隨著城市的發(fā)展，城市人口大幅增加，為滿足隨之而來的居住需求，城市中高層建筑不斷涌現(xiàn)，為適應快速發(fā)展的城市系統(tǒng)，相應的配套輔助設施也需要及時更新。城市的供水一般使用管道集中式供水，但在供水需求高的地方，為了滿足高層小區(qū)居民的生活用水需求，會加裝二次供水設施。二次供水泵房作為小區(qū)供水系統(tǒng)的重要組成部分，對小區(qū)的水資源管理和保障起著重要作用。從經(jīng)濟效益方面來講，住宅小區(qū)二次供水泵房的建設可以優(yōu)化小區(qū)的供水系統(tǒng)，減少水資源的浪費，降低小區(qū)的用水成本。通過智慧化管理，可以實現(xiàn)對泵房的實時監(jiān)測和控制，進一步提高供水系統(tǒng)的效率，降低運營成本。從實際效益方面來講，住宅小區(qū)二次供水泵房的建設可以保障居民的用水需求，提高供水的品質(zhì)和穩(wěn)定性。通過建設智裁化泵房，可以實現(xiàn)對水質(zhì)、水量等多個指標的實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，確保居民用水安全和健康。同時，智慧化管理還可以提高泵房的自動化程度，減少人工干預，提高運行的安全性和穩(wěn)定性。

城鎮(zhèn)居民的二次供水設施將集中供水管道里的水再次加壓和另行存儲，以滿足居民供水需求中廣州市二次供水用戶占比60%以上，上海市二次供水占比50%以上。二次供水的需求提升，二次供水的產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。據(jù)資料顯示，2022年我國二次供水設備產(chǎn)量約18萬套，市場規(guī)模約達到380億元，目前，二次供水設施還存在許多需要解決的問題曰二次供水泵房發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)擁有了一套相對完善的運行體系，泵房規(guī)模相對較小，運行時產(chǎn)生的風險也可控，維護難度也相對較小。但由于不同管理人員采取的管理措施不同，導致管理成本波動較大，需要維護管理人員根據(jù)運行狀況及時調(diào)整，以降低成本。建設缺陷或后期管理維護不當會導致供水管道被污染，二次供水設施在運行中會造成電力資源浪費現(xiàn)象4。同時由于城市發(fā)展，居民的供水需求增大，二次供水泵房面臨升級改造的問題，嚴重制約了二次供水設施的正常運營，必須采取有效措施解決當前狀況9。通過現(xiàn)代計算機智能算法、物聯(lián)網(wǎng)技術以及可視化技術設計建設而成的智慧化標準泵房為解決上述問題提供了重要思路與方案。

為了縮短二次供水設施的維護管理時間，降低二次供水設施的故障率和維護成本，減少二次供水設施的電力資源消耗，城鎮(zhèn)智慧供水理念"逐漸被人們認可并推廣。智裁水務"的出現(xiàn)實現(xiàn)了節(jié)能減耗，保障了供水需求，提升了供水服務質(zhì)量。文章以深圳安聯(lián)尚璟府項目智慧泵房為研究對象，詳細介紹了智慧泵房的組成部分，分析了泵房的運行機制和智能管理措施，為智慧泵房的進一步推廣應用提供了參考。

2 智慧泵房的組成要素

二次供水智慧泵房通過對用戶的感知、智能識別、供電保障、人機互動、水質(zhì)保障、能耗管理降噪減震等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)視頻實時采集、存儲、傳輸、處理等功能。智慧泵房由供水設施、控制系統(tǒng)和相應的管理系統(tǒng)組成。深圳安聯(lián)尚璟府項目智慧泵房平面圖如圖1所示，

供水設施2.1

供水泵房的供水設施要有與監(jiān)控運行互相匹配的監(jiān)測儀表，同時預留流量、壓力、水質(zhì)、液位等儀表的安裝位置，方便供水泵房建設施工時的現(xiàn)場操作。泵房中預留監(jiān)控點位，覆蓋泵房中需要監(jiān)測的數(shù)據(jù)。泵房里的供水泵組應采用變頻調(diào)速供水泵組，可以根據(jù)用水需求

峰谷工況使供水泵組一直運行在高效區(qū)間，節(jié)約電力資源。在水泵進出口水量和水壓力波動時，水泵應自行調(diào)整，保持水泵運行在一個穩(wěn)定的工作區(qū)間。供水泵組各個水泵之間需要定時輪換運行且可以自動巡檢，水泵突發(fā)故障而不能正常運行時，備用水泵能夠立刻自動運行，保證供水的連續(xù)性。二次供水泵房還應具有開源的數(shù)據(jù)傳輸接口，使用開放式的通信協(xié)議，使泵房里的相關數(shù)據(jù)可以高效傳輸管理。

2.2 控制系統(tǒng)

