东莞松山湖一期智慧水厂项目喜获2025年智慧城市先锋榜优秀案例一等奖

2025年6月27日，以“数智赋能城市创新，协同共治发展蓝图”为主题的第十八届中国智慧城市大会在湖北武汉召开。会上，“2025智慧城市先锋榜”评选结果正式揭晓，东莞市水务集团供水有限公司、上海昊沧系统控制技术有限责任公司、北京市市政工程设计研究总院有限公司联合申报的《珠三角水资源配置工程东莞配套松山湖水厂一期工程智慧水厂项目》从全国300余个案例中脱颖而出，成功上榜中国智慧城市先锋榜优秀案例，荣获一等奖。松山湖水厂一期设计规模为110万m³/d，是一次性建造交付的亚洲最大的智慧水厂。项目依托自主研发的制水全流程智能化控制体系，成功突破传统水厂依赖人工经验、调节滞后、能耗高等行业痛点，成为“数据模型驱动+全流程智能控制”的标杆水厂。

珠三角水资源配置工程东莞配套松山湖水厂

一期工程智慧水厂项目

东莞市水务集团供水有限公司

上海昊沧系统控制技术有限责任公司

北京市市政工程设计研究总院有限公司

优秀案例一等奖

01. 建设背景

在“数字中国”建设的浪潮下，国家“十四五”规划对数字化和水务行业的新发展提出明确要求，水务数字化转型已成为必然趋势。数字水务作为数字经济的重要组成部分，是提升公共服务、社会治理数字化与智能化水平的关键。在“生态文明”理念和“碳中和”目标的指引下，城镇涉水事务的建设、运营与服务综合能力亟待提升。水务产业化发展仍处于初级阶段，亟需构建数字化产业链，打通"水安全、水资源、水生态、水景观、水环境、水管理、水经济"的经济社会循环，助力水务行业运营、管理、服务模式的数字化升级与创新。

珠三角水资源配置工程是国务院要求加快建设的重大水利工程，也是粤港澳大湾区建设规划的重要水利基础设施。东莞配套松山湖水厂一期工程的建设，对东莞市经济社会发展意义重大。松山湖水厂以打造“国内一流，国际领先”的智慧水厂为目标，聚焦品质提升、精细化管理、环境优化和新技术应用，旨在实现精细化过程控制、低碳安全运行，增强运营管控能力，提升水司核心竞争力，同时为东莞水务集团智慧水厂集群建设树立标杆。

02.建设内容

本项目由上海昊沧系统控制技术有限责任公司建设，北京市市政工程设计研究总院有限公司负责设计，东莞市水务集团供水有限公司负责运行管理。建设内容涵盖智慧运营管控平台、智能工艺及控制优化运行系统、大屏显示系统、无线覆盖及人员定位系统、超融合基础设施、机械健康诊断系统等。

1. 总体架构

东莞供水公司制定了“1+3+N+3”的智慧水厂业务总体规划，在智慧水务管理的先进架构中，“1个平台”担当核心枢纽，统筹协调各体系与系统运转，保障信息高效流通与决策精准快速。“3个体系”分别对应不同管理职能与业务诉求，是智慧水务管理的稳固三大支柱。“N个系统”依据特定业务流程与功能需求精心打造，借由智能化手段显著提升运作效率与安全水平。“4个目标”精准锚定智慧水务管理的终极追求：实现智慧赋能、确保安全可控、达成高效节能、践行绿色低碳。如图1所示：

图1 智慧水厂业务总体规划

构建了智慧水务的五大核心层级，即感知层、数据层、平台层、业务层和用户层。这一架构为东莞市所有水厂及厂站的业务管理提供了全面高效的技术支撑，实现了涉水业务的全要素智能化整合。

