智慧水務(wù)未來發(fā)展趨勢及建議思考

現(xiàn)階段智慧水務(wù)發(fā)展仍處于初級階段，存在較多問題，然而智慧水務(wù)作為智慧城市建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，其在未來發(fā)揮的作用將越來越凸顯，提高企業(yè)運(yùn)營管理效率，提升城市居民生活幸福質(zhì)量，相信在不久的將來，智慧水務(wù)市場空間將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。

01 智慧水務(wù)

基本定義：

智慧水務(wù)指利用物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)對供水、排水、節(jié)水、污水處理、防洪等水務(wù)環(huán)節(jié)進(jìn)行智慧化管理。通過結(jié)合傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)、水務(wù)信息系統(tǒng)提高水務(wù)信息化水平，實(shí)現(xiàn)水務(wù)管理協(xié)同化、水資源利用高效化、水務(wù)服務(wù)便捷化。

發(fā)展背景：

2008年，智慧地球概念被首次提出，由物聯(lián)化、互聯(lián)化和智能化三要素組成。之后越來越多的城市將電、水、氣等公共服務(wù)資源進(jìn)行科學(xué)化管理，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為發(fā)展目標(biāo)，努力地改善管理及服務(wù)，使市民的日常生活更加便捷，為人類生存環(huán)境的優(yōu)化提供幫助。

2010年，IBM正式提出了“智慧的城市”愿景，其中包含六個(gè)核心系統(tǒng):組織(人)、業(yè)務(wù)/政務(wù)、交通、通訊、水和能源;后來“智慧地球”、“智慧城市”、“工業(yè)4.0”、黨的十九大以來圍繞“三去一降一補(bǔ)”等發(fā)展理念需要補(bǔ)齊城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的短板、改善民生，而“智慧水務(wù)”正當(dāng)其時(shí)。

大體來看我國智慧水務(wù)技術(shù)背景發(fā)展主要分三個(gè)階段，從1.0初步發(fā)展期到2.0穩(wěn)定發(fā)展期再到3.0快速發(fā)展期，經(jīng)歷了數(shù)字化-智能化-智慧化的蛻變，在技術(shù)和驅(qū)動(dòng)力等方面也實(shí)現(xiàn)突飛猛進(jìn)式的發(fā)展。

構(gòu)建目標(biāo)及系統(tǒng)構(gòu)成：

構(gòu)建目標(biāo)：對于城市來說，智慧水務(wù)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)城市給排水、防洪、保護(hù)水資源等業(yè)務(wù)運(yùn)營的協(xié)同化管理，同時(shí)搭建統(tǒng)一的門戶平臺(tái)，社會(huì)公眾可隨時(shí)查詢需要的水務(wù)信息，能夠改進(jìn)服務(wù)方式，提高服務(wù)水平；對于企業(yè)來說，智慧水務(wù)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)分析水質(zhì)、供水管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)供水、用水情況，合理調(diào)配資源，實(shí)現(xiàn)資源高效化利用，同時(shí)能夠深層挖掘水利大數(shù)據(jù)，為水務(wù)業(yè)務(wù)的發(fā)展提供支持，提高決策的準(zhǔn)確性。

系統(tǒng)構(gòu)成：智慧水務(wù)系統(tǒng)由智慧給水系統(tǒng)、智慧排水系統(tǒng)、智慧防洪系統(tǒng)、智慧污水回用系統(tǒng)、智慧節(jié)水系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成，同時(shí)每個(gè)子系統(tǒng)又有如水源監(jiān)控系統(tǒng)等眾多的子系統(tǒng)，共同構(gòu)成智慧水務(wù)這個(gè)大系統(tǒng)。

技術(shù)架構(gòu)：

智慧水務(wù)技術(shù)架構(gòu)包括信息安全、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、業(yè)務(wù)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)中心、信息采集和基礎(chǔ)設(shè)施。信息采集是智慧水務(wù)“感覺系統(tǒng)”，助力監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)對涉水對象及其環(huán)境信息的感知和接收。

