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北控水務(wù)集團是北京控股集團有限公司旗下專注于水資源循環(huán)利用和水生態(tài)環(huán)境保護事業(yè)的旗艦企業(yè)。北控水務(wù)集產(chǎn)業(yè)投資、設(shè)計、建設(shè)、運營、技術(shù)服務(wù)與資本運作為一體，是綜合性、全產(chǎn)業(yè)鏈、領(lǐng)先的專業(yè)化水務(wù)環(huán)境綜合服務(wù)商，業(yè)務(wù)涵蓋市政水、流域水、工業(yè)水、村鎮(zhèn)水、海淡水及環(huán)衛(wèi)固廢、科技服務(wù)、金融服務(wù)、清潔能源等領(lǐng)域。2017年起，集團將全面創(chuàng)新提到集團戰(zhàn)略層面，在行業(yè)內(nèi)率先踐行智慧化運營管理理念，通過將行業(yè)專業(yè)理論經(jīng)驗與和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺以及云計算、大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)等IT與OT技術(shù)的融合，鏈接水務(wù)行業(yè)的實際需要導(dǎo)向和技術(shù)領(lǐng)域的可能性，引領(lǐng)開發(fā)了包括智慧水務(wù)運營管理平臺BECloudTM、數(shù)字雙胞胎、全流程智能控制系統(tǒng)等智慧化的大數(shù)據(jù)解決方案，緊扣水廠關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)智能化、生產(chǎn)過程智能優(yōu)化控制、建設(shè)水務(wù)行業(yè)智能水廠，建立智能水廠標(biāo)準體系和信息安全標(biāo)準體系，推動水務(wù)行業(yè)的整體提升與大跨步發(fā)展。

和利時作為中國領(lǐng)先的自動化解決方案供應(yīng)商，20多年來始終圍繞工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)制造和企業(yè)運營提供技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)，累計實施了幾萬個各類工業(yè)自動化項目，包括流程、離散和運營等不同類型工業(yè)領(lǐng)域和門類，深刻理解企業(yè)面臨的生產(chǎn)和運營問題。隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算等新一代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，和利時不斷開發(fā)出融合新ICT技術(shù)或順應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢的產(chǎn)品，今天已經(jīng)基本形成了包括邊緣控制器、邊緣智能控制系統(tǒng)、邊緣網(wǎng)關(guān)、數(shù)字化工廠生產(chǎn)運營管理系統(tǒng)、工業(yè)云為一體的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺（數(shù)字工廠操作系統(tǒng)HolliCube），并基于該平臺實現(xiàn)了中藥調(diào)劑設(shè)備云、通用設(shè)備云、智慧水務(wù)運營管理平臺、軌道交通綜合運維管理平臺等多個典型行業(yè)和示范性應(yīng)用。和利時通過HolliCube產(chǎn)品、智能制造解決方案和數(shù)字化服務(wù)，助力客戶打破各種自動化信息孤島，實現(xiàn)兩化深度融合和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，引領(lǐng)和滿足市場對數(shù)字化、智能化的新需求。在此背景下，和利時與北控水務(wù)強強聯(lián)合，基于和利時HolliCube打造了智慧水務(wù)運營管理云平臺BECloudTM。

一、 項目概況

基于北控水務(wù)在行業(yè)內(nèi)專業(yè)理論經(jīng)驗及和利時HolliCube數(shù)字工廠操作系統(tǒng)，建立智慧水務(wù)運營管理平臺BECloudTM，構(gòu)建海量工業(yè)數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、匯聚、分析和服務(wù)體系，支持水務(wù)企業(yè)數(shù)字化能力的快速提升，引領(lǐng)水務(wù)行業(yè)發(fā)展，探索水務(wù)行業(yè)業(yè)務(wù)新模式，形成資源富集、多方參與、合作共贏、協(xié)同演進的水務(wù)行業(yè)服務(wù)新生態(tài)。

1. 項目背景

近年來，水務(wù)行業(yè)的大跨步發(fā)展給全體從業(yè)者即帶來了挑戰(zhàn)和機遇，在十九大上提出開啟生態(tài)文明建設(shè)新時代，行業(yè)標(biāo)準逐年提升，社會關(guān)注度不斷增強，市場競爭日趨充分，各業(yè)態(tài)趨向“一張圖”統(tǒng)一管理，業(yè)務(wù)技術(shù)能力提升需要突破，經(jīng)濟效益與社會效益統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，企業(yè)發(fā)展與行業(yè)發(fā)展方向一致，行業(yè)實現(xiàn)與高新技術(shù)創(chuàng)新融合。

