水 利 智 慧 运 维
xx公司 2016年6月
目
录
引言 .............................................................................................................1 1项目概述 ..................................................................................................2 1.1概述 .......................................................................................................2 1.2背景 .......................................................................................................2 1.3需求概述...............................................................................................2 1.4条件与限制...........................................................................................4 2技术方案 ..................................................................................................6 2.1目标 .......................................................................................................6 2.2原则 .......................................................................................................6 2.3要求 .......................................................................................................7 3总体架构 ..................................................................................................9 3.1监测体系...............................................................................................9 3.2传输网络...............................................................................................9 3.3数据中心...............................................................................................9 3.4决策中心...............................................................................................9 3.5调度中心...............................................................................................9 3.6服务对象...............................................................................................9 3.7安全保障...............................................................................................9 3.8推进机制.............................................................................................10 4基础架构 ................................................................................................11 4.1基础设施平台 ....................................................................................11
I
4.2综合数据平台 ....................................................................................11 4.3决策支持平台 ....................................................................................12 5运维流程 ................................................................................................13 6建设过程 ................................................................................................14 7结语 ........................................................................................................15 II
引言
现如今，水利系统的自动化运行已基本实现，随着信息技术的快速发展，最新崛起的互联网+、大数据、云计算、物联网等技术对人们的日常生活造成巨大的冲击并产生深刻的影响。随着“智慧城市”“智慧地球”的提出建设，实现水利工作智能化也成为一项重要而紧迫的任务。系统的运行维护作为水利工作最重要的一部分，实现其智能化运行是建设智慧水利的必然要求。本方案是为建设水利智慧运维平台提供一个大方向，推动水利运维工作智能化有条理、有顺序、有效率的实现。
1项目概述
1.1概述
水利智慧运维平台是指把新兴的信息技术充分运用于水利自动化系统的运行维护中，把传感器嵌入和装备到水利自动化系统中，并通过普遍连接形成感知物联网，然后通过云计算将水利物联网整合起来以实现统一协调运行的平台。智慧运维平台使得运维工作不但拥有了眼睛而且拥有了脑子，能够解决运维工作中存在的许多问题和困难，提高运维效率，对水利运维工作来说将是巨大的质的飞跃。对于建设“智慧城市”“智慧地球”意义重大。 1.2背景
（1）国家“十三五”规划和2016年政府工作报告均提出加大水利工程建设。
（2）水利部提出全国水利信息化“十三五”规划。
（3）互联网+、大数据、云计算、物联网等信息技术的发展对水利信息化建设提出新的更高的要求的同时也提供了强大的技术支持。
（4）建设“智慧城市”“智慧地球”，“智慧水利”是其中很重要的一部分，要与时俱进推进水利工作高效运行。 1.3需求概述
（1）科学决策支持
现阶段运维建议和意见支持通常由员工依据工作经验和理论提出，往往不能与实际情况相契合。给维护工作带来一定的困扰，也使得运维工作只能取决于员工的个人能力和经验，因此增加了解决问题
的难度。智慧运维平台将整合所有以往的实践经验和相关理论，根据实际情况提出科学合理的解决方案，减少了个人主观因素造成的不准确和不及时，保证水利运维工作的准确高效。
（2）降低人力成本
人力成本也是运维阶段需要考虑的重要因素。随着用户规模的扩大，故障量同步增长而维护人员基本不可能同步增加，有限的人员对不断增长的故障疲于奔命。人力成本的增加使得公司人员不能够大规模增加，最终限制了公司的发展壮大。智慧运维平台将改变这一尴尬处境，运维效率将从依赖于个人能力转而借助于先进的信息化管理系统进行管控，在提高效率和科学性准确度的同时大大降低了人力成本。
（3）改变被动运维现状
现阶段设备的维护只能在出现故障造成一定的后果之后才会进行，属于被动运维，其间往往造成较大损失。被动式运维不仅会影响对即时情况的了解，造成经济损失，更会影响数据的积累和分析进而导致决策支持不科学。智慧运维平台的建设使得被动运维转变为主动运维，主动巡检发现故障解决故障甚至是提前预警故障从而尽量减小设备故障所造成的损失，提高客户的满意度增加客户认可度。
（4）突发事件的快速应变和处理
突发事件是对公司运维工作的考验，突发事件处理不好不仅造成经济方面的损失，更会严重影响公司声誉和产品的品牌形象。智慧运维平台将实时监测设备运行状态，第一时间发现故障发出警告通知运
维人员解决问题，提高了突发事件的快速应变速度和故障处理速度，管理没有任何盲区。
（5）减小公司管控压力
随着公司业务的不断扩展，公司项目分布范围加大，如何快速准确掌握各地项目的运营情况并针对各地不同情况给予支持和指导将变成一项繁杂的工作，迫切需要一种更加科学高效的手段来处理这项工作。智慧运维平台的搭建将运维工作的所有内容全部置于平台之下统一协调处理只需几个人就能掌控管理，完全解除了公司的管控压力。
（6）简化故障诊断定位
设备出现故障后需要经过长时间的排查才能找到故障点和故障原因，处理故障效率低下。智慧运维平台通过全面覆盖设备的传感器保证管理没有任何盲区，根据设备运行状态监测数据快速精准定位故障点诊断故障原因并提出解决预案，将大大降低运维成本和难度。
（7）运维数据累计与分析
监测数据可以用来分析目前存在的问题和隐患，也可以通过累计数据来优化和完善现行管理。智慧运维平台的数据库不仅积累设备运行状态数据为设备的维护做依据而且积累故障处理实例为以后处理类似的故障提供了参考，使得运维过程越来越简单。 1.4条件与限制
（1）政策支持
全国从中央到地方大力推进智慧建设，智慧水利做为其中的重要
一环备受重视。在建设“智慧地球”“智慧城市”的过程中大力发展智慧水利，保证水利工作高效运转。
（2）技术支持
大数据、云计算、物联网等为设备运行状态的感知、大量数据的采集处理提供了可行性，为水利运维实现智能化提供了强大的技术支撑。
（3）传感器精度
监测设备运行状态的传感器需要大量采购，而传感器的精度越高智慧运维的决策也就越准确。智慧水利是建设智慧城市智慧地球的重要组成部分，要覆盖所有的水利工程设施设备， 所以传感器的品质必须得到很好的保证甚至研发所需的专用传感器。
（4）数据中心响应速度
设备运行状态数据及时上传到数据中心，数据中心的响应速度直接影响故障诊断和处理的速度。因此数据中心必须保证高效快捷的响应速度以保证智慧运维平台的持续稳定运行。
（5）统一相关标准
建设智慧水利是全国性的事件，只有统一相关标准按照标准建设才能够实现全国互联共享而不至于“各自为政”或者重复建设。
2技术方案
2.1目标
（1）信息数字化
