农村饮用水安全监测系统的研究与应用

屠佳佳，刘 锋，沈海标，翁 敏，余江远，马 跃，陆乙君

（1.杭州定川信息技术有限公司，浙江 杭州 310020；2.浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020；3.余姚市水利局，浙江 余姚 315400）

农村饮用水安全监测系统的研究与应用

屠佳佳1，刘 锋2，沈海标3，翁 敏1，余江远1，马 跃1，陆乙君1

（1.杭州定川信息技术有限公司，浙江 杭州 310020；2.浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020；3.余姚市水利局，浙江 余姚 315400）

为了解决农村饮用水管理难的问题，根据农村供水站的现场环境、配套设施以及管理需求，研究开发了一套农村饮用水安全监测系统。利用信息化手段采集供水站的日常运行情况，并将数据实时上传至监控中心服务器，利用农村饮用水管理平台进行数据显示、统计、导出等。在浙江省余姚市进行了大量试点，监测系统运行稳定可靠，管理效率提高。

农村饮用水；监测系统；余姚市

1 问题的提出

农村饮用水作为农村百姓的日常用水，在农村生活中发挥着至关重要的作用。浙江省的农村饮用水主要利用山塘、小水库为水源地，将原水输送至农村供水站，供水站配置消毒、过滤、储水等设施，经过供水站处理后的水再通过管道输送至老百姓家中。大部分农村供水站内未配置水质在线监测设备，无法直接监测水质，主要依靠各供水站管理员按照规定进行消毒、反冲等操作来保证水质，相关部门定期进行水质抽查与检验。

目前，浙江省农村饮用水站数量较多、地域分散、位置偏僻，绝大部分仍处于单纯的人力监督管理阶段，由于供水站管理员工资低、服务意识不强，存在不规范操作等现象，管理难度大、效率低，很难做到全面管理以及保证水质安全[1]。

2 监测系统的原理

农村供水站作为农村饮用水安全工程的关键组成部分，对其日常运行情况进行监测管理尤为重要。以浙江省余姚市为例，农村供水站内部配置有消毒室、过滤室、储水罐。消毒室放置消毒设备对原水进行消毒，过滤室放置过滤设备对消毒后的水进行过滤，将消毒过滤后的水存储至储水罐，供老百姓使用。因此对消毒、过滤、反冲状况的监测十分重要。

消毒设备分为电动和缓释2种。电动消毒柜利用消毒泵加药，当加药正常时，消毒泵正常运行，当药水加完或者没有药水开启消毒泵时，消毒泵产生报警并在运行5 s后自动关闭，因此，监测消毒泵运行情况即可掌握消毒情况；缓释消毒柜依靠手动开关加药，在缓释消毒柜的出口安装加药监测开关即可掌握消毒情况。

过滤设备采用砂石过滤网或者纤维过滤网的过滤罐，当过滤网上的过滤物增加到一定程度时必须清洗，否则会严重影响过滤效果与输送水量。过滤罐依靠反冲清洗，反冲时排污管产生水流，因此，在排污管上安装水流监测开关即可掌握反冲情况。

根据农村供水站的日常管理需求，在供水站内部设置人员考勤与图像抓拍功能，用来监测管理人员是否按时到供水站考勤以及是否按照规定操作。

3 系统结构

农村饮用水安全监测系统由感知层、网络层与应用层组成。感知层包括考勤按钮、摄像机、过滤罐、消毒柜、数据采集终端、设备监测单元等；网络层由GPRS/CDMA公网和Internet组成；应用层的核心是软件平台，包括人员考勤、设备监测、统计报表、短信提醒、地图浏览、系统设置等。数据采集终端采集考勤信号、消毒柜消毒、过滤罐反冲信号和图像数据后，利用无线传输模块，通过网络层将数据传输至监控中心服务器端，利用软件平台显示各项数据，并可形成报表进行打印。上级主管部门可以通过Web网络访问软件平台，进行实时数据查询与人员的监督管理[2]。

3.1 硬件设备

数据采集终端作为本系统的核心硬件设备，采用无线数据传输设备。该设备拥有多个开关量输入输出端口、485端口、232端口、4 ～ 20 mA端口等，功能完善，性能稳定，能够很好地满足农村供水站的工作环境要求、应用功能要求以及未来功能扩展需求。数据采集终端一方面采集考勤信号、消毒信号、反冲信号与图像数据，另一面将采集到的这些数据实时上传至监控中心服务器，同时又将视频监控数据存储在内置SD卡中，在系统中起到至关重要的桥梁作用与数据本地存储作用。

