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SYSTEM OVERVIEW · 系统介绍

把取水、处理、回注
串成一套数据

面向深煤层气田配套水系统的智能管控平台。不讲概念,只讲接了哪些设备、管了哪些事、替现场省了哪些跑腿——水源地、水处理站、回注井、管网与药剂,进同一个调度中枢。

10业务栏目
45功能页面
5 类核心能力
5 秒采集刷新

一套平台,把水系统的账算清

从水源地到回注井,从设备台账到培训签阅,读的是同一份数据

10个业务栏目
45页功能页面
5秒/点采集刷新节奏
7天提前预判窗口

Who We Are

不是一块大屏,
是几张终于对得上的表

水源地、三座水处理站、二十多口回注井,过去各记各的账:压力流量靠抄表,水量日报靠 Excel 汇总;压裂供水一开,调度员得挨个打电话问罐存,数据永远滞后一天。

这套系统最早不是为了展示,是柿庄南区块的调度班提了个具体问题:「压裂开始前,能不能提前一天告诉我水够不够、从哪调。」我们先把水量平衡和供水保障做成了模型,再把设备、药剂、管网、培训一点点接了进来。

  • 解决什么:看得见、算得清、调得动,三个动词不多一个
  • 服务谁:调度员、值班长、注水泵工、巡线工、设备工程师
  • 边界在哪:不动现有自控系统,把「神经末梢」接通,再长出会算、会报、会给建议的助手

难的从来不是那块屏,是屏背后那几张对不上的表——取了多少、处理了多少、注了多少,三个数永远差一截。

深煤层气田配套水系统 · 现场笔记

Why It Works

凭什么信你:六件做得比较实的事

每条只写我们的做法,传统做法留给你自己对比

01 / COMPATIBLE

不挑现场设备

老机械水表、新电磁流量计、国产 PLC、进口压力变送器,Modbus TCP / OPC UA / MQTT 都接;断网时边缘网关本地缓存,来网再补传。

02 / REAL-TIME

数据不做样子

压力、流量 5 秒一个点,超压、爆管 30 秒内推到值班长手机,不是「一天一张日报」的样子货。

03 / ONE SOURCE

一套数据多端用

调度大屏给值班长看全局,PC 给管网员查台账,APP 给巡线工收工单、拍现场照片,读的是同一份数据。

04 / FORWARD

事前不救火

提前 7 天预判药剂与备件缺口、提前把壁厚检测排进计划,把补货和检修挪到夜间低峰。

05 / GRANULAR

细到最小单元

不是只看全厂一个总表,是拆到每台泵、每个加药点、每条管线的 K2+380 这类桩号、每个批次的药剂。

06 / LOW RISK

部署快风险小

私有化部署,先跑通「一张图 + 水量平衡 + 告警」三块,4–6 周见效,不搞半年以上的大手术。

口径说明:以上数字为量级描述(秒级、天级、周级),用于说明响应节奏,不作为验收指标;精确值以现场实测与合同口径为准。

Architecture

五层不是并列,是一条数据流

感知层接信号 → 网络层送回来 → 平台层归一成一套口径 → 应用层各干各的活 → 用户层三种视角

用户层给到谁 · 三种视角调度大屏PC 工作台巡线 APP管理看板
↑
应用层汇成什么 · 业务能力全域可视智能调度报警预警设备 / 药剂 / 管网 / 培训
↑
平台层汇成一套口径数据中台指标字典算法中台时序存储
↑
网络层把信号送回来有线专网5G边缘网关断网缓存
↑
感知层接什么 · 现场信号压力 / 流量 / 液位水质仪表PLC视频 AI
五层不是五个系统拼起来的,是一根管子从上通到下。
01 / 监测感知 · 看得见

点开就知道水在哪

水源地、站库、井场、管网四层叠在一张图上。点哪口井,实时压力、流量、最近告警一起弹出来,不用再挨个打电话问现场。

  • GIS 一张图叠加四类设施,异常点按状态分色
  • 工艺流程图绑定实时点值,偏差超阈值自动标黄
  • 视频 AI 抓帧存档,识别结果经人工确认后挂工单
  • 巡线 APP 定位与现场照片当天进档
关键指标:万级测点接入 · 5 秒刷新 · 按小时核查点位覆盖
实时点位5 秒刷新
1# 水处理站 · 进水压力0.42 MPa
ZP1 泵站 · 瞬时流量126 m³/h
HZ-A01 回注井 · 套压6.8 MPa
数据状态采集正常
02 / 数据分析 · 算得清