图2 智慧水厂系统架构

感知层:基于HBase的分布式时间序列存储，接入生产设备、仪器仪表等数据，兼容多种设备协议，并新增部分感知层设备，打破信息孤岛，提升数据查询效率。

数据层:为上层平台提供算力、存储等基础支撑和运行环境，保证系统稳定、安全、高效运行。

平台层:采用微服务分布式架构，打造组件化资源包，实现业务能力重用，提高系统扩展性和并发能力。

业务层:遵循多租户、“统一认证、分权分域”原则，提供智慧运管管控平台、高级控制系统和口袋水厂等系统服务单元。

用户层:支持桌面端、移动端、大屏的数据交互，利用websocket技术保证数据实时性，通过RSA非对称算法加密重要数据，确保信息安全。

2. 系统和平台

通过信息化建设，系统性解决了水厂信息孤岛、数据分析能力不足、运维困难等问题。如图3所示。

生产：通过智能网关采集自控PLC数据，同步至手机端及业务系统，方便查看数据、报表、告警等信息;通过生产巡视检查降低各类隐患。

设备：建立设备全生命周期台账，记录设备保养、维修、备件更换等信息。

安全：整合安全检查、隐患整改、应急管理等环节，实现智能化、精细化安全管理。

化验室：规范数据录入、药剂检测、数据分析等工作，提高化验室工作效率和管理水平。

辅助决策：建立科学办公流程，综合运用数据，为设备故障诊断、生产调度等提供辅助决策支持。

图3 平台部分功能

3. 典型应用场景

3.1. 数字孪生水厂

依托BIM模型、物联网及数字孪生技术，集成水厂的建筑、设备、管网等设施，利用三维可视化手段，精准地在数字空间中再现了水厂的运营流程及全要素信息，实现水厂的立体直观展示与日常管理的智能化，保障运行的科学性、高效性、安全性及智慧化水平。如图4所示：

图4 数字孪生水厂

3.2. 智能加药

分析进水水质参数与药剂投加量关系，建立加药模型，根据水质参数自动计算药剂投加量，并通过校正自学习模块优化，提高出水水质稳定性，减少药剂浪费。

分析进水水质参数与药剂投加量之间的关系，建立加药模型，根据各种进水水质参数如流量、浊度、温度、PH、余氯等自动计算出相应的药剂投加量。并通过校正自学习模块，以沉后浊度作为评估指标，分析本次投加是否需要校正以及作为新样本训练模型。进一步提高出水水质稳定性，减少药剂浪费。如图5所示：

图5 智能加药

3.3. 进出水水量智能调度

结合水厂历史数据和实时变化，动态预测未来全天进、出水量，并控制进、出水量设定值和水泵运行频率，稳定清水池液位，实现水泵泵组联动控制，避免出现水泵超载启动、电机故障、水泵损坏、水锤扰动等情况，保障水厂和供水系统稳定运行。如图6所示：

图6 水量预测

3.4. 水泵性能优化运行

持续监控水泵性能，与标准性能对比，计算水泵效率并合理分配运行任务，使水泵运行在最佳效率点，达到节能降耗、延长使用寿命的目的。

3.5. 智慧决策保障生产

专家自定义诊断规则，系统根据规则判断并生成工单，推荐故障原因和处置方案，工作人员响应后，系统统计规则使用情况，负责人据此持续优化规则。如图7所示：

图7 智慧决策

3.6. 机械健康诊断

集数据采集、状态监测、故障诊断、健康评估等功能于一体，实时监测设备运行状态，利用数据分析和智能算法评估设备健康状况，实现故障早期预警和精准诊断，保证相关生产设备的安全、高效、长周期的优质运行。如图8所示：

图8 机械健康诊断

3.7. 智能监盘及预警

对水厂运行参数和设备运行状态进行数据建模和智能监控，构建模型并通过健康量化指标实时监盘，自动识别异常并预警，降低运行人员工作强度，提高工作效率和设备安全性。如图9所示：

图9 智能监盘

3.8. 口袋水厂运营

打破空间限制，通过移动APP实现随时随地掌握生产和设备运行情况，采用流程化移动作业，保障规范化运营。如图10所示：

图10 移动APP

03. 创新亮点

1. 混凝剂智能投加控制

基于“前馈+模型+反馈”多参数控制模式，结合多种水质参数建立数学模型，实时计算并动态调整混凝剂投加量。该系统能实时监测数据并自动调整加药量，具备智能学习功能，支持远程访问控制，突破传统加药模式，解决了加药精度差和水质波动大的难题，为水厂数字化转型提供了可复用技术框架。

