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辽宁水厂导航解决方案
一、方案背景
二、现有资源分析
(一)地理信息资源
“天地图?辽宁” 平台:该平台由辽宁省自然资源厅主导建设,具备高精度地理信息数据,涵盖地形地貌、道路网络、水系分布等信息。例如,在规划输水管道铺设路线时,可借助平台精准的地形数据,避开复杂地质区域,降低施工难度。目前,平台已在部分城市规划项目中应用,能为水厂提供权威地理底图服务。
城市地理信息系统(GIS):沈阳、大连等城市已构建完善的 GIS 系统,详细记录城市建筑分布、地下管网信息。如大连自来水集团利用当地 GIS 系统,清晰掌握供水管网走向、阀门位置,在维修管网故障时可快速定位,缩短停水时间。辽宁水厂可接入当地 GIS 系统,实现与自身业务数据融合。
(二)卫星导航定位基础
北斗卫星导航定位基准站:截至 2023 年,辽宁省自然资源厅通过省市联合建设等方式,将省内基准站数量从 58 座扩充至 83 座。这些基准站空间布局优化后,可见卫星数提升至 40 多颗,定位精度更高、速度更快。在鞍山某水厂的水质监测点部署中,运用北斗定位实现设备精准安装,保障监测数据准确性。
移动终端定位能力:水厂日常使用的车辆、巡检人员手持设备大多支持 GPS、北斗等多模卫星定位,通过安装特定 APP,可接收卫星信号获取位置信息,为导航应用奠定硬件基础。
三、导航应用场景设计
(一)运输配送导航
车辆实时定位与调度:在送水车、原水运输车上安装北斗定位终端,通过数据传输模块将车辆位置信息实时回传至水厂调度中心。利用电子地图展示车辆分布,调度员可根据实时路况、订单紧急程度灵活调整运输路线。如在沈阳交通高峰时段,调度员借助实时路况信息,为送水车规划避开拥堵路段的路线,缩短配送时间。
配送路线优化规划:结合地理信息数据与历史订单数据,运用路径规划算法为运输车辆规划最优配送路线。考虑车辆载重、行驶速度限制、交通规则等因素,在满足客户用水需求前提下,降低运输成本。例如,为大连某连锁超市配送桶装水时,系统规划的路线相比传统路线,单次配送里程缩短 10%。
(二)设施巡检导航
巡检人员定位与轨迹记录:巡检人员配备集成北斗定位功能的手持终端,在巡检过程中,终端实时记录人员位置并上传至管理平台。管理人员可在平台查看巡检人员实时位置、历史巡检轨迹,确保巡检工作按计划执行。在本溪某水厂的管网巡检中,通过轨迹记录发现部分区域巡检频次不足,及时调整巡检计划。
智能巡检路线引导:根据水厂设施分布、巡检周期要求,为巡检人员规划智能巡检路线。在手持终端上显示导航指引,提醒巡检人员到达设施位置进行检查。如在抚顺某水厂的厂区巡检中,智能导航指引帮助巡检人员高效完成对各类设备的检查,缩短巡检时间 20%。
(三)应急抢险导航
事故现场快速定位:当发生爆管、水质污染等突发事故时,现场人员可通过手机或专用定位设备发送位置信息至应急指挥中心。利用高精度定位技术,快速确定事故准确位置,为抢险救援争取时间。如在辽阳某水厂供水管网爆管事故中,1 分钟内精确定位事故点,抢险队伍迅速出动。
应急抢险路线规划:结合事故类型、周边路况、应急物资储备点位置,为应急抢险车辆规划最优路线。同时,实时更新路线信息,避开因事故导致的交通管制区域。在营口某水厂应对水源地污染事故时,应急抢险车辆按规划路线快速抵达现场,及时控制污染扩散。
四、系统建设与实施
(一)硬件设备部署
定位终端采购与安装:为运输车辆、巡检人员手持设备、应急抢险设备等采购适配的北斗定位终端,确保定位精度达到亚米级(部分场景可达厘米级)。按照设备类型制定安装方案,如车辆采用车载式定位终端,通过 OBD 接口或电源线连接;手持设备集成定位模块,直接使用。
数据传输设备配置:在水厂调度中心、应急指挥中心部署数据服务器,用于接收、存储定位数据。为定位终端配备 4G/5G 通信模块,保障数据实时、稳定传输。偏远地区可考虑卫星通信设备作为补充,确保数据传输不间断。
(二)软件系统开发
导航应用程序开发:基于 roid、iOS 系统开发水厂专用导航 APP,具备车辆定位显示、路线规划、语音导航、轨迹记录等功能。APP 界面简洁易用,针对不同使用场景(运输、巡检、应急)设置不同操作入口。
管理平台搭建:开发 Web 端管理平台,实现对定位数据的综合管理。平台可实时监控车辆、人员位置,分析运输效率、巡检完成情况等数据,生成报表供管理人员决策。同时,具备权限管理功能,确保数据安全。
(三)系统集成与测试
与现有业务系统集成:将导航系统与水厂现有的 ERP(企业资源计划)系统、SCADA(数据采集与监控)系统集成,实现数据共享。例如,ERP 系统中的订单信息可自动关联至运输导航模块,SCADA 系统中的设备状态信息可在巡检导航中展示。
测试与优化:在模拟环境下对导航系统进行功能测试、性能测试,包括定位精度测试、路线规划准确性测试、数据传输稳定性测试等。根据测试结果优化系统,解决出现的问题,确保系统上线后稳定运行。
五、效益评估
(一)效率提升效益
运输效率:通过优化配送路线、实时调度,预计运输车辆平均配送时间缩短 15% - 20%,提高车辆周转率,降低单位运输成本。如在沈阳某大型水厂,实施导航方案后,每日可多完成 10 - 15 趟配送任务。
巡检效率:智能巡检路线引导使巡检人员工作效率提升 25% - 30%,缩短巡检周期,及时发现设施隐患,减少设备故障发生率。在大连某水厂,巡检周期从原来的每周一次缩短至每四天一次。
(二)成本节约效益
运输成本:运输里程减少、车辆利用率提高,预计每年可降低运输成本 10% - 15%,包括燃油费、车辆损耗费等。如辽宁某中型水厂每年可节省运输成本 50 - 80 万元。
设备维护成本:通过及时发现并处理设施故障,减少设备维修次数与维修成本,延长设备使用寿命。预计每年可降低设备维护成本 8% - 12%。
(三)服务质量提升效益
供水及时性:配送时间缩短、应急抢险响应速度加快,可有效提升供水及时性,减少停水次数与停水时间,提高客户满意度。如在丹东某水厂,停水次数较之前减少 30% - 40%。
水质保障:巡检效率提升有助于及时发现水质隐患,保障水质安全,增强水厂在市场中的竞争力。