三个数终于对得上

取多少、用多少、注多少,按介质、按站库建平衡表,差值自动分摊到区段。日报按小时自动汇总,月底不用再拿 Excel 拼一遍。

  • 多源点表归一,缺测、越界、突变自动打标
  • 清水、返排液、采出水分开算,压裂用水单独挂账
  • 按药剂、站点、时段下钻,找到真正吃量的那一段
  • 7 日用量给预测区间,结果直接转采购建议
关键指标:按小时出平衡 · 提前 7 天预测 · 按天滚动
日水量平衡按小时汇总
取水合计3,180 m³
处理出水3,056 m³
回注合计2,912 m³
差异定位已分摊到区段
03 / 调度控制 · 调得动

压裂还没开,方案已摆好

按井次算需水量与用水曲线,比对罐存、处理与管输能力,给出调水路径和时间段。改阀门之前,先在水力模型里试一遍。

  • 供水保障提前 1 天出方案,按小时排程
  • 按水质指标算掺混比,配比与加药量一次说清
  • 管网工况推演,多方案比选并留版本
  • 确认后转调度工单,回执与现场照片回填
关键指标:提前 1 天出方案 · 按批次出配比 · 工单按小时跟踪
供水保障方案YP-07 井次
预测需水量860 m³
可调水源W1 + 2# 站
建议时段次日 06:00–14:00
能力校核可满足
04 / 预警应急 · 兜得住

半夜响的那条,是真有事

告警按紧急、重要、一般分级,同一点位的重复告警合并;处置从派单到验收四步留痕,管壁变薄、药剂见底也在还没出事的时候提示。

  • 阈值与模型双通道识别,大屏与手机端同步推
  • 派单、接单、回填、验收四步留痕,超时自动升级
  • 阴保电位定位到测试桩,壁厚减薄与剩余寿命排序
  • 药剂、备件按可用天数提示,预警转检测或采购计划
关键指标:告警 30 秒内推送 · 提前 7–14 天提示 · 可用天数按天更新
待办预警按等级排序
PL-FP-08 · K2+380腐蚀速率超限
TP-27 测试桩保护电位未达标
HEDP 药剂可用 7 天
处置状态待派单

Technology

先讲能力,后堆清单

每一项技术都对应一个现场真会碰到的工程难题

物联网与智能感知

Modbus TCP、OPC UA、MQTT、边缘网关、5G。解决协议不统一、老设备没接口、断网丢数据;结果是老机械水表和新电磁流量计能在同一张表里说话。

  • 多协议接入与点表归一
  • 断网本地缓存、来网补传

大数据与数据治理

时序库、指标字典、数据质检、血缘追溯。解决指标同名不同义、日报口径打架、历史数据查不动;结果是同一口井只有一个口径,争议能追到原始值。

  • 原始值与修正值双留痕
  • 按小时质检与差异清单

人工智能与算法模型

异常检测、时序预测、视频识别、回归模型。解决误报太多人不看、新故障没样本、模型不敢用;结果是识别结果一律挂人工确认,不替代现场人员决策。

  • 识别 + 人工确认
  • 按周复盘漏检与误报

数字孪生与仿真推演

GIS、管网水力模型、工况推演、站库组态。解决改工艺怕出事故、新员工不敢操作、现场验收进不去;结果是调水方案先在屏上跑一遍,再下发到现场。

  • 多方案比选并留版本
  • 方案确认后转工单

云计算与边云协同

私有化部署、容器化、边端缓存、消息总线、负载均衡。解决断网就瘫、带宽不够、实时性要求高;结果是站库断网时本地照常采集,来网自动补传。

  • 私有化部署,数据不出厂区
  • 核心模块 4–6 周可跑通

通信与信息安全

专网、双向认证、角色权限、操作审计、数据脱敏。解决生产数据外流、越权操作、审计过不了;结果是数据不出厂区也能远程看,谁动了什么都有账。

  • 按岗位配权限,越权拦截
  • 操作日志按人按时间可查

Tech Stack

参考技术栈(8 组)

工程化部署时可按现场既有环境替换,这里只罗列不展开

分组技术栈
大屏端Vue3、TypeScript、ECharts、DataV、Three.js、Cesium、WebSocket
业务 Web 端Vue3、Vite、Pinia、Element Plus、Axios
移动端uni-app、uView Plus、微信小程序 SDK、uniPush
后端微服务Java 21、Spring Boot 3.x、Spring Cloud Alibaba、Sa-Token、MyBatis-Plus、Netty
数据存储MySQL 8、Redis、InfluxDB、TimescaleDB、MinIO、Elasticsearch
物联网接入EMQX、MQTT、Modbus TCP、OPC UA、Kafka、Flink
AI 与算法Python、PyTorch、scikit-learn、Pandas、NumPy
部署运维Docker、Kubernetes、Nginx、Jenkins、Prometheus、Grafana
这套组合的好处:前端跑得快、大屏不卡;后端能扛住每秒上万条设备点表的写入;物联网侧有消息总线,不怕终端多;AI 模块独立部署,不影响主业务。
当前演示原型为原生 HTML + CSS + JavaScript + ECharts + Leaflet 的静态实现,用于界面与业务流程验证,不含真实后端与现场数据。