智慧泵房的控制系統(tǒng)要保持良好的穩(wěn)定性和魯棒性，使二次供水智慧泵房能夠安全持續(xù)運行。控制系統(tǒng)需要具備遠程手動、自動運行和現(xiàn)場手動，自動運行以及現(xiàn)場工頻運行的功能，保障在各種突發(fā)緊急情況下控制系統(tǒng)能夠良好運行。二次供水智慧泵房應安裝能夠檢測進出水壓力、水箱液位、水泵運行參數(shù)等數(shù)據(jù)的控制裝置，并在上述位置和市政供水管道入口處、二次供水泵房出口等重要部位安裝相應的水位、流量和壓力傳感器，一旦出現(xiàn)水泵故障、進出水壓力異常、水箱液位異常以及其他各種故障，立即警報，通知維護管理人員迅速處理故障。控制系統(tǒng)還應具有設備保護動作的功能，設備機組系統(tǒng)斷水時能夠自動停機，充水后自動開機，復電后自動啟動，保證供水系統(tǒng)在經(jīng)歷突發(fā)情況后能夠及時恢復正常運行。

2.3 管理系統(tǒng)

智慧泵房的管理系統(tǒng)是實現(xiàn)智慧泵房的關鍵，智慧泵房的管理系統(tǒng)應具有智慧感知、智慧分析和展現(xiàn)的功能。智慧感知依賴安裝的傳感器和控制系統(tǒng)，傳感器的信息可以及時反饋給分析軟件，包括供水壓力、供水流量、水質(zhì)參數(shù)、水箱液位、能耗信息、運行狀態(tài)和相關設備信息等內(nèi)容。智慧泵房的管理系統(tǒng)需要有水力模型分析模塊，自動繪制管路特性曲線和水泵特性曲線，還應具有水泵高效區(qū)分析、工作情況監(jiān)測和分析、成本評價、數(shù)據(jù)篩選等分析功能，可以用實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析和預測:智慧泵房的管理系統(tǒng)應展現(xiàn)設備狀態(tài)、流量、電能、壓力、安防等內(nèi)容，同時也應展示水質(zhì)、管路特性曲線、水力模型、水泵特性曲線和其他模型等，方便后期維護。

2.4 安全措施

智慧泵房的管理系統(tǒng)設備應具有保密功能和防止死機功能?？梢酝ㄟ^設置密碼的方式進行管理防止非專業(yè)人員由于失誤操作而造成損失。管理系統(tǒng)里的數(shù)據(jù)均應可以導出或復制備份，防止數(shù)據(jù)丟失，硬件或軟件需要具有防病毒和防攻擊的機制。智慧泵房里的電氣控制設備具有相應的絕緣等級與防水等級，最好設置獨立的控制室與供水設施隔離，防止電路進水故障?？刂葡到y(tǒng)應具有防止電磁干擾功能和可靠的防雷擊功能，做好接地防護。智慧泵房也需要設

置安防措施，如在泵房出入口、設備室、控制室安裝監(jiān)控報警系統(tǒng)，預防突發(fā)事故，保護生命財產(chǎn)安全。

3 智慧泵房的運行優(yōu)化

為了解決傳統(tǒng)供水泵房在功能運行方面存在的監(jiān)測弱、水質(zhì)保障不穩(wěn)定、供電不足、故障預警機制不健全等問題，需要采用智慧化手段對供水泵房進行è捧堊鎭役錫餳撝以客¬昉戲漢視獄垤伿鶥般統(tǒng)其化。

3.1 監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集運行優(yōu)化

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術的發(fā)展實時監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集成為智慧泵房運行優(yōu)化的重要手段。在傳統(tǒng)的泵房監(jiān)測中，人工巡查的方式存在諸多問題，如監(jiān)測頻率低、監(jiān)測精度低、監(jiān)測成本高等?；谖锫?lián)網(wǎng)的智慧泵房運用了各種傳感器監(jiān)測設備等智能化手段，實現(xiàn)了對泵房運行狀態(tài)的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，如在智慧泵房中，安裝水流量計、水壓傳感器和水質(zhì)傳感器等設備，可以實時監(jiān)測水流量、水壓和水質(zhì)，及時發(fā)現(xiàn)泵房中水流量、水壓、水質(zhì)的變化，提高了泵房監(jiān)測的精度和效率。同時，可以根據(jù)實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)，及時調(diào)整泵房的水泵出水量、水泵開啟時間等，在水質(zhì)異常情況下，還可以及時采取措施，提高了供水的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

3.2 故障與維護管理運行優(yōu)化

在智慧泵房中，通過安裝設備運行狀態(tài)檢測傳感器實時監(jiān)測設備的運行狀態(tài)，如電機轉速、溫度、電流等。通過數(shù)據(jù)分析和處理，可以發(fā)現(xiàn)設備故障和異常情況，提前預警和處理，減少了設備停機時間和維護成本。還可以根據(jù)設備的實時運行狀態(tài)，進行智能化的設備調(diào)度和維護管理，提高設備的可靠性和運行效率。