水務(wù)行業(yè)的模式轉(zhuǎn)型，需要從數(shù)字化轉(zhuǎn)型入手，專業(yè)、高效、開放的行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，容易被行業(yè)普遍接收和使用，助力行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)高效可復(fù)制的行業(yè)新模式。

無論何種平臺亦或是創(chuàng)新模式，都脫離不開業(yè)務(wù)背景。目前大多數(shù)水廠運行與管理嚴重依賴經(jīng)驗，該方式調(diào)控粗放，控制精度低，時效性弱，造成電、藥的大量浪費，使水廠運行成本居高不下。開發(fā)可有效實現(xiàn)污水廠穩(wěn)定、低碳、高效運行的全流程智能控制策略變得日益迫切。然而，智能控制技術(shù)要以大量水廠實際運行數(shù)據(jù)為依托。目前各地水廠數(shù)據(jù)管理松散，各地區(qū)各水廠各自為戰(zhàn)，數(shù)據(jù)存儲形式各不相同。阻礙了標(biāo)準智能控制技術(shù)的推廣。水廠數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊，嚴重影響了水廠的現(xiàn)代化管理和生產(chǎn)。解決這一問題的根本就在于形成面向水務(wù)行業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化需求，構(gòu)建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析和服務(wù)體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的開放式平臺。

2. 項目簡介

北控水務(wù)面向水行業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化需求，建設(shè)智慧水務(wù)運營管理平臺BECloudTM，構(gòu)建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析和服務(wù)體系，支撐水行業(yè)業(yè)務(wù)能力提升、資源配置的開放式平臺，構(gòu)建水務(wù)行業(yè)生態(tài)體系的核心。其本質(zhì)是通過構(gòu)建精準、實時、高效的數(shù)據(jù)采集互聯(lián)體系，建立面向工業(yè)大數(shù)據(jù)存儲、集成、訪問、分析、管理的開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)工業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗、知識的模型化、標(biāo)準化、軟件化、復(fù)用化，不斷優(yōu)化研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、運營管理等資源配置效率，形成資源富集、多方參與、合作共贏、協(xié)同演進的水務(wù)行業(yè)新生態(tài)。

3. 項目目標(biāo)

通過云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等新一代的互聯(lián)網(wǎng)IT技術(shù)，疊加上北控水務(wù)多年積累的行業(yè)知識和工藝技術(shù)，以及結(jié)合北控水務(wù)的卓越運營管理理念，開發(fā)出一套面向水務(wù)行業(yè)的智慧水務(wù)運營管理平臺BECloudTM，面向北控水務(wù)集團的水廠，建立“數(shù)字化”應(yīng)用和標(biāo)準化運營體系，實現(xiàn)運營管理能力的深度提升。未來將運營管理平臺從集團內(nèi)，推動集團外，不僅提升集團智慧水務(wù)核心競爭能力，同時還賦能給同行企業(yè)，提高整體水務(wù)行業(yè)的運營水平。

通過智慧水務(wù)運營管理平臺BECloudTM的建設(shè)，能夠在污水處理環(huán)節(jié)快速、全面融入北控水務(wù)在運營管理上的成熟理念和豐富經(jīng)驗，利用人工智能和大數(shù)據(jù)、云平臺等先進技術(shù)，配套建設(shè)、應(yīng)用集智能感知、智能預(yù)警、智能調(diào)度、智能處置和智能服務(wù)等智慧化功能于一體智慧水務(wù)運管系統(tǒng)；通過將水務(wù)機理模型和大數(shù)據(jù)科學(xué)相結(jié)合，深入發(fā)掘海量工業(yè)數(shù)據(jù)，揭示傳統(tǒng)技術(shù)方式難以展現(xiàn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，提升整體數(shù)據(jù)分析能力，為有效處理復(fù)雜運管問題提供新的手段，實現(xiàn)水廠智能預(yù)測和決策支持、工藝優(yōu)化、精確控制、無人值守等功能提供平臺支撐。

