基于BIM的净水厂运维系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于BIM的净水厂运维系统，该系统包括：物理管网层、传输感知层和三维展示层；所述物理管网层包括管道、水泵、阀门、水池等水处理设备/设施；所述传输感知层，用于通过检测设备对所述物理管网层中的水处理设备的生产数据进行检测；所述三维展示层，用于根据所述生产数据、净水厂的三维BIM模型、净水厂的设备资料以及净水厂的运营信息生成净水厂的虚拟数字运维模型，以根据所述虚拟数字运维模型对净水厂进行运维。本发明专利技术的基于BIM的净水厂运维系统能够辅助降低净水厂运行成本、提高净水厂生产效率和经济效益。

Operation and maintenance system of water purification plant based on BIM

【技术实现步骤摘要】
基于BIM的净水厂运维系统
本专利技术涉及净水厂领域，具体而言，涉及一种基于BIM的净水厂运维系统。
技术介绍
我国水厂的建设经历了机械化、自动化、数字化这几个发展阶段，但是目前水厂信息化工作仍存在以下制约发展的瓶颈问题：基于纸面的生产数据记录，使净水厂的运维工作存在作业效率低、工作量大、作业数据难以利用等问题；缺乏标准化、信息化的作业流程和数据分析基础，数据利用率较低；以信息服务为主，主要满足日常管理需要，辅助决策类、统计分析类系统不足，不能有效满足生产决策、应急管理的需求；系统无法进行二次开发，信息碎片无法整合，无法实现数据的共享和深度挖掘。在净水厂的运维阶段，原材料动力费、职工薪酬以及管理费用占运营公司成本的60％以上。在净水厂水处理工艺管理环节，也存在诸多痛点：加药系统中，混凝剂是全厂运行的主要物料开销，但其加注量也直接影响沉淀池的出水水质，目前投加量主要依据管理人员经验；滤池在运行一定时间后需要进行反冲洗，冲洗通常为水冲与气冲相结合，不合理的冲洗频率会浪费水电；消毒是保障饮用水安全的最后一道屏障，而氯气或次氯酸盐是常用的消毒药剂，投加量过少，水质安全难以保障，投加量过大，当水中含有较高的有机物及溴等消毒副产物前驱物时，消毒剂会与之反应生成具有致癌、致畸、致突变的消毒副产物，目前投加量主要依据经验，受主观因素的制约较大，往往会造成巨大的误差。
技术实现思路
本专利技术为了解决
技术介绍
中上述技术问题中的至少一个，提出了一种基于BIM的净水厂运维系统。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于BIM的净水厂运维系统，该系统包括：物理管网层、传输感知层和三维展示层；所述传输感知层，用于通过检测设备对所述物理管网层中的水处理设备的生产数据进行检测；所述三维展示层，用于根据所述生产数据、净水厂的三维BIM模型、净水厂的设备资料以及净水厂的运营信息生成净水厂的虚拟数字运维模型，以根据所述虚拟数字运维模型对净水厂进行运维。可选的，该系统还包括：数据管理层和自动控制层；所述数据管理层，用于接收并储存所述生产数据，并根据预设的算法对所述生产数据进行分析和处理得到生产控制策略；所述自动控制层，用于根据所述生产控制策略对所述物理管网层中的水处理设备进行控制。可选的，所述生产数据包括：原水检测点水质数据；所述数据管理层，用于对所述原水检测点水质数据进行分析，并在所述原水检测点水质数据出现异常时生成处理策略，所述处理策略包括：启动原水预处理、启动原水深度处理以及启动净水厂应急水源中的至少一种；所述自动控制层，用于根据所述处理策略对相应的水处理设备进行控制。可选的，所述生产数据包括：进水量、进水浊度、进水水温、进水pH值、沉淀池出水浊度以及沉淀池出水流量；所述数据管理层，用于根据所述进水量、所述进水浊度、所述进水水温、所述进水pH值、所述沉淀池出水浊度、所述沉淀池出水流量以及预设的算法建立加药数学模型，并根据所述加药数学模型输出药剂投加策略；所述自动控制层，用于根据所述药剂投加策略控制所述物理管网层中的药剂投放装置进行药剂投放。可选的，所述生产数据包括：进水量、进水COD含量、进水氨氮含量以及清水池出口余氯；所述数据管理层，用于根据所述进水量、所述进水COD含量、所述进水氨氮含量、所述清水池出口余氯以及预设的算法建立加氯数学模型，并根据所述加氯数学模型输出加氯策略；所述自动控制层，用于根据所述加氯策略控制所述物理管网层中的加氯装置进行加氯。可选的，所述生产数据包括：滤层水头损失量和滤层出水量；所述数据管理层，用于根据所述滤层水头损失量和所述滤层出水量确定滤层阻塞程度，并在所述滤层阻塞程度大于预设值时输出反冲洗信号；所述自动控制层，用于根据所述反冲洗信号开启所述物理管网层中的反冲洗装置。可选的，该系统还包括：智慧应用层；所述智慧应用层包括：智慧设备模块；所述智慧设备模块，用于通过物联网技术采集净水厂设备运行的基础数据，根据所述基础数据建立机械设备、电气设备、仪表设备、自控设备、试验设备的档案管理系统，并根据所述档案管理系统生成预见性维护计划以及预见性检修计划，以实现净水厂设备的智慧化管理。可选的，所述智慧应用层还包括：智慧管理模块；所述智慧管理模块，用于利用视频识别装置以及巡检机器人，对净水厂整个生产过程进行监视，并对计划外事件进行识别。可选的，所述智慧应用层还包括：智慧仓储模块；所述智慧仓储模块，用于根据净水厂当前生产计划和历史原材料供应采购数据生成制定采购计划。可选的，所述智慧应用层还包括：智慧安防模块；所述智慧安防模块，用于利用图像识别方法、智能门禁、警报探测器以及网络摄像头建立安保系统，以对净水厂中的员工进行识别和定位。本专利技术的有益效果为：本专利技术实施例结合净水厂的三维BIM模型、净水厂的生产数据、净水厂的设备资料以及净水厂的运营信息生成净水厂的虚拟数字运维模型，使运维过程中的数据能够直观的进行展示。本专利技术实施例通过对生产运行数据的采集汇聚和存储分析，实时优化水处理工艺控制。本专利技术实施例的虚拟数字运维模型可以全面贯通设备设计、运行、检修、换件和报警等各类信息，通过该虚拟数字运维模型快速定位主要设备，查看重点设备的零部件信息及拆装操作指导，针对设备的运行信息优化预测设备生产和运行状态，辅助提高设备生产效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1是本专利技术实施例基于BIM的净水厂运维系统的示意图；图2是本专利技术实施例智慧生产模块控制示意图；图3是本专利技术实施例智慧设备模块控制示意图；图4是本专利技术实施例依托BIM模型的三维数字化展示模块示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本领域内的技术人员应明白，本专利技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本专利技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本专利技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于BIM的净水厂运维系统，其特征在于，包括：物理管网层、传输感知层和三维展示层；/n所述传输感知层，用于通过检测设备对所述物理管网层中的水处理设备的生产数据进行检测；/n所述三维展示层，用于根据所述生产数据、净水厂的三维BIM模型、净水厂的设备资料以及净水厂的运营信息生成净水厂的虚拟数字运维模型，以根据所述虚拟数字运维模型对净水厂进行运维。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM的净水厂运维系统，其特征在于，包括：物理管网层、传输感知层和三维展示层；
所述传输感知层，用于通过检测设备对所述物理管网层中的水处理设备的生产数据进行检测；
所述三维展示层，用于根据所述生产数据、净水厂的三维BIM模型、净水厂的设备资料以及净水厂的运营信息生成净水厂的虚拟数字运维模型，以根据所述虚拟数字运维模型对净水厂进行运维。


