小T导读：在某水务公司水务物联网平台项目中，嘉环科技充分利用大数据、AIoT 等技术，构建统一物联网平台，实现数据的充分整合和高效、便捷、安全的集中式管理运维，平台通过集中管控全市水务设备，实现了水务公司的全局管网日常精细化运作，大大提升了运维管理能力和应对突发事件的响应处理能力。TDengine TSDB 为平台提供了百万设备数据管理所需的长期存储以及实时读写能力，保障了平台业务应用的实时性与稳定性。本文将结合项目的具体实践，与大家分享嘉环科技与 TDengine 时序数据库在某水务公司水务物联网平台项目中的合作应用。
项目背景与建设目标
为加强某水务公司对全市水务设备与业务系统的集中管控，并在更大数据规模下实现更高效的数据分析与处理能力，我们协助其建设了统一的水务物联网平台。平台采用一、二级分级架构：一级平台部署于水务公司总部，负责统筹管理全市终端设备并向其他业务系统提供统一数据服务；二级平台则部署在各主要供水区域，直接接入现场智能设备并将数据汇聚至一级平台。凭借这一集中式管理模式，水务公司实现了设备与系统的统一调度、精细化运营，大幅提升了日常运维效率与突发事件的响应能力。
在项目推进前，该水务公司面临多重挑战：各水厂系统各自为政，造成应用重复开发与数据孤岛；平台间缺乏联动分析能力，多参数综合预警与跨系统联动控制难以落地；系统深度绑定设备且标准不统一，扩展性与安全性均不足；各系统独立运维导致成本高企、效率低下；同时，百万级设备带来的海量时序数据对底层数据库的存储性能与实时查询能力提出了更高要求。
针对这些痛点，嘉环科技依托大数据与 AIoT 技术构建统一物联网平台，实现数据集中整合与高效、安全的统一运维管控，降低整体建设和维护成本：
- 针对应用重复开发，信息孤岛频现问题，用户可通过平台一目了然查看管网设备运行状态、故障信息等，实现及时高效的运维。
- 针对设备联动困难，不利于应用创新问题，用户可利用平台，实现对设备的远程管控，提高整体管理的效率和精度。
- 针对系统通用性不足，安全规划不全面问题，平台采用实时监测和智能预案相结合，有效降低管线事故的发生概率，保障水务安全。
- 针对运营成本高问题，平台提供自动巡检预警功能，减轻将运维人员负担，降低运维成本。
- 针对数据存储与实时性要求高问题，平台使用专业的时序大数据引擎 TDengine TSDB 作为平台的时序大数据管理工具，解决海量时序数据的长期存储以及实时查询问题。
为什么选择 TDengine
工欲善其事必先利其器。百万量级设备的数据存储与查询性能问题需要一款专用于海量时序数据管理，读写性能足够高的数据库软件。经过多方考察对比，我们给客户推荐了 TDengine TSDB 作为水务平台中心物联网平台的核心时序数据库。
卓越的性能表现
在百万级设备数据的不间断写入压力下，对于各个业务系统并发的查询应用，能否满足业务对于响应时效性要求，是我们数据库选型过程中最为关心的问题。TDengine TSDB 卓越的性能表现完全达到了我们的预期。
TDengine TSDB 在时序数据写入、读取和统计效率上显著超越其他品牌数据库软件。经过近一年的使用，我们发现其在高并发写入和复杂查询场景下，性能优异，响应快延迟小，极大提升了数据处理的及时性，整体用户体验也有显著改善，充分满足用户对实时数据处理的时效要求。
例如，对于查询设备最新状态这个操作，TDengine TSDB 的性能相比关系型数据库有百倍的提升，从 10 秒级降至 10 毫秒以内，提升极为明显，用户体验非常直观。
自主可控以及专业服务
我们曾使用过开源版 InfluxDB ，随着自主可控要求的深入落实，国外开源产品已经不符合要求。而且采用国外产品无法得到有效的技术服务支持，对系统日常运维十分不利。
TDengine TSDB 作为国产时序库软件，符合自主可控的要求，而且 TDengine 技术团队能够提供及时、专业的售后运维服务，使用起来更加放心、安心。
TDengine 业务应用
时序数据建模