核心技術(shù)：

智慧水務(wù)核心技術(shù)包括物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等。各項(xiàng)核心技術(shù)運(yùn)用于智慧抄表、管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)等業(yè)務(wù)領(lǐng)域，能夠顯著提升水務(wù)管理及運(yùn)營效率。

產(chǎn)業(yè)鏈：

智慧水務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的水表供應(yīng)商、閥門供應(yīng)商、水泵供應(yīng)商，分別為下游的系統(tǒng)集成服務(wù)商提供水表、閥門、水泵等硬件設(shè)備；中游的自動(dòng)化方案服務(wù)商、智能技術(shù)服務(wù)商，為下游的系統(tǒng)集成服務(wù)商提供設(shè)備自動(dòng)化解決方案，下游的系統(tǒng)集成服務(wù)商，提供物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、建筑信息管理（BIM）、人工智能等技術(shù)服務(wù)，為最終用戶提供智慧水務(wù)應(yīng)用服務(wù)。

02 驅(qū)動(dòng)因素和制約因素

驅(qū)動(dòng)因素

因素一：政策引導(dǎo)，地區(qū)響應(yīng)。

自2015年“水十條”發(fā)布以來，水利部門先后印發(fā)多項(xiàng)政策，意在推動(dòng)水務(wù)工作智慧化進(jìn)程，各地積極相應(yīng)，如火如荼地推進(jìn)智慧水務(wù)建設(shè)進(jìn)程，其中，深圳市建設(shè)重點(diǎn)集中在軟件管理系統(tǒng)和硬件產(chǎn)品運(yùn)用；上海市實(shí)行合同節(jié)水管理；浙江臺(tái)州市的智慧水務(wù)項(xiàng)目成為省內(nèi)典范。

因素二：市場充足，空間廣闊。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2020年6月，我國新注冊成立在業(yè)水務(wù)公司37600家，智慧水務(wù)的水務(wù)公司潛在客戶市場大，未來有很大的開拓空間。中國水務(wù)市場規(guī)模從2014年的65.6億元增長至2018年的86億元，年復(fù)合增長率達(dá)7.0%。近期來看，有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測智慧水務(wù)市場規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，預(yù)計(jì)至2023年，中國智慧水務(wù)市場規(guī)模將達(dá)到251億元，遠(yuǎn)期來看，智慧水務(wù)市場空間充足，可達(dá)3000億元，市場空間提升廣闊。

因素三：技術(shù)推動(dòng)，信息重塑。

不斷革新的技術(shù)和海量的信息數(shù)據(jù)資源將推動(dòng)智慧水務(wù)的快速發(fā)展，水務(wù)企業(yè)（單位）將通過大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)不斷提升信息化水平，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的重塑和利用。例如在“智水蘇州”項(xiàng)目中，智慧河湖監(jiān)管業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，在很多水務(wù)場景發(fā)揮作用，像內(nèi)澇積水測量、排口偷排檢測、水體違法占用、藍(lán)藻監(jiān)測等場景，實(shí)現(xiàn)了水務(wù)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控和動(dòng)態(tài)采集、調(diào)度以及遠(yuǎn)程管理方面，并利用水務(wù)專網(wǎng)、無線網(wǎng)實(shí)現(xiàn)完成相關(guān)設(shè)備標(biāo)定、管理以及監(jiān)控，提高運(yùn)營監(jiān)管效率，實(shí)現(xiàn)了智能化決策。