智慧泵房通過監(jiān)測泵房各項參數(shù)，如水流量水壓、水質(zhì)、設備運行狀態(tài)等，對數(shù)據(jù)進行分析和處理，建立故障預測模型，預測泵房可能出現(xiàn)的故障類型和故障時間。當系統(tǒng)檢測到泵房出現(xiàn)故障預警信號時，可以及時通知工作人員進行檢修和維護，避免故障的擴大和影響供水。

在泵房的設備維護管理中，通常采用計劃性維護和預防性維護兩種方式。計劃性維護指根據(jù)設備的使用壽命或規(guī)定時間進行定期維護;預防性維護是通過實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，預測設備故障和磨損程度，提前進行維護保養(yǎng)，避免設備的意外故障和長時間停機。預測設備的磨損程度和維護周期，可以及時發(fā)出維護預警信號，啟動相應的維護方案以保障設備的正常運行。

3.3 能源與調(diào)度系統(tǒng)運行優(yōu)化

泵房是一個能源密集型的設施，消耗大量的電力和燃料。智慧泵房通過對泵房的能源消耗進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，可以建立能源消耗模型，分析和識別能源消耗的主要因素和影響因素，制定相應的能源管理策略，如可以控制泵的啟動和停止時間，調(diào)整泵的轉速和流量，減少泵的能耗。通過智慧泵房的能源管理，可以提高泵房的能源效率，降低能源成本和環(huán)境負擔。

智慧泵房中的智能化技術手段可以實現(xiàn)泵房的優(yōu)化調(diào)度，通過建立泵房的運行模型，預測泵房的供水需求和供水壓力，制定運行策略，如可以根據(jù)不同的供水需求，調(diào)整泵的運行速度和流量，保證泵房的供水安全和穩(wěn)定;根據(jù)不同的時間段和節(jié)假日等因素，調(diào)整泵房的運行時間和運行狀態(tài)，實現(xiàn)泵房的節(jié)能和降耗，提高泵房的運行效率和穩(wěn)定性，減少能源消耗和運行成本。

智慧泵房的智能管理

智能管理系統(tǒng)的組織架構如圖2所示

遠程監(jiān)控與自動化控制

智慧泵房的遠程監(jiān)控和自動化控制是物聯(lián)網(wǎng)技術在建筑自動化中的重要應用。遠程監(jiān)控使建筑管理人員能夠使用基于網(wǎng)絡的門戶或移動應用程序，從任何地方訪問關于泵房狀態(tài)的實時信息。通過遠程監(jiān)控泵房，樓宇管理人員可以減少現(xiàn)場維護和維修的需求。自動化控制是智慧泵房的另一個關鍵特征，通過自動調(diào)整泵速、閥門位置和流速優(yōu)化泵房的性能，以匹配建筑中的用水需求。系統(tǒng)使用算法和實時數(shù)據(jù)進行調(diào)整，有助于降低能耗，提高效率，延長泵和其他設備的壽命。

4.2數(shù)據(jù)分析與決策支持

數(shù)據(jù)收集和分析:智慧泵房配有傳感器和其他設備，可以生成大量關于泵、閥門和管道性能的數(shù)據(jù)，應實時收集和分析數(shù)據(jù)，以識別問題并優(yōu)化泵房的性能。

分析工具:樓宇管理人員需要高級分析工具分析智慧泵房生成的數(shù)據(jù)，識別數(shù)據(jù)中的趨勢和模式。

預測性維護:分析工具可以用于預測泵房設備需要維護的時間，有助于減少意外設備故障導致的停機時間，降低維護成本。

決策支持:數(shù)據(jù)分析可以為建筑管理人員提供所需的信息，決策支持工具可以幫助確定泵和閥的最佳設置，提供提高系統(tǒng)效率的建議。

4.3 集成管理與人機交互

智慧泵房的集成管理和人機交互能夠優(yōu)化系統(tǒng)的性能，確保其滿足建筑物居住者的需求。智慧泵房應通過中央控制站進行集中控制，為建筑管理人員提供有關系統(tǒng)狀態(tài)的實時信息。集中控制使樓宇管理人員能夠快速輕松地識別和排除系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的問題。人機交互使建筑管理人員可以使用平板電腦、智能手機和筆記本電腦等各種設備與系統(tǒng)進行交互，能夠遠程控制系統(tǒng)，監(jiān)控其狀態(tài)。智慧泵房配備警報和通知，允許建筑物管理者設置閾值和警報級別，提醒建筑管理系統(tǒng)中的任何問題或異常情況。5 結語

文章介紹了智慧泵房的基本組成，分析了智慧泵房運行中的缺陷并提出了相對應的優(yōu)化措施，探討了實現(xiàn)智慧泵房智能管理的方法。通過將物聯(lián)網(wǎng)技術、智能計算機算法相融合，實現(xiàn)了傳統(tǒng)泵房的數(shù)據(jù)的自動化采集、分析展示和處理，保證泵房的安全持續(xù)運行，降低日常維護成本，節(jié)約了能源，提升了經(jīng)濟效益，為智慧城市的發(fā)展提供了支撐。