二、項目實施概況

1. 項目總體架構(gòu)和主要內(nèi)容

（1）系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

智慧水務(wù)運營管理平臺在技術(shù)創(chuàng)新上采用了融合邊緣計算和云計算的基礎(chǔ)架構(gòu)，包括設(shè)備層、PaaS層和SaaS層和模式層。

圖1  系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

邊緣計算層在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的邊緣側(cè)，通過大范圍、深層次的數(shù)據(jù)采集，以及異構(gòu)數(shù)據(jù)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與邊緣處理，構(gòu)建智慧水務(wù)運營管理平臺BECloudTM的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，包括通過各類通信手段接入不同的設(shè)備、系統(tǒng)和產(chǎn)品，采集海量數(shù)據(jù)，以及依托協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)實現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的歸一化和邊緣集成；

工業(yè)PaaS層在通用PaaS層之上疊加工業(yè)模型、數(shù)據(jù)管理、大數(shù)據(jù)處理、工業(yè)數(shù)據(jù)分析、工業(yè)微服務(wù)等創(chuàng)新功能，構(gòu)建可擴展的開放式云操作系統(tǒng)。工業(yè)PaaS層主要有以下三個功能：一是提供工業(yè)數(shù)據(jù)管理能力，將數(shù)據(jù)科學(xué)與工業(yè)機理結(jié)合，幫助水務(wù)企業(yè)構(gòu)建工業(yè)數(shù)據(jù)分析能力，實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值挖掘；二是將大量的工業(yè)技術(shù)原理、行業(yè)知識、基礎(chǔ)工藝、模型工具等規(guī)則化、軟件化、模型化，封裝成為微服務(wù)組件，可重復(fù)使用；三是構(gòu)建應(yīng)用開發(fā)環(huán)境，借助微服務(wù)組件和工業(yè)建模和應(yīng)用開發(fā)工具，幫助用戶快速構(gòu)建定制化的工業(yè)APP。

SaaS層針對水務(wù)行業(yè)場景，開發(fā)業(yè)務(wù)邏輯功能，通過調(diào)用邊緣層和平臺層的微服務(wù)，推動工業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗、知識和最佳實踐的模型化、軟件化和再封裝，從而形成滿足不同場景的工業(yè) APP，包括數(shù)字雙胞胎、工藝運行仿真、專家診斷服務(wù)、能耗管理優(yōu)化、運營管理調(diào)優(yōu)與運營咨詢、生產(chǎn)優(yōu)化和智能控制、設(shè)備大修與預(yù)測性維護、全網(wǎng)監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析等，從而形成智慧水務(wù)運營管理平臺BECloudTM的最終使用價值。

通過打造智慧水務(wù)運營管理平臺BECloudTM，，創(chuàng)造新的業(yè)務(wù)開發(fā)和商業(yè)模式：開發(fā)沉淀專業(yè)模型以平臺服務(wù)的模式開放，建立服務(wù)盈利模式，并通過基于模型開發(fā)的專業(yè)APP，建立流量盈利模式；打造開發(fā)者社區(qū)，激發(fā)創(chuàng)新活力，部分專業(yè)激勵算法模型開源，吸引行業(yè)開發(fā)者共同迭代，提升開發(fā)效率；探索數(shù)據(jù)商品化，將運營數(shù)據(jù)脫敏后以平臺資源模式開放。

（2）主要內(nèi)容

? 水務(wù)行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)建整體規(guī)劃；

? 建立水廠數(shù)據(jù)的統(tǒng)一編碼、標(biāo)識規(guī)則和元數(shù)據(jù)模型；

? 基于OPC UA構(gòu)建水廠信息模型、各類設(shè)備模型以及工藝模型；

? 分布在全國各地的污水、供水、水環(huán)境、村鎮(zhèn)污水等數(shù)據(jù)的接入和預(yù)處理；

? 水務(wù)行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺IaaS、通用PaaS、工業(yè)PaaS服務(wù)的建立和部署；

? 數(shù)據(jù)清洗和大數(shù)據(jù)分析平臺的建立和部署；

? 開發(fā)面向水務(wù)生產(chǎn)運營管理的典型APP，包括生產(chǎn)過程遠程監(jiān)視、多水廠KPI指標(biāo)分析、綜合運營管理駕駛艙等工作。

2. 平臺數(shù)采/數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)