制約因素

因素一：數(shù)據(jù)孤島，信息雜亂。

水務(wù)數(shù)據(jù)在智慧水務(wù)應(yīng)用項(xiàng)目中起著關(guān)鍵作用，現(xiàn)階段，水務(wù)數(shù)據(jù)問題突出，“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重，水務(wù)數(shù)據(jù)不完善、不精致、不及時(shí)、兼容性差等問題日漸突出，信息繁雜無章，如一些水務(wù)企業(yè)在未建立GIS地理信息系統(tǒng)的情況下，無法及時(shí)、精準(zhǔn)地獲取管網(wǎng)、水表、水泵等設(shè)備的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)，同時(shí)水務(wù)數(shù)據(jù)尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模互聯(lián)互通，水務(wù)數(shù)據(jù)類型繁多，規(guī)模龐大，城市水務(wù)規(guī)劃兼容性不佳，水務(wù)資源整合難度較大，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模互聯(lián)互通，假如將龐大歷史數(shù)據(jù)從原有系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至新模塊數(shù)據(jù)庫時(shí)，新模塊數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行緩慢、數(shù)據(jù)丟失等各類問題。這些問題對智慧水務(wù)的升級發(fā)展產(chǎn)生明顯負(fù)面影響，嚴(yán)重制約智慧水務(wù)行業(yè)的發(fā)展。

因素二：人才短缺，驅(qū)動(dòng)薄弱。

智慧水務(wù)對人才要求較高，行業(yè)缺失復(fù)合型人才。從業(yè)人員既要掌握互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等智能技術(shù)，又需要掌握水務(wù)領(lǐng)域的基本運(yùn)營管理、工藝種類、工藝設(shè)備等知識(shí)。現(xiàn)階段，具備復(fù)合專業(yè)能力的智慧水務(wù)人才不足，從業(yè)人員無法切實(shí)滿足智慧水務(wù)項(xiàng)目的技術(shù)應(yīng)用需求，智慧水務(wù)行業(yè)人才驅(qū)動(dòng)力薄弱，不利于行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

03 實(shí)際應(yīng)用

企業(yè)應(yīng)用：

深圳水務(wù)集團(tuán)重視信息化和數(shù)字化建設(shè)，從2018年開始重新編制智慧水務(wù)的頂層設(shè)計(jì)，總結(jié)出一套從頂層設(shè)計(jì)到項(xiàng)目實(shí)施全流程的建設(shè)方法，保障智慧水務(wù)規(guī)劃完整、架構(gòu)先進(jìn)、基礎(chǔ)牢固、切合業(yè)務(wù)。

首先做頂層的規(guī)劃設(shè)計(jì)；然后整理數(shù)據(jù)，即管控?cái)?shù)據(jù)質(zhì)量，提高數(shù)據(jù)治理水平；接著搭建綜合性的信息平臺(tái)，整合各個(gè)小散信息系統(tǒng)，打通業(yè)務(wù)部門之間的信息壁壘；之后找出應(yīng)用場景，從業(yè)務(wù)應(yīng)用中挖掘數(shù)據(jù)和平臺(tái)的價(jià)值；最后協(xié)同業(yè)務(wù)部共同建設(shè)、共同創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了智慧水務(wù)在短時(shí)間內(nèi)得到快速應(yīng)用，取得了超越預(yù)設(shè)的效果。

深圳水務(wù)集團(tuán)現(xiàn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度、生產(chǎn)、管網(wǎng)、營銷和客服數(shù)字化，全方位支撐城市的供水、排水、水環(huán)境等核心業(yè)務(wù)，推動(dòng)業(yè)務(wù)流程和組織架構(gòu)的優(yōu)化，全面提升集團(tuán)的運(yùn)營能力，數(shù)字化運(yùn)營和智慧化決策開始顯現(xiàn)出一定成效。

● 實(shí)踐一：

綜合調(diào)度平臺(tái)在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營調(diào)度指揮工作中發(fā)揮了非常重要的技術(shù)支撐保障作用，通過全要素的數(shù)字化管控模式，把深圳河涉及的所有設(shè)施、要素進(jìn)行梳理，設(shè)計(jì)預(yù)警和處置流程，然后進(jìn)行數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。