TDengine TSDB 特有的 “一个数据采集点一张表” 的建模理念，非常适合水务设备数据的管理。我们只需为同一类型的设备创建一张 “超级表” ，每个设备对应创建一张 “子表” 。超级表定义了表结构，子表是物理存在的、按设备分开的无数张小表。TDengine TSDB 采用分区分片的设计，查询时，系统能够精准定位到对应设备子表所在的分片，并仅扫描查询时间范围内涉及的文件组，避免全局遍历，充分发挥其按时间序列连续存储数据的优势，大幅提升历史数据查询性能以及业务响应速度。
例如，对于传感器设备，创建名为 “sensors” 的超级表。该型设备，采集物理量为温度、湿度，静态标签有设备 ID、地址、设备组 ID 。建表语句如下：
CREATE STABLE sensors (ts TIMESTAMP,temperature FLOAT,humidity FLOAT) TAGS (device_id NCHAR(50),group_id NCHAR(20),location NCHAR(100));
基于 sensors 超级表创建子表，示例语句如下：
CREATE TABLE device_D001 USING sensors (device_id, group_id, location) TAGS ('D001', 'Group_1', 'Beijing-Room-101');
通过自动建表语句，我们就能创建几万乃至几十万该型传感器设备的子表，完成对大量设备数据的建模与管理。
水质监测数据管理
该水务公司在全市范围设有众多水质监测点，这些设备持续产生大量随时间变化的水质数据，如 pH 度、余氯、浊度等。TDengine TSDB 用于存储和管理这些数据，借助其高效的时序数据处理能力，可快速查询不同时段、不同区域的水质状况，响应速度毫秒级，为水质分析和预警提供有力支持。
水质监测数据管理界面
供排水设备运行状态监控
平台接入了某市全市两千多个供排水站点中水泵、阀门等设备的运行数据（如转速、压力、电流等），还接入了城市供排水管网中压力和流量数据，以及百万级别的水表数据，这些数据都被实时采集并存储到 TDengine TSDB 中。通过对这些数据的实时分析，客户可及时掌握设备运行状态，预测设备故障，提前安排维护，保障供排水系统稳定运行。
设备运行状态监控界面
建设内容
通过建设物联网平台，我们制定了统一的数据规范，包括：数据命名、数据质量管理、生命周期管理，形成管网生产数据资源基座，为后续数据治理工作奠定基础。同时将公司管网环节设备无缝接入，实现统一管理，数据共享，为公司集中调度、分析决策创造条件。
系统监控
实时监测统计物联感知设备的在/离线、数据流入流出统计、设备状态监控、故障监控统计，以各类图表形式展示设备运行情况、服务器各组件状态等信息。
系统首页监控
设备管理
提供物联感知设备的设备实例管理、设备属性和事件定义等功能。支持设备批量接入和远程控制。
设备汇聚
支持各类物联云平台和边缘设备对接，平台和设备数据实时接入，设备管理实时同步。
场景联动
将智能设备连接到统一的物联网平台上，实现设备间的信息共享和协同工作。通过预设的场景规则，实现设备的自动化控制。
场景联动管理
未来展望
TDengine 在水务平台中心物联网平台的成功应用给了最终用户很大的信心。后期用户计划将其它数据库中的历史数据也接入 TDengine TSDB 来管理，推进国产化替代，提升系统整体的响应速度。相信在新质生产力发展的浪潮下，嘉环科技能与 TDengine 一起，在更多领域走得更快更远。
关于嘉环科技
嘉环科技（股票代码：603206.SH）创立于 1998 年，专注于 ICT 技术服务，业务覆盖全国 31 个省级行政区域、200+ 地市。公司作为南京市创新型领军企业、江苏省软件核心竞争力企业（规模型）、南京市首批“智改数转”服务商，研发平台荣获省级软件企业技术中心称号，自主研发搭建了 Bestlink 系列数智化产品矩阵，广泛覆盖智慧城市、智慧（零碳）园区、智慧工厂、智慧教育、智慧交通、智慧港口、智慧矿山等多个领域，为客户提供顶层设计到实施落地的全场景数智化解决方案与服务。
作者：罗臣
