在当前世界工业物联网的背景下,现代信息技术不断延伸出巨大的社会功能,“智慧城市”逐渐成为了世界智能化、便捷化发展的新方向。其中,水务领域具有不可或缺性,智慧水务的普及俨然成为了智慧城市发展领域的新趋势。为此,本文基于数据分析和监测展开对智慧水务系统的设计与研究,并建立了优化调度模型。在研究过程中,需要通过水量监测等环节有效地平衡二次供水的压力和扬程,实现智慧水务平台的开发,保障智慧水务系统在城镇供水运营中的可持续高效发展,从而通过科学技术手段来规划调度和管理水务的日常工作。本文着重考虑了数据库传输、粒子群算法的改进与实际应用、数据监控控制系统的设计和智慧水务平台页面的设计。首先,通过硬件搭建,实现对下位机供水设备的数据收集。采用水流量监测仪、瞬时流量指示剂、压力传感器、液位计等设备,将工业相机等视频图像采集设备与实时动态数据监测相结合,将采集到的数据传输到数据库后通过GIS地理信息技术定位的供水设备分布图实时显示,确保信息云端符合城市用水安全规范,具有实时显示、报警修复、检查反馈等功能。另外,设计上位机与下位机间的通信协议,实现信息传输与存储。其次,对多水源供水的优化调度问题进行研究,建立了以能耗和运行成本最低为目标的供水管网二级优化调度模型,将管道进出口压力、扬程、最大流量作为约束条件,确定最低调速比。针对水务项目对节约能源和优化调度方面的要求,着重介绍了三种粒子群算法,并对自适应惯性权重的粒子群算法作出了调整惯性系数的改进,在可行范围内给予最大惯性系数ω值,当粒子达到峰谷时,动态适应性的调低ω值,得出求解本案例的离散变量与连续变量相结合的约束型目标函数的粒子群算法。将更新后的惯性系数和迭代公式分别与其他两种粒子群算法分别进行四种测试,并做出比较,改进后的粒子群算法在收敛速度和精度上都有较好的显示。之后,为了验证优化调度模型和改进的粒子群算法在实际应用中同样得到良好效果,根据水厂实际供水量,通过平均移动法进行用水量预测,并将一天24小时划分为五个时段进行层级优化,并对优化调度模型进行求解。利用PSO-A对离散变量进行迭代计算,确认适应度值为当前最小,进而确定不同时段中水泵的调速比和开、停状态,结果显示,在无负压供水系统中,优化后的供水方案可实现能耗节约达三成以上。进一步的,为实现优化调度后水泵运行方案的系统控制功能,及系统间的信息交换和功能接触,设计了自动控制和手动控制运行切换及数据读取的PLC控制系统,同时,设计Win CC人机交互界面,完成人员权限管理、主页面设置、系统状态监控、系统报警提醒以及数据曲线页面的实现。最后,本文以实现城市供水系统高效智能运行和提升信息管理、设备维护的效率为目标,设计了整合水务系统的数据收集、监测分析、结果显示为一体的可视化软件平台,设计了系统的七大功能模块并实现相应功能:用户管理模块、客户管理模块、数据监测模块、设备管理模块、设备定位监测模块、水务数据存储及分析模块、信息警报及处理显示模块。采取浏览器请求,服务器响应的工作模式,通过web网站进行信息交换和数据显示。