走進(jìn)福州首個(gè)數(shù)字孿生水廠：制水有智慧 供水更安心

“供水量更大，水質(zhì)更潔凈，還有了更聰明的制水大腦。”今年9月，倉(cāng)山區(qū)建新鎮(zhèn)的飛鳳山水廠二期擴(kuò)建及深度處理改造工程并網(wǎng)通水，成為全省規(guī)模最大的深度處理工藝水廠。與此同時(shí)，全市首個(gè)高度鏡像化的水廠數(shù)字孿生系統(tǒng)也在此驚艷亮相。

混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒……廠區(qū)內(nèi)，各道制水工序井井有條；電腦里，等比復(fù)刻的3D水廠同步更新數(shù)據(jù)。依托超精細(xì)三維數(shù)字化復(fù)原，接入多維實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，飛鳳山水廠的綜合調(diào)度大樓里，搭起了一座與現(xiàn)實(shí)水廠一模一樣的數(shù)字水廠。如今，每日有近30萬(wàn)噸水從這里出發(fā)，送往千家萬(wàn)戶，潤(rùn)澤民生。近日，記者走進(jìn)更新升級(jí)后的飛鳳山水廠，探訪“智慧大腦”的奧妙所在。

依托超精細(xì)三維數(shù)字化復(fù)原，飛鳳山水廠搭起了一座數(shù)字水廠。記者 陳暖 攝

數(shù)字孿生 水廠一圖盡覽

飛鳳山水廠數(shù)字孿生系統(tǒng)中，幾座等比縮小的構(gòu)筑物整齊排列，水廠內(nèi)部布局躍然眼前；輕輕一點(diǎn)，實(shí)時(shí)水質(zhì)、機(jī)器設(shè)備狀態(tài)等要素信息便匯集于“水廠一張圖”模塊，生產(chǎn)情況盡收眼底……日前，記者來(lái)到飛鳳山水廠，調(diào)度中心的工作人員正坐在電腦前仔細(xì)查看、調(diào)試數(shù)據(jù)，確保這座數(shù)字水廠與現(xiàn)實(shí)水廠“分毫不差”。

“2020年飛鳳山水廠二期擴(kuò)建及深度處理改造工程一啟動(dòng)，我們就錨定了建設(shè)智慧水廠的目標(biāo)。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人鄭源告訴記者，為了確保數(shù)字水廠和現(xiàn)實(shí)水廠的運(yùn)行情況完全一致，項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段就引入BIM（建筑信息化模型）技術(shù)，現(xiàn)實(shí)中的水廠與系統(tǒng)里的數(shù)字水廠，都以BIM模型為基礎(chǔ)建設(shè)。“一母同胞”的搭建方式，讓兩個(gè)水廠無(wú)論是地面上的建筑體，各流程的生產(chǎn)設(shè)備，還是深埋地下的管道系統(tǒng)，全都如出一轍。

有了一模一樣的載體，還要有實(shí)時(shí)互通的數(shù)據(jù)。鄭源介紹，水廠內(nèi)安裝了超過(guò)300個(gè)傳感器，能將水廠運(yùn)營(yíng)中的視頻監(jiān)控畫面、設(shè)備運(yùn)行情況、水質(zhì)、流量與壓力等多維實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)傳回“大腦”，統(tǒng)一分析調(diào)度。在保障兩個(gè)水廠運(yùn)行一致的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)水廠各個(gè)關(guān)鍵工藝及運(yùn)維節(jié)點(diǎn)的精細(xì)化控制，讓數(shù)字孿生水廠名副其實(shí)。

“以前水廠業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)分屬不同系統(tǒng)，日常使用中要反復(fù)切換窗口?，F(xiàn)在有了高度集成化的‘水廠一張圖’，一個(gè)頁(yè)面就能查看水廠內(nèi)設(shè)備資產(chǎn)信息、實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、維護(hù)數(shù)據(jù)及安防視頻監(jiān)控畫面等各類數(shù)據(jù)，操作更簡(jiǎn)單、也更直觀了。”談起數(shù)字孿生系統(tǒng)，工藝技術(shù)組班長(zhǎng)嚴(yán)舒芯豎起大拇指。

