几种关键技术在智慧水厂中应用
董姗 廖晓欢
[摘要]智慧水厂对于构建智慧城市具有重要意义，先进技术的运用是智慧水厂建设的核心，文章重点介绍了人工智能技术，BIM技术，机器人技术，视频识别技术在智慧水厂中的应用，为智慧水厂的建设和发展提供一些参考。
[关键词]智慧水厂;人工智能;BIM;机器人;视频识别
文章编号：2095 - 4085（ 2019） 04 - 0097 - 01
近年来智慧城市大力推行，智慧水厂是智慧城市的重要环节。智慧水厂通常指以新一代信息技术为手段，实现生产，运行，维护，调度和服务等全过程，各环节高度信息互通，反应快捷，管理有序的高效节能，绿色环保，环境舒适水厂。
智慧水厂是自动化水厂向更高阶段发展的结果，其中使用到的关键技术有人工智能技术，BIM技术，机器人技术，视频识别技术等。下面将分别予以介绍。
1人工智能技术
自动化水厂能做到依据设定的目标程序自动运行，但是缺乏独立的分析和判断，不能主动调整优化，如将人工智能技术应用到水厂，水厂就拥有了“智慧大脑”。
人工智能技术是研究，开发用于模拟，延伸和扩展人的智能的技术。人工智能运用到水厂中能主动挖掘采集到的数据信息，通过机器自我学习及建模仿真，独立做出分析、预测和判断，并据此调整一系列设备的动作或发送出相关信号供人决策。例如通过原水监测点水质传感器采集到的水质信息，结合对历史数据的分析得到的规律和实时工艺仿真结果，自动调整处理时间，药剂投加量等参数，并通过各处理过程水质检测结果的反馈，及时修正处理时间、药剂投加量等参数，使其短时间就达到最佳的处理效果。
目前，一些厂商已研发出内置人工智能学习引擎的水厂的综合人工智能平台，通过整合水厂各类资源数据，实现智慧生产，智慧管理，智慧维护等智慧应用。
2 BIM技术
我国很多水厂存在重建设轻维护的现象，即设备与相应的控制系统先进，完善，但是设备及其控制系统维护落后，欠缺，如将BIM技术应用到水厂，水厂就拥有了“智慧维护员”。
BIM技术可应用于工程建设全生命周期——规划，设计，施工，运维的数字化管理。目前，不少水厂在设计和施工中已使用BIM技术，但在水厂运维阶段应用极少。将BIM应用于水厂的运维正是智慧水务一个重要的发展方向。
BIM竣工模型能够反映工程实体的最终状态，包含全过程的信息记录。在智慧水厂中，利用BIM技术建立机械设备，电气设备，仪器仪表等设备档案管理系统，将设备技术参数，生产厂家，安装时间，仓库备品备件，检修维护时间，发生故障类型及故障时间等信息全部录入档案管理系统并实时保持数据库更新，利用这些信息可以自动制定全厂所有设备检修维护计划，规范维护工作，避免了由于手工记录造成的错检漏检，提高数据的真实性和可用率，为维修提供基础数据，推动预防性维修的实现。利用设备档案管理系统结合BIM三维模型，还可以在全厂BIM模型中随时查看某个设备的相关信息，为突发设备故障分析处理提供数据支持。
3机器人技术
机器人技术已在许多智能化工厂中实现少人化或无人化以及远程管理的目标，也可以在智慧水厂中发挥重要作用，给水厂配置“智慧生产管理员”。
智能巡检机器人可替代传统人工巡检，其通过自主导航、指挥中心远程遥控或用户设置的巡检路线，在任何时间、各种环境和天气条件下，对水厂的生产设施进行巡检。通过机器人搭载的摄像头，可对现场主要设备控制柜的指示灯，主要仪表度数进行读取和分析，从而辅助判断设备的运行状态;通过机器人搭载的各类传感器，可对易燃易爆危险空间的环境指标进行检测，判断环境指标是否超过正常范围。机器人在巡检过程中，根据需要，实时回传清晰度较高的图像或视频，在设备状态异常或环境指标超标时回传报警信号。
水下或管道检测机器人还可以对水下设备运行情况或管道是否堵塞进行检测并实时回传现场图片会视频。
4視频识别技术
视频监控在水厂安防系统中广泛应用，但是通常需要值班人员盯着显示器，人工识别安防事件，由于监控点数量较多，值班人员精力有限，容易漏判安防事件，造成重大损失，如将频识别技术应用到水厂，水厂就拥有了“智慧护卫”。
以智能识别主机为核心的智能安防系统，可以实时分析布置于水厂各处摄像机采集到的图像，主动进行人脸识别，并将识别结果关联到工作人员管理数据进行辨别判断，若识别结果不是厂区工作人员或其他准许进入人员，则传送报警信号至控制中心;还可以主动进行运动识别，通过在软件中虚拟若干区域，判断图像中的人员是否在正确的行动区域或是否进入危险区域，一旦发现异常，就传送报警信号至控制中心。
智慧水厂的构建是一个系统工程，离不开先进技术的支撑。本文介绍了人工智能技术，BIM技术，视频识别技术，机器人技术在智慧水厂中的应用，有的已开始使用，有的即将使用，这些技术及本文还未介绍的其他技术共同推进水厂智慧化不断进入更高阶段，进而协助构建高水平的智慧城市。
参考文献：
[1]杜丹，赵建明，水厂智慧水务建设规划[J].供水技术.2017.（12）.
[2]彭智欣，徐嘉琪.智慧水务的思考[J].供水技术，2015.（09）.
