類和頻率，并對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行故障趨勢分析和故障占比分析。

5 結(jié)束語

農(nóng)村生活污水治理設(shè)施在線監(jiān)控系統(tǒng)就是利用傳感器技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)、GIS 技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)和故障檢測等核心技術(shù)于一體的智慧監(jiān)管系統(tǒng)，本系統(tǒng)將電子地圖、視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理、故障分析、預(yù)警功能和運(yùn)維功能于一體，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)顯示直觀、預(yù)警準(zhǔn)確和運(yùn)維及時(shí)等功能。系統(tǒng)根據(jù)視頻廠商提供的二次開發(fā)接口開發(fā)的程序?qū)η岸藬z像機(jī)和中心磁盤陣列設(shè)備進(jìn)行檢測，應(yīng)用各站點(diǎn)下位機(jī)自動(dòng)檢測接入的傳感器和通信線路故障，并結(jié)合上位機(jī)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，保證了運(yùn)維的及時(shí)性和效率。通過浙江省農(nóng)村生活污水治理設(shè)施運(yùn)維監(jiān)管服務(wù)縣分平臺接口，及時(shí)下載數(shù)據(jù)字典、巡檢模板和設(shè)施信息等基礎(chǔ)信息，通過增量同步方式上傳運(yùn)維信息和在線監(jiān)控圖片。實(shí)踐證明，農(nóng)村生活污水治理設(shè)施在線監(jiān)控和故障分析為污水治理設(shè)施的長效運(yùn)行和有效監(jiān)管提供了技術(shù)支持，并降低了運(yùn)維和監(jiān)管的成本，提高了運(yùn)維和監(jiān)管的效率，有利于政府行政管理部門的有效監(jiān)督和長效管理，具有良好的發(fā)展前景。