2. 水量智能平衡调度

基于水厂历史进出水量数据和清水池液位实时监测，运用大数据技术和机器学习算法，建立预测模型，精确预测未来全天进、出厂水量，并进行灵活调整，确保清水池液位稳定，提高了供水系统的整体效率和稳定性，减少了对人工经验的依赖，为水量调度提供了科学依据。

3. 水泵智能控制优化运行

通过精确计算水泵实际运行效率，依据效率科学分配泵组运行任务，结合变频调速技术按需调频，实现节能降耗。同时，利用高级监控与预测性维护系统，结合大数据分析和机器学习技术，预测设备维护需求，提前预警潜在故障，减少设备磨损及突发故障，延长设备使用寿命，提升了水泵系统在复杂工况下的运行效率，还降低了长期运营成本。

4. 机械健康诊断

利用算法模型和多信息融合技术，深入理解机组设备特性，分析故障机理，识别故障模式，对设备数据进行智能分析，精准评估设备运行状态，自动识别故障特征频率，快速定位故障源，实现预知维修，根据设备实际状态制定最佳维修周期，避免传统定期维修的盲目性，降低备品备件费用，提高设备完好率。

5. 智慧巡检

通过BIM漫游、摄像头及巡检点结合，对应的巡检点显示对应视频及对应设备参数及仪表数据，实现人员远程巡检，减少人员巡检频次，提高人员效率，降低运维成本。

6. 故障应急协助

打破空间及个人能力局限，一键远程求助专家，借助视频通话、冻屏、标注、资料共享等功能，快速定位问题点，进一步拓宽人员技术水平。

7. MR(混合现实)所见即真实

采用MR技术，合并现实和虚拟世界，在移动端实现水厂模型、业务数据可视化呈现和互动，为展示、汇报、协作提供强有力的支持。

04. 推广价值

1. 采用可扩展易运维的系统架构，先灵活后固化的建设路径

在系统建设初期，全面梳理业务流程，定制开发符合本地实际的运营系统。打破过去工作的思维定式，采用先灵活后固化的方式，设计可自定义配置的系统满足初期业务需求，随着业务发展逐步固化，提高系统运行效率。同时考虑到业务的拓展及远期规划，系统要具备良好的扩展性，支持业务拓展和新接口接入，适应未来发展。

2. 统一信息共享

建立统一的信息共享平台，实现不同部门和单位之间的数据对接和信息共享。可以借助互联网和云计算技术，打破信息孤岛，提高整体水务管理的协同性和效率。

3. 绿色低碳运营

通过智慧水厂建设，利用数字孪生、大数据、人工智能、算法模型等先进技术对生产全流程进行在线监督与控制，确保出厂水质稳定达标，为企业和公众提供优质服务。同时，践行“双碳目标”，深挖节能减排潜力，打造绿色低碳水厂。

4. 数智化新型管理模式

通过智慧水厂系统平台的建设，实现“大屏”观趋势、“中屏”管业务、“小屏”做执行，为管理决策者、业务板块负责人以及一线员工在同一平台实现三个不同维度的业务管理需求。

利用数字化工具革新传统管理手段，实现人员、设备以及业务全在线，基于一个平台实现“三屏”数据的互联互通，实现数据的智能分析、报表/报告的智能生成、设备/工艺的智能预警、人员的智能监督等智慧化管理方式，大大提升工作效率。最终以标准化、科学化以及智慧化的方式对水厂践行数智化的新型管理模式。

5. 加强智慧水务运营团队组建

智慧水厂运营需要具备综合素质的团队，合理配置各专业人才，通过培训和轮岗提升成员综合技能。在人才不足时，适当引入专业技术人才，并建立完善的人才培养体系。

编辑：赵凡