（1）數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計

圖2  數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計

? 在水廠側(cè)部署智能網(wǎng)關(guān)，支持多品牌PLC協(xié)議接入，設(shè)備接入?yún)f(xié)議可定制開發(fā)。

? 智能網(wǎng)關(guān)通過4G將數(shù)據(jù)直接傳輸入云。

? 數(shù)據(jù)傳輸過程中通過VPN等手段進行安全加密。

? 云平臺端通過標(biāo)準協(xié)議支持更多廠家智能網(wǎng)關(guān)接入，提供接口開發(fā)SDK

（2）數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)設(shè)計

圖3  數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)設(shè)計

針對工業(yè)數(shù)據(jù)異構(gòu)性、海量規(guī)模的特點，根據(jù)每種數(shù)據(jù)特性選擇合適的存儲方式，采用數(shù)據(jù)湖技術(shù)(SQL/NoSQL/NewSQL/圖關(guān)系/分布式索引/內(nèi)存數(shù)據(jù)/文件數(shù)據(jù)等)實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲方案，滿足了水務(wù)行業(yè)場景下異構(gòu)、海量數(shù)據(jù)高并發(fā)、高吞吐、低延時、高可用的數(shù)據(jù)使用要求。

3. 具體應(yīng)用場景和應(yīng)用模式

（1）基于物聯(lián)網(wǎng)平臺功能和專業(yè)數(shù)據(jù)模型管理，實現(xiàn)工業(yè)實時大數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)控和分析

對污水處理廠不同種工藝段圖形化展示，可以實時展示每種工藝段中設(shè)備實時狀態(tài)和儀表實時數(shù)據(jù)。提高數(shù)據(jù)反饋時效性，將實時數(shù)據(jù)最新的變化情況及時展示，當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)設(shè)備或儀表的告警時，可實時獲取這些告警信息，在第一時間展示給現(xiàn)場操作人員。

將關(guān)鍵工藝參數(shù)以趨勢曲線方式展示數(shù)據(jù)實時情況，分析實時數(shù)據(jù)當(dāng)前及過去曲線走勢，可以對同一個數(shù)據(jù)指標(biāo)進行環(huán)比和同比數(shù)據(jù)分析，通過分析數(shù)據(jù)對現(xiàn)場的設(shè)備和儀表運行維護提供數(shù)據(jù)分析支持。

圖4  工藝流程及實時監(jiān)控圖

圖5  實時數(shù)據(jù)分析

（2）基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量判別和清洗

判別異常的數(shù)據(jù)通圖形化方式展示，通過對異常數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，延長設(shè)備和儀表使用壽命，降低設(shè)備維護成本，擇優(yōu)選擇更可靠的品牌產(chǎn)品。在地圖上看到所有污水廠分布以及在線情況，多維度對異常數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，全方位剖析數(shù)據(jù)異常統(tǒng)計情況。

平臺能夠?qū)崿F(xiàn)按照各類清洗規(guī)則對大數(shù)據(jù)的清洗功能，為大數(shù)據(jù)分析、實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘、開發(fā)大數(shù)據(jù)模型等創(chuàng)造數(shù)據(jù)條件。

圖6  生產(chǎn)數(shù)據(jù)質(zhì)量判別與清洗

圖7  生產(chǎn)數(shù)據(jù)質(zhì)量判別統(tǒng)計分析

（3）基于平臺，整合數(shù)據(jù)、模型、工具，開發(fā)實現(xiàn)污水廠數(shù)字雙胞胎

作為北控水務(wù)集團卓越運行“智慧大腦”的核心模塊，數(shù)字雙胞胎其實質(zhì)是通過BECloudTM將水廠實時數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)與機理模型、BIM模型進行整合開發(fā)，實現(xiàn)物理資產(chǎn)及其運營狀態(tài)的數(shù)字全方位透徹可感知的呈現(xiàn)。結(jié)合水廠業(yè)務(wù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，通過建模和數(shù)據(jù)挖掘，將水廠的數(shù)據(jù)分析、水質(zhì)預(yù)測、生化分析、控制參數(shù)優(yōu)化、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、能效分析等進行深入剖析和可視化展示，結(jié)合各類工況預(yù)測、仿真模擬和控制優(yōu)化等功能，為水廠的運營管理提供全方位的運營輔助決策，并探索基于云端的實時控制，追求實現(xiàn)極致的高效、穩(wěn)定運行和人工的最優(yōu)化利用。數(shù)字雙胞胎將為北控水務(wù)建立起集團的卓越運營模式，提升運營管理能力提供工具支撐。