● 實(shí)踐二：

深圳水務(wù)集團(tuán)從數(shù)字技術(shù)出發(fā)，構(gòu)建了從源頭到用戶水龍頭的全流程數(shù)字化管控系統(tǒng)，使得深圳市鹽田區(qū)在2018年實(shí)現(xiàn)了全區(qū)的自來水直飲。通過智能感知對供水全流程、全要素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控，按照HACCP的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與分析體系進(jìn)行水質(zhì)管控；應(yīng)用供水水力水質(zhì)在線模型進(jìn)行輔助預(yù)測、分析、診斷、處置爆管和水質(zhì)突變等異常事件；GIS系統(tǒng)時(shí)空大數(shù)據(jù)與算法相結(jié)合，探索爆管預(yù)測與定位、管網(wǎng)狀態(tài)診斷、管網(wǎng)水質(zhì)分析等應(yīng)用。通過鹽田直飲水?dāng)?shù)字化管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從“源頭到龍頭”水質(zhì)安全監(jiān)管一張圖管理。

城市應(yīng)用：

2016年起，蘇州開始推行數(shù)字化水務(wù)創(chuàng)新，基于實(shí)際情況，政府規(guī)劃引入智慧水務(wù)平臺(tái)，基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興信息技術(shù)，以“智慧驅(qū)動(dòng)、精準(zhǔn)治理”為理念，通過構(gòu)建感知與仿真、決策與預(yù)警、調(diào)度與控制三大核心能力，實(shí)現(xiàn)感知全天候、業(yè)務(wù)全覆蓋、監(jiān)控全過程，建設(shè)以科學(xué)治水、精準(zhǔn)治水、依法治水、全民治水為核心的“智水蘇州”智慧水利水務(wù)樣板。

“智水蘇州”的項(xiàng)目理念提出后，蘇州市基于未來發(fā)展趨勢的判斷，隨后緊密出爐了智慧水務(wù)框架，對“智水蘇州”項(xiàng)目提出“急用先建，適度超前”的基本思路。

產(chǎn)生效益：

對于企業(yè)來說，智慧水務(wù)能夠降低企業(yè)運(yùn)營成本，節(jié)省大量人力、物力、財(cái)力，降低事故風(fēng)險(xiǎn)隱患，及時(shí)對異常情況進(jìn)行預(yù)警，快速響應(yīng)處理，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)之間的聯(lián)動(dòng)，打通各個(gè)業(yè)務(wù)流程環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)企業(yè)智慧決策，深度挖掘水務(wù)數(shù)據(jù)，發(fā)揮數(shù)據(jù)智慧決策能力，為企業(yè)業(yè)務(wù)管理提供快速、有效的決策支撐；對于城市來說，智慧水務(wù)能夠提供水務(wù)工作效率，促進(jìn)城市水務(wù)工作高效開展，提供便利的民生服務(wù)，提高居民用水安全和供水質(zhì)量，促進(jìn)智慧城市建立，能夠?yàn)橹腔鄢鞘泄?jié)約環(huán)保、生態(tài)宜居提供基礎(chǔ)保障，推動(dòng)社會(huì)和諧發(fā)展，提高人民的生活質(zhì)量，推動(dòng)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展以及構(gòu)建和諧社會(huì)。

04 發(fā)展趨勢

趨勢一：“供排污”一體化智慧管控系統(tǒng)成為行業(yè)重要發(fā)展趨勢。

“供排污”一體化是指通過整合、優(yōu)化供水、排水、污水處理等方面的人力、管理、技術(shù)資源，發(fā)揮協(xié)同管理效應(yīng)，顯著提高水務(wù)管理效率。

