GIS+SCADA一体化系统在水务-水利行业的应用

       在使用SCADA系统对用户所属资产的动态运行状况进行监控时,经常会遇到一定的GIS功能和视频监控功能的整合需求,这是几乎所有行业的共同需求,因为SCADA监视功能并不永远局限于传统的虚拟化、抽象化画面,能够与准确的地理空间位置相对应的、能够与现场实景视频相印证的可视化功能,总是会受到用户的欢迎。

       2012年,从水务行业开始,以GS-X5大型SCADA系统开发平台实现为用户的可视化和系统功能整合的需求,事实上,这个需求也可以扩展到任何希望在项目中拥有SCADA系统+一体的轻量级GIS功能+一体的视频监控功能、同时又不愿花费过多资金和人力建设、维护复杂系统的各行业用户。

       水务行业涉及自动化的环节,具体到供水部分,包括水源地监控、净水厂监控、管网压力流量监测、加压泵站监控、二供泵房监控、远程抄表等;排水部分包括污水处理厂监控、排污管网监测、排污泵站监控、排污口监测等。一般采用SCADA系统(组态软件)加上PLC/RTU实现,SCADA是实时系统。

视频监控,目前已经是上述各种自动化场景中的标配功能组件。

水务行业的信息化环节,与自动化有密切关联的,是供排水管网/供排水设备的信息化管理,一般通过GIS(地理信息系统)实现,GIS是非实时的系统。

GIS+SCADA一体化系统的产生,来自以下现场的实际需求和长久痛点:

1、软件绑定硬件,形成信息孤岛。水务行业的产品市场,流行购买硬件送软件的销售模式,用户也认为硬件看得到,软件无价值,欣然接受,殊不知术业有专攻,硬件做的好,未必软件做的好。在整个行业和用户缺乏标准和规范的情况下,特定厂家的软件无法与其它的软件互通,交换数据;或者要收取高额的接口费,事实上将用户“绑架”,形成一个个信息孤岛,严重影响用户整体的自动化和信息化持续建设。

2、不同系统难以融合,失去协同效果。以往,SCADA系统和GIS系统都是各自独立存在的应用系统。GIS需要引用SCADA系统产生实时或者统计数据,需要通过中间件获取;SCADA系统如果需要GIS的拓扑-区域计算功能(比如爆管分析/管阀分析/停水区域分析/污染区域分析),则需要调用GIS的相关API功能。提供相关数据给GIS。由于SCADA和GIS属于两个独立系统,数据库、HMI无法统一,大量用户现场实际案例显示,要长时间维持两个系统的数据一致性,是不可能完成的任务。而如果两个系统的数据无法保持一致,那两个系统之间的功能联动,就失去了真实性,前期大量投资建设、希望基于不同系统之上的分析预警等功能的规划,也随之失去作用。

3、大马拉小车,严重的性价比失衡。绝大多数用户只需要较小区域(数百,最多数万平方公里以下)、简单的管网与设备(空间元素以数万个为单位)的简单展示、查询统计和拓扑分析功能,,通常GIS系统的系统集成厂家却采用大型商用化GIS系统作为解决方案的基础平台。这种简单粗暴的方案,将巨额的商用GIS软件费送给了国外GIS厂商。而实际上,GIS系统集成厂家不愿坦诚的是,商用化GIS系统,其实是为整个地球或整个国家的海量空间数据设计的,其架构之复杂、维护难度之高,价格之昂贵,完全不是中小规模(或者是微型规模)的用户所需要的和能够承受的。

4、视频监控系统,独往独来的存在。视频监控系统一般都是自成一家,与SCADA监控系统很难实现联动展示与控制,监控效率极低;同时不同视频监控产品厂家关键技术的公开性、标准化和透明度不强,不同产品的互联互通成功率和稳定性差。

针对水务用户的现实需求,以GIS+SCADA一体化系统来取代以前各自为政的自动化子系统,通过轻量级GIS引擎实现用户对空间数据的GIS展示、管理、查询统计和分析功能,同时直接整合视频监控前端设备,打破视频监控系统的独立但低效的格局。这样的系统,架构简洁,性价比高,用户使用和维护成本简单,为后续行业的高级分析应用功能(如DMA、水力模型计算)打下了坚实可靠的基础。

GIS+SCADA一体化系统的研发和实用化道路非常艰辛,前后历经7年时间,最终在安徽xx水司成功投入运行,最终在同一系统(C/S+B/S+M/S)上,实现了源水监控、净水厂监控、管网压力流量监测、加压泵站监测、二次供水泵房监控、远程抄表、视频监控及联动、GIS功能(高精度矢量底图+空间数据)与SCADA的画面完全一体融合,在HMI上统一展示SCADA画面和GIS画面、编辑、统计分析和拓扑计算。

GIS+SCADA一体化系统在水务-水利行业的应用


以GS-X5大型SCADA系统开发平台,构建GIS+SCADA一体化应用系统,是迄今为止SCADA领域的独创,在各方面都比传统方案有巨大的优势;由于GS-X5系统的跨平台特点,GIS+SCADA一体化应用系统同样能够在全国产化自主可控计算环境下高效稳定运行,由于目前厚重的GIS系统难以在国产化信创系统上运行,轻量级的国产化信创GIS系统就更有其独特的价值。

2022年将开始在水利行业(船闸自动化监控SCADA系统上添加GIS功能,展示真实地理位置的船闸及其实时开度、实时视频、流域内船舶的在GIS上的实时位置)开始市场拓展,并逐步扩展其他行业市场。

GIS+SCADA一体化系统在水务-水利行业的应用