3.2 软件平台

软件平台主要由人员考勤、设备监测、统计报表、短信提醒、地图浏览、系统设置等模块构成，界面简洁易操作，软件平台首页见图1。

图1 软件平台首页图

人员考勤以日历方式显示，显示内容为：第一行“巡查人：XXX”，第二行根据有无考勤信号显示，有考勤信号时，显示“考勤时间：几时几分”，没有考勤信号时显示“未巡查”。点击有考勤信号的日历模块，能够显示抓拍的图像，可以查看是否是管理员本人进行操作。人员考勤界面见图。

设备监测同样以日历方式显示，有消毒、反冲信号时，显示内容为：第一行“消毒时间”，第二行“几小时几分钟”，第三行“反冲时间”，第四行“几时几分 — 几时几分”，没有消毒、反冲信号时，显示“未消毒”“未反冲”。 设备监测界面见图2。

图2 设备监测界面图

统计报表分为单站统计与综合统计，支持数据的导出与打印，方便农村供水站的数据查看与整理。单站统计包含基本情况、考勤、消毒、反冲等模块，可以查看该站点管理员各月的考勤次数，消毒柜每天的消毒时长，过滤罐每天的反冲情况，以及操作是否合格等。综合统计主要以列表形式显示所有站点的人员考勤、消毒、反冲的次数，简洁明了，能够为农村供水站管理员的月度、季度、年度考核提供依据。单站统计界面见图3，综合统计界面见图4。

图3 单站统计界面图

图4 综合统计界面图

短信提醒包含短信发送与短信查询。当管理员未按要求及时到供水站工作时，软件平台自动发送短信提醒管理员，同时发送给上级，上报未按时到岗的管理员名单，实现远程监督管理。

地图浏览模块将所有已安装数据采集终端的供水站显示在同一地图界面中，各站点均通过GPS定位，使上级管理人员能够掌握各个站点的准确位置，点击地图上的站点可以查看该站点的相关信息，包括供水站基本情况、人员考勤、设备监测等。地图浏览界面见图5。

图5 地图浏览界面图

系统设置主要包括账户管理、供水站管理、巡查人员管理3部分。账户管理实现对网站登录用户的管理，可以编辑、删除、新增网站用户以及权限管理。供水站管理实现供水站名称、所在地、巡查人、备注等信息的更新维护。巡查人员管理实现对供水点具体巡查人员的管理，包括巡查人员姓名、联系方式、所在乡镇村、职位等信息。

4 结 语

系统充分考虑省内农村饮用水管理的实际情况与管理需求，功能完善且经济投入较少，可作为农村饮用水信息化管理的解决方案。系统研究完成后，于2015年在浙江省余姚市进行了一期24个农村供水站点的建设，试运行结束后，又增建了二期26个站点，除个别站点因移动信号不稳定导致中断外，目前系统运行基本正常。

系统部署后实现了农村供水站日常运行情况的实时监测，提高了农村供水站的管理效率，同时降低了管理难度，在很大程度上保证了农村饮用水的水质安全。如果条件允许，完善水源地与用户端的监测将更好地实现农村饮用水的全面管理。

[1] 王邓红，殷芳芳，沈海标.余姚市山区农村饮水安全提升工程调研与分析[J].中国水利，2015(3)：46 - 47.

[2] 吴静，郝晓伟，杨才杰.农村饮用水在线监测与预警系统的开发与应用[J].浙江水利科技，2013(3)：1 - 3.

（责任编辑 郎忘忧）

Research and Application of Monitoring System for Rural Drinking Water

TU Jia - Jia1，LIU Feng2，SHEN Hai - biao3，Weng Min1，YU Jiang - yuan1，MA Yue1，LU Y - jun1
(1.Hangzhou Dingchuan Information Technology Co. Ltd., Hangzhou 310020，Zhejiang，China；2.Zhejiang Institute of Hydraulics and Estuary，Hangzhou 310020，Zhejiang，China；3.Yuyao Bureau of Water Resources，Yuyao 315400，Zhejiang，China)

In order to solve the dif fi culty of rural drinking water management，a rural drinking water safety monitoring system was studied according to the scene environment，facilities and management requirements of rural tank stations. Collecting the daily operation of tank stations by informationization means，the system uploads the real - time data to the monitoring center server through internal wireless transmission module, and fi nally uses the management platform of rural drinking water for data display，statistics，export，and printing. A large number of pilots were conducted in Yuyao of Zhejiang，the results show that the monitoring system operated stably and reliably，and greatly improved the management ef fi ciency.

rural drinking water； monitoring system；Yuyao City

TP277

：A

：1008 - 701X(2017)01 - 0077 - 03

10.13641/j.cnki.33 - 1162/tv.2017.01.024

2016-09-30

浙江省水利科技计划项目(RC1555)。

屠佳佳(1987 - )，男，工程师，硕士，主要从事水利信息化自动化研究与应用。E - mail：497113038@qq.com