全天候監(jiān)管 供水安心無(wú)慮

工作人員們一路小跑來(lái)到絮凝沉淀池，觀察水面和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，確認(rèn)無(wú)誤后前往深度處理廠區(qū)，依次查看16個(gè)觀察池……這是記者在智慧大屏的“線上巡檢”板塊看到的畫面。

“智慧大腦”里，運(yùn)籌帷幄的“水廠一張圖”，讓工作人員可以在一個(gè)頁(yè)面里了解制水全過(guò)程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。而“線上巡檢”功能，則實(shí)現(xiàn)了足不出戶的安全監(jiān)管。

鄭源介紹，“線上巡檢”功能接入了廠區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)模型畫面與現(xiàn)實(shí)監(jiān)控畫面以及實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的有機(jī)結(jié)合。巡檢人員在大屏前輕輕一點(diǎn)，“數(shù)字眼睛”便根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的巡檢路徑，對(duì)路線上的生產(chǎn)工藝狀態(tài)及重要設(shè)備進(jìn)行巡檢。

“以前專職人員每4小時(shí)就要進(jìn)行一次巡檢工作?，F(xiàn)在有了線上巡檢系統(tǒng)，可以做到每小時(shí)都巡檢一次，在提高巡檢頻次、保障供水正常安全的同時(shí)減少人力。”鄭源介紹，配合原有的人工巡檢，如今，線上線下雙保險(xiǎn)的巡檢工作進(jìn)一步保障了水廠供水安全。

制水過(guò)程安全加碼，取水地的水源安全也得到了保障。

設(shè)定巡檢路徑、實(shí)時(shí)傳回水源地?cái)?shù)據(jù)……為了保障水源地的水質(zhì)與取水安全，飛鳳山水廠正緊鑼密鼓在取水泵房布置無(wú)人機(jī)和機(jī)場(chǎng)，控制無(wú)人機(jī)前往水源地進(jìn)行巡檢，將巡檢畫面實(shí)時(shí)回傳至“智慧大腦”，分析研判水源地的水質(zhì)安全情況并提供處置方案，從源頭保障供水安全。

智慧賦能 水務(wù)統(tǒng)籌管理

水廠里各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的精益求精，是為了在起點(diǎn)做好供水保障。如何在供水終端保障百姓日常用水？水廠的運(yùn)營(yíng)管理面臨著更多挑戰(zhàn)。

“針對(duì)供水上游和下游的業(yè)務(wù)管理，我們基于網(wǎng)頁(yè)端與移動(dòng)應(yīng)用搭建了水廠智慧運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，讓員工隨時(shí)隨地參與業(yè)務(wù)管理。”鄭源介紹，從前，生產(chǎn)管理分屬不同平臺(tái)，只能通過(guò)線下協(xié)調(diào)溝通，操作流程較為繁瑣。

如今，登錄水廠智慧運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，運(yùn)行管理、設(shè)備管理、安全管理等業(yè)務(wù)一應(yīng)俱全，水質(zhì)數(shù)據(jù)、水量數(shù)據(jù)、藥耗數(shù)據(jù)等水廠生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)信息一目了然，工作人員隨時(shí)隨地都能在線上遠(yuǎn)程管理業(yè)務(wù)。

“接下來(lái)，我們將繼續(xù)開(kāi)發(fā)飛鳳山水廠數(shù)字孿生系統(tǒng)的更多功能，讓水廠供水更加安全、高效、節(jié)能，并同步升級(jí)、推廣水廠智慧運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，讓水務(wù)統(tǒng)籌更加便利。”鄭源說(shuō)道。

“我們還將持續(xù)激活數(shù)字動(dòng)能，打造可復(fù)制的水廠智慧運(yùn)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)，將相關(guān)平臺(tái)和經(jīng)驗(yàn)推廣應(yīng)用到更多水廠和水司工作中，打造數(shù)字水務(wù)福州樣板。”福州水務(wù)集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，未來(lái)，“智慧大腦”的“腦容量”將持續(xù)擴(kuò)容，讓“智慧之水”“幸福之水”匯入千家萬(wàn)戶，為福州加快建設(shè)現(xiàn)代化國(guó)際城市貢獻(xiàn)力量。（見(jiàn)習(xí)記者 吳樺真）