2018年4月22日，在第八屆中國水業(yè)院士論壇上，北控水務(wù)將自主開發(fā)的“污水廠數(shù)字雙胞胎”概念版向水行業(yè)內(nèi)進行了發(fā)布，以三維虛擬水廠為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)可視化形式，基于企業(yè)云及IoT、大數(shù)據(jù)的高效數(shù)據(jù)/業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)體系，創(chuàng)新的運用在線模擬與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)打造該系統(tǒng)智慧內(nèi)核，實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息，輔助人員決策，引起與會者濃厚的興趣與強烈反響。

圖8  污水廠數(shù)字雙胞胎

（4）開發(fā)全套云化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)大集團高效數(shù)字化全業(yè)態(tài)管控模式

基于BECloudTM，北控水務(wù)開發(fā)部署了污水廠運營管理成套系統(tǒng)、村鎮(zhèn)污水智慧化管理系統(tǒng)、供水業(yè)務(wù)運營管理成套系統(tǒng)、水環(huán)境運營管理系統(tǒng)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)管控系統(tǒng)、自控專業(yè)化管控系統(tǒng)等運營管理全套云化系統(tǒng)，并基于系統(tǒng)的快速應(yīng)用，探索、實現(xiàn)了廣東數(shù)字化“組團式”管理模式、廣西貴港供水“全打通”管理模式、鶴山“六個一體化”管理模式及秦皇島“廠網(wǎng)一體化”管理模式等行業(yè)先進管理理念的試點，并依托BECloudTM，開始推進各類先進管理模式的快速復(fù)制。

（5）基于大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，結(jié)合平臺實現(xiàn)各類業(yè)務(wù)解決方案

北控水務(wù)將大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)與業(yè)務(wù)理論和經(jīng)驗相結(jié)合，開發(fā)污水生化全流程智能控制解決方案，實現(xiàn)精準保證厭氧、缺氧、好氧等各工藝段的工藝環(huán)境；利用大數(shù)據(jù)技術(shù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的合理關(guān)聯(lián)，對水廠進水流量進行精準預(yù)測，實現(xiàn)智能提升控制；開發(fā)總磷虛擬儀表，實現(xiàn)對生化除磷的精確預(yù)測和智能加藥控制；基于人工智能及其識別基礎(chǔ)，開發(fā)蟲臉識別系統(tǒng)，對活性污泥中的指示性生物進行分析判別為工藝人員提供水廠運行依據(jù)，為水廠運行提供預(yù)判信息。

（6）搭建遠程協(xié)助平臺，實現(xiàn)遠程指導(dǎo)設(shè)備運維模式

水廠和村污工作人員缺乏專業(yè)技術(shù)能力，難以獨立開展設(shè)備的日常運維，如對專業(yè)設(shè)備維修等，需要專業(yè)人員的遠程指導(dǎo)和實時監(jiān)督。

結(jié)合AR、遠程協(xié)助和及其識別等技術(shù)，配合成套輔助工具實現(xiàn)遠程實時指導(dǎo)系統(tǒng)，針對水廠、村污、鄉(xiāng)鎮(zhèn)泵站的遠程維護和日常巡檢，提供遠程視頻指導(dǎo)，富媒體雙向推送，增強現(xiàn)實（AR）指導(dǎo)等創(chuàng)新交互。

4. 安全及可靠性

（1）租戶管理安全

平臺基于OAuth2在應(yīng)用與服務(wù)訪問控制安全方面提供用戶統(tǒng)一認證與授權(quán)服務(wù)。

（2）漏洞掃描安全

平臺的鏡像庫服務(wù)基于Clair技術(shù)提供了鏡像漏洞掃描安全服務(wù)功能，對平臺中容器鏡像安全漏洞進行掃描，掃描內(nèi)容包括操作系統(tǒng)補丁、常用端口服務(wù)等，可以幫助用戶發(fā)現(xiàn)容器鏡像中的安全漏洞，及時采取防范措施。

（3）數(shù)據(jù)存儲安全

平臺的數(shù)據(jù)存儲主要包括容器平臺層的數(shù)據(jù)存儲與大數(shù)據(jù)平臺的工業(yè)數(shù)據(jù)存儲，均采用分布式數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，缺省啟用了多復(fù)本存儲機制，保證了數(shù)據(jù)存儲安全：