2.根据权利要求1所述的基于BIM的净水厂运维系统，其特征在于，还包括：数据管理层和自动控制层；
所述数据管理层，用于接收并储存所述生产数据，并根据预设的算法对所述生产数据进行分析和处理得到生产控制策略；
所述自动控制层，用于根据所述生产控制策略对所述物理管网层中的水处理设备进行控制。


3.根据权利要求2所述的基于BIM的净水厂运维系统，其特征在于，所述生产数据包括：原水检测点水质数据；
所述数据管理层，用于对所述原水检测点水质数据进行分析，并在所述原水检测点水质数据出现异常时生成处理策略，所述处理策略包括：启动原水预处理、启动原水深度处理以及启动净水厂应急水源中的至少一种；
所述自动控制层，用于根据所述处理策略对相应的水处理设备进行控制。


4.根据权利要求2所述的基于BIM的净水厂运维系统，其特征在于，所述生产数据包括：进水量、进水浊度、进水水温、进水pH值、沉淀池出水浊度以及沉淀池出水流量；
所述数据管理层，用于根据所述进水量、所述进水浊度、所述进水水温、所述进水pH值、所述沉淀池出水浊度、所述沉淀池出水流量以及预设的算法建立加药数学模型，并根据所述加药数学模型输出药剂投加策略；
所述自动控制层，用于根据所述药剂投加策略控制所述物理管网层中的药剂投放装置进行药剂投放。


5.根据权利要求2所述的基于BIM的净水厂运维系统，其特征在于，所述生产数据包括：进水量、进水COD含量、进水氨氮含量以及清水池出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：李楠，任全文，张晓磊，谢天水，饶雪峰，梁思懿，吕军，范伟，刘雪飞，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11