傳統(tǒng)污水處理生產(chǎn)運營中的一些基礎(chǔ)難點：傳統(tǒng)處理方法效率低：傳統(tǒng)的污水處理方法存在處理效率低、工藝陳舊等問題，無法滿足當前對污水處理的高標準要求；設(shè)備故障難以發(fā)現(xiàn)：傳統(tǒng)的污水處理廠設(shè)備故障難以及時發(fā)現(xiàn)和解決，對處理效果產(chǎn)生不利影響；能耗高成本大：傳統(tǒng)污水處理廠存在能源消耗高、成本大的問題，管理和運營成本居高不下；污染排放難以控制：傳統(tǒng)污水處理廠難以控制污染物排放，對環(huán)境保護造成一定危害。因此，城市污水處理廠教學孿生系統(tǒng)應運而生，運用先進的數(shù)字化技術(shù)對污水處理廠進行模擬建模和實時監(jiān)測的技術(shù)手段，通過數(shù)字孿生技術(shù)，可以實現(xiàn)對污水處理過程的實時監(jiān)測、設(shè)備狀態(tài)的遠程管控以及智能化決策，提高污水處理廠的運行效率、降低運維成本、改善環(huán)境質(zhì)量。既提高了污水廠運行的自動化水平，又減少了人工操作及誤操作，同時，提高了工作效率、降低了人工成本，經(jīng)濟、高效地發(fā)揮好污水廠在水環(huán)境治理中的主力軍作用。
城市污水處理廠教學孿生系統(tǒng)是利用傳感器、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段，實時采集污水處理廠內(nèi)各種參數(shù)數(shù)據(jù)，建立數(shù)字模型對污水處理過程進行模擬和優(yōu)化，提供污水處理系統(tǒng)的智能化管理方案。該技術(shù)可以實現(xiàn)對整個污水處理流程的實時監(jiān)測、設(shè)備狀態(tài)的遠程控制和污水處理效果的智能評估。
（一）城市污水處理廠教學孿生系統(tǒng)特點：
1.實時監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集
2.智能化設(shè)備管理
3.污水處理優(yōu)化決策
4.能源利用與節(jié)能降耗
5.環(huán)境監(jiān)測與污染控制
6.遠程監(jiān)控與指揮調(diào)度
7.數(shù)據(jù)信息處理分析
8.更多功能可供需開發(fā)
（二）城市污水處理廠教學孿生系統(tǒng)功能：
1.全景展示
污水處理廠全景展示，包含粗格柵、細格柵、高效沉淀池、接觸消毒池、污泥泵房、鼓風機房、脫泥間、一期污泥泵房、砂濾池、配電間、管道、生物池、辦公樓、倉庫等構(gòu)筑物全景三維場景。對道路、照明、綠化等各種食物均一一采用三維可視化建模，與現(xiàn)實廠區(qū)設(shè)施相對應。支持用戶與構(gòu)筑物之間的交互操作，點擊構(gòu)筑物名稱，數(shù)據(jù)實時采集已經(jīng)接入，可以查看該構(gòu)筑物目前狀況。
2.數(shù)據(jù)監(jiān)測與分析
設(shè)備實時數(shù)據(jù)監(jiān)測，統(tǒng)計分析、能耗分析、預警分析、維護分析等
3.視頻監(jiān)控
現(xiàn)場監(jiān)控，集中管理廠區(qū)內(nèi)所有攝像頭監(jiān)控，組合或單個調(diào)取任意攝像頭畫面到大屏上，用于查看實時現(xiàn)場畫面。
4.控制與管理
進水數(shù)字監(jiān)控子模塊（包含粗格柵、細格柵、提升泵房等）、旋流沉砂池數(shù)字監(jiān)控模塊、生物池數(shù)字監(jiān)控模塊、二沉池數(shù)字監(jiān)控模塊、沉淀池數(shù)字監(jiān)控模塊（含磁混凝和轉(zhuǎn)筒濾池）、接觸池數(shù)字監(jiān)控模塊、鼓風機房數(shù)字監(jiān)控模塊、變配電數(shù)字監(jiān)控模塊（含廠區(qū)內(nèi)各電氣控制箱）、加藥間數(shù)字監(jiān)控模塊、污泥脫水機房數(shù)字監(jiān)控模塊、貯泥池數(shù)字監(jiān)控模塊（含沖洗水池）、出水口水質(zhì)監(jiān)測模塊等；對應的操作是，當用戶需要監(jiān)視或控制某一子系統(tǒng)時，點擊跳轉(zhuǎn)至該子系統(tǒng)模塊，場景視角切換到該子系統(tǒng)某一固定視角，此時可點擊任一設(shè)備查看相關(guān)數(shù)據(jù)，需要對設(shè)備進行操作時，進行所見即所得的操作。如啟動電機，直接點擊啟動按鈕即可啟動該電機工作，需要驗證時，可打開該子系統(tǒng)內(nèi)的視頻監(jiān)控畫面進行操作驗證確認。
5.優(yōu)化決策
根據(jù)預警信息進行優(yōu)化模擬，污水處理廠在生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)安全是頭等大事，實現(xiàn)根據(jù)數(shù)據(jù)進行模擬或模擬典型事故處理流程，滿足日常強化學習與應急處理技能。
6.巡檢
線上遠程巡檢，是根據(jù)生產(chǎn)工藝運行要求進行的日常生產(chǎn)遠程檢查，主要是查看設(shè)備的運行狀態(tài)是否正常。包含巡檢路徑的設(shè)定、修改、刪除、調(diào)用等功能。
7.用戶管理
用戶管理模塊主要包含登錄功能、修改密碼功能、添加用戶功能、用戶管理功能、權(quán)限管理功能。用戶管理權(quán)限管理，管理員、子用戶操作日志等。