（4）通信傳輸安全

平臺支持用SSL/TSL等安全傳輸協(xié)議等相關(guān)技術(shù)手段來保證通信傳輸過程中的機密性、完整性和有效性，防止數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中被竊取或篡改，并保證合法用戶對信息和資源的有效使用。

（5）應(yīng)用與服務(wù)訪問安全

平臺基于OAuth2在應(yīng)用與服務(wù)訪問控制安全方面提供用戶統(tǒng)一認證與授權(quán)服務(wù)。

（6）反向連接

提供NAT或防火墻應(yīng)用場景下邊云互連的解決方案：在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，處于NAT或防火墻后端的邊緣側(cè)服務(wù)不能暴露于公網(wǎng)或需與外界做單向的安全隔離，這就要求邊緣側(cè)和云端不能采用常規(guī)的互連機制，平臺使用反向連接技術(shù)，由邊緣側(cè)向云端主動發(fā)起連接請求，然后服務(wù)端在此通道基礎(chǔ)上構(gòu)建安全連接，從而跨越防火墻或NAT連接障礙，同時又不降低連接的安全性。

5. 邊云協(xié)同

模型同步：平臺提供統(tǒng)一的建模工具，對物理世界的對象抽象化和數(shù)字化，通過模型信息下發(fā)機制，使邊緣側(cè)和云端可共享統(tǒng)一的模型結(jié)構(gòu)。邊緣側(cè)也可根據(jù)物聯(lián)設(shè)備的接入情況，上報物聯(lián)設(shè)備模型，云端根據(jù)上傳信息自動創(chuàng)建對應(yīng)的設(shè)備實例，實現(xiàn)物聯(lián)接入的即插即用。

數(shù)據(jù)同步：邊緣側(cè)提供實時數(shù)據(jù)采集、實時報警管理、實時計算等功能，其實時性、短周期、局部性的特點可更好地支撐本地業(yè)務(wù)的實時智能化決策與執(zhí)行，同時通過MQTT、OPC UA、WebAPI等多種協(xié)議或接口方式，將邊緣端的短周期數(shù)據(jù)上報云端，充分利用云端提供的大數(shù)據(jù)分析與處理能力，將優(yōu)化和分析后的決策數(shù)據(jù)下發(fā)至邊緣側(cè)，從而實現(xiàn)邊云的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同。

6. 其他亮點

? 通過打造集團級生產(chǎn)數(shù)據(jù)物聯(lián)采集平臺，支持各水廠多廠家控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入，形成數(shù)據(jù)采集標(biāo)準體系，統(tǒng)一提供數(shù)據(jù)給應(yīng)用開發(fā)+數(shù)據(jù)挖掘。

? 平臺提供了一套開發(fā)、測試和生產(chǎn)運行環(huán)境，提供了通用服務(wù)和工業(yè)服務(wù)，大大提高開發(fā)效率。

? 提供統(tǒng)一身份管理和單點登錄，集團的用戶、角色、組織機構(gòu)在平臺統(tǒng)一維護。

? 沉淀水行業(yè)設(shè)備模型+工藝模型+工廠模型（可擴展、可復(fù)用），支持600家以上不同工藝水廠數(shù)據(jù)上云。

? 通過建模+可視化應(yīng)用開發(fā)工具+算法編排工具+數(shù)據(jù)質(zhì)量判別及清洗工具，無需開發(fā)經(jīng)驗，工程人員即可完成應(yīng)用的開發(fā)。

? 提供了機器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)分析平臺，為水務(wù)集團基于行業(yè)大數(shù)據(jù)分析提供支撐。

? 提供一套“數(shù)、用”分離的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。即基于統(tǒng)一標(biāo)準，集成商完成數(shù)據(jù)入云，建模。應(yīng)用開發(fā)商使用服務(wù)、工具、基于數(shù)據(jù)開發(fā)各類創(chuàng)新應(yīng)用。解決數(shù)據(jù)應(yīng)用都由一個開發(fā)商完成的壁壘。

三、下一步實施計劃

1. 生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全面采集

未來集團下屬的市政污水廠、村鎮(zhèn)污水廠、再生水廠、供水廠、污水提升泵站的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全面收集。

2. 水行業(yè)應(yīng)用推廣

將緊密圍繞智慧水務(wù)開發(fā)行業(yè)APP，在完成集團數(shù)字化轉(zhuǎn)型之后，將能力向行業(yè)輸出，為中小型水務(wù)公司提供一體化運營服務(wù)。