通过安装和嵌入传感器实时采集设备运行的相关数据，监控设备的运行状态，为运维工作的开展提供准确的数字依据。
（2）决策智能化
建立故障诊断标准库、运维预案库和实例库，使得数据采集和运维支持科学化智能化。既降低了对运维人员的依赖，减少了人力成本，而且使得运维过程更加规范准确全面。
（3）运维标准化、规范化、流程化
运维预案库和实例库的建立将实现运维过程标准化、规范化、流程化，将极大的提高运维效率、降低运维难度、减少运维过程的各项成本。 2.2原则
（1）先进实用性
平台注重先进性和实用性的统一，以实用为目的，应用功能体现实用性。
（2）可靠性
在系统结构、设备选择、技术服务等方面综合考虑，保证平台能够时时安全无故障运行。在数据采集、决策支持、物资调度等方面准确无误。
（3）安全性
注重安全方面的设计，确保运维平台的稳定、安全运行。系统要保证所采集的数据安全。
（4）开放性
采用符合国内标准的通用协议、规约，为实现全省乃至全国信息互联提供接口。
（5）可扩展
系统需具备很好的扩展性，能适应不断发展的业务需求。 2.3要求
（1）感知内容全覆盖
变被动运维为主动运维，监测是第一关键点，赋予了运维平台以眼睛。传感器要安装嵌入到相关的每一台设备，以全面、不留死角的感知设备运行状态，主动发现设备故障，建立水利物联网，为智慧运维构建基础设施支持平台。
（2）采集信息全掌握
采集到的设备运行状态数据既能反映故障的原因又能准确定位故障点，为运维提供数据依据或者积累分析经验。
（3）传输时间全天候
采集到的数据要实时上传到公司数据中心，以便公司随时掌握设备的运行状态，为运维人员及时解决故障甚至提前预警故障做有效支持。
（4）应用贯穿全过程
智能化贯穿运行维护全过程，从数据采集、故障告警到故障诊断、
运维预案、物资调用全部由智慧运维平台统一协调处理，加强了运维工作的协调性，提高了运维工作的效率。运维决策是智慧运维平台的大脑。
3总体架构
3.1监测体系
监测赋予了运维平台以眼睛。通过安装嵌入传感器到相关的设备，以全面不留死角的感知设备运行状态，构建水利物联网，是实现智慧运维的基础架构。 3.2传输网络
确保设备运行数据能够及时准确上传到公司数据中心，为运维决策提供可靠的数据依据。 3.3数据中心
接收并保存设备运行状态数据，积累相关数据为以后的运维工作提供丰富的资料。 3.4决策中心
依据故障诊断标准处理采集到的数据，并形成运维决策。 3.5调度中心
运维所需的物资备件人员设备工具等资料。处理故障时及时调用相关物资、设备、人员、工具等。 3.6服务对象
客户相关资料，保持与客户的联系，在出现故障时及时与客户沟通交流以便解决问题增进互信有利于运维工作的开展。 3.7安全保障
运维作业安全操作规程。运维作业时确保人员安全，主要是用电
安全和有毒气体的防护。 3.8推进机制
运维作业指令书、计划书、维护工序记录表等，确保运维工作高效有序的进行。
系统组成
1.监控中心：主要硬件：服务器、数据专线、路由器等。主要软件：操作系统软件、数据库软件、遥测监测系统软件、防火墙软件
2.通信网络：中国移动公司3.终端设备：水资源测控终端、无线抄表器4.测量设备：传感器
GPRS无线网络
4基础架构
4.1基础设施平台
（1）平台构成： 监测体系、传输网络 （2）工作原理：
通过安装和嵌入到水利设施设备的传感器感知设备运行状态，形成数字信号通过网络上传到公司数据中心，以便判断设备运行是否健康。
（3）平台功能：
基础设施平台是智慧运维的最底层架构，同时也是智慧运维的眼睛，担负着获取及上传设备运行状态数据的重任。 4.2综合数据库
（1）平台构成：
数据仓库和故障诊断仓库（可扩展的诊断流程库、规则库、标准库）。
（2）工作原理：
数据中心接收监测体系上传的数据，显示正常的直接存储在数据仓库，显示异常的经故障诊断仓库诊断判定故障类型、原因、位置等信息，形成故障诊断书传输到决策支持平台以针对故障进行有效的处理安排。
（3）平台功能：
设备运行数据的存储中心和故障诊断标准库。通过基础设施获取
数据并通过故障判断库的诊断流程确定设备运行的健康状态进而决定运维工作的开展与否，使诊断工作规范有序。 4.3决策支持平台
（1）平台构成：
功能仓库（可扩展的运维流程库、实例库、知识库）、物资仓库（可扩展的物资备件库、工具库、人员库）和用户信息仓库。
（2）工作原理：
接收故障诊断书，经功能仓库形成运维预案，并在此基础上调用相关的物资备件人员工具等对设备故障进行处理。
（3）平台功能：
根据综合数据库产生的故障诊断结果形成运维建议和预案，在此基础上调用相关的物资备件人员对设备故障进行处理并及时与用户保持沟通以确保设备的稳定运行，保持高可用和连续性；为用户提供高质量服务。
5运维流程
（1）感知、传输、诊断、预警、决策、调度、处置、服务 （2）监测、分析、整合、智能响应
服务过程和结果基于信息平台得以自动记录，便于查询统计。 运维流程图见下图。
运行监测数据上传存储异常故障诊断流程库规则库标准库流程库知识库实例库物资库人员库工具库运维决策不合格物资调用排除故障用户反馈合格存储过程记录
6建设过程
第一阶段：专业化——监测布设
在所有的相关设备上安装嵌入传感器，构建水利物联网。 第二阶段：信息化——数据建库
建立各类数据库、流程库、标准库、功能库、物资库、用户库等等相关的数据库，形成综合数据平台。 第三阶段：智能化——智慧运维
建立智慧运维平台，提出运维决策预案，调度运维物资备件人员等以指导支持运维工作的开展，实现运维工作的智能化运作。
7结语
水利智慧运维平台借助于传感器、大数据、云计算、物联网技术将水利自动化系统运行维护的所有工作集中在同一个平台上处理，以先进的信息化技术智能感知、科学决策、统筹协调所有任务，实现了从人工运维到智能运维的飞跃。不仅提高了工作效率和准确率，更能够降低人力成本、减小公司管控压力，为公司扩展业务进一步发展壮大提供了强大的基础保障。