四、項目創(chuàng)新點和實施效果

1. 項目先進性及創(chuàng)新點

（1） 先進性

充分融合機理模型、數(shù)據(jù)模型，構(gòu)建數(shù)據(jù)至價值的高效轉(zhuǎn)化體系，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)、云計算等前沿技術(shù)在水務(wù)行業(yè)的效能，打造水行業(yè)第一個行業(yè)云平臺，聚合水務(wù)行業(yè)IT開發(fā)能力，快速形成能夠承接水務(wù)行業(yè)需求的開發(fā)生態(tài)，構(gòu)建以數(shù)據(jù)驅(qū)動為核心的生態(tài)聯(lián)動體系，打造開發(fā)及應(yīng)用為一體化的平臺，實現(xiàn)互生共贏，同時為全面提升水務(wù)行業(yè)運營管理水平提供各類工具。

? 平臺針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，提供了特色的工業(yè)服務(wù)，比如模型服務(wù)、時序服務(wù)，工業(yè)事件服務(wù)；

? 構(gòu)建了邊云協(xié)同的一體化運營管理平臺；

? 預(yù)置通用服務(wù)，應(yīng)用使用一鍵訂閱即部署，方便快速完成應(yīng)用開發(fā)；

? 預(yù)置機器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)的算法/模型及復(fù)用機制，提高數(shù)據(jù)分析工作效率；

? 可視化建模及應(yīng)用快速開發(fā)工具，無開發(fā)經(jīng)驗也可作創(chuàng)新應(yīng)用的開發(fā)。

（2）創(chuàng)新點：

依托北控水務(wù)多年運營數(shù)據(jù)及運營管理經(jīng)驗，通過橫向打造基于數(shù)據(jù)聯(lián)動的1+N管控體系、縱向打造基于智能控制的全流程控制體系，形成水行業(yè)智慧轉(zhuǎn)型頂層框架，通過技術(shù)創(chuàng)新與模式創(chuàng)新結(jié)合，實現(xiàn)水務(wù)企業(yè)卓越運營，同時依托能力輸出及服務(wù)外溢，實現(xiàn)水務(wù)行業(yè)管理水平的全面提升。

? 開發(fā)沉淀專業(yè)模型以平臺服務(wù)的模式開放，建立服務(wù)盈利模式

? 研發(fā)基于模型開發(fā)的專業(yè)APP，建立流量盈利模式

? 將水行業(yè)算法模型開源，吸引行業(yè)開發(fā)者共同迭代，提升開發(fā)效率

? 探索數(shù)據(jù)商品化，將運營數(shù)據(jù)脫敏后以平臺資源模式開放

? 不僅給本企業(yè)帶來運營管理提升，而且通過平臺將行業(yè)工廠模型、數(shù)據(jù)、機理模型等能力輸出，讓水行業(yè)企業(yè)快速復(fù)制提升。

2. 實施效果

通過智慧水務(wù)運營管理平臺BECloudTM的建設(shè)，實現(xiàn)運營大數(shù)據(jù)的收集；通過大數(shù)據(jù)分析開發(fā)出與項目實際條件和工況相適應(yīng)的管理模型和機理模型，建立廠級數(shù)字雙胞胎和專家系統(tǒng)，實現(xiàn)運營輔助決策和精確控制；應(yīng)用智慧化全業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，建立高效流轉(zhuǎn)的運營管理體系，實現(xiàn)一體化、組團式管理模式；基于人機協(xié)同的全方位可靠性配套方案，打造固若金湯的水廠智慧化安全管理模式。

例如廣州東莞數(shù)字化水廠項目啟動試運行，通過污水廠全流程的智能管控，區(qū)域中心的集中監(jiān)控，移動巡檢的智能管理，運維平臺的信息化管理，實現(xiàn)以自控系統(tǒng)代替人的工作，曝氣、提升、加藥等重點工藝智能控制，運營、設(shè)備、設(shè)施、巡檢、維修等流程互聯(lián)互通，打破信息孤島。全廠移動化、無紙化的辦公方式，極大提高一線工作效率的同時，也實現(xiàn)總部、大區(qū)及水廠的有效協(xié)同。該案例最終節(jié)省人力30%，綜合運營成本減少6%。