近年來，全國各地積極響應(yīng)國家號(hào)召，推進(jìn)生態(tài)環(huán)境治理體系和治理能力現(xiàn)代化，而“供排污”一體化改革是其中一項(xiàng)重要任務(wù)，各地政府也以破解“九龍治水”困局的魄力，勇闖改革“深水區(qū)”，實(shí)現(xiàn)“供排污”一體化；多個(gè)地區(qū)水務(wù)公司也陸續(xù)開展“供排污”一體化工作，在“供排污”一體化發(fā)展日益加快的背景下，“供排污”一體化智慧管理系統(tǒng)的應(yīng)用需求亦不斷增長，在智慧管理平臺(tái)系統(tǒng)開發(fā)、搭建與運(yùn)維等方面具有豐富經(jīng)驗(yàn)的專家表示，發(fā)展“供排污”一體化智慧管理系統(tǒng)是智慧水務(wù)行業(yè)發(fā)展的重要趨勢。

趨勢二：智慧水務(wù)逐漸融合于智慧城市發(fā)展體系。

智慧水務(wù)是智慧城市的重要組成部分，智慧水務(wù)通過提高城市供水、排水、污水處理系統(tǒng)的智慧化水平來打造智慧水環(huán)境，有力推動(dòng)城市生態(tài)文明建設(shè)，促進(jìn)智慧城市進(jìn)一步升級發(fā)展，同時(shí)智慧水務(wù)將逐步融合于智慧城市發(fā)展體系，其在智慧城市建設(shè)中的重要性將逐步提升。

“水電氣熱”四表合一抄收系統(tǒng)是智慧是水務(wù)融合于智慧城市發(fā)展體系的重要體現(xiàn)。同時(shí)“水電氣熱”四表合一抄收系統(tǒng)應(yīng)用推廣步伐也逐步加快，在試點(diǎn)應(yīng)用方案中，抄收系統(tǒng)接入客戶，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合檔案管理、聯(lián)合抄表、賬單合并與發(fā)布、聯(lián)合收費(fèi)及清分結(jié)算等功能，為客戶提供一站式收費(fèi)服務(wù)，大幅度提升服務(wù)的便利程度。

趨勢三：智慧水務(wù)將進(jìn)一步提升消費(fèi)者在線互動(dòng)能力。

客戶服務(wù)是智慧水務(wù)平臺(tái)的重要服務(wù)內(nèi)容之一，在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等智能技術(shù)賦能下，智慧水務(wù)平臺(tái)與消費(fèi)者在線互動(dòng)能力將進(jìn)一步提升，客戶服務(wù)質(zhì)量將會(huì)實(shí)現(xiàn)質(zhì)的提高。

在NB-loT、LoRa等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)幫助下，水務(wù)公司可以便捷獲取水表、閥門等設(shè)備連接信息，抄表水費(fèi)管理效率顯著提升，定期通過PC端、手機(jī)端的網(wǎng)頁、APP、公眾號(hào)等渠道將賬單發(fā)送至消費(fèi)者處，當(dāng)設(shè)備探測出漏失、堵塞、污染等情況時(shí)，水務(wù)公司還可以及時(shí)將設(shè)備故障或異常情況向消費(fèi)者匯報(bào)，客戶服務(wù)質(zhì)量進(jìn)一步提高。

05 發(fā)展建議

建議一：做好頂層設(shè)計(jì)，建立制度機(jī)制。

科學(xué)合理制定“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧水務(wù)總體實(shí)施規(guī)劃，充分考慮“互聯(lián)網(wǎng)+”智能水務(wù)對未來發(fā)展的影響，建設(shè)具備較大兼容性和適應(yīng)性智慧水務(wù)系統(tǒng)；完善相應(yīng)管理機(jī)構(gòu)，配備落實(shí)技術(shù)、業(yè)務(wù)、管理等方面的人員，建立各職能部門之間信息數(shù)據(jù)共享制度以及相對應(yīng)的保障制度，明確信息使用權(quán)限，建立查詢、使用留痕的技術(shù)保障手段，防止信息被盜用、濫用。

建議二：完善基礎(chǔ)設(shè)施，加強(qiáng)數(shù)據(jù)應(yīng)用。

構(gòu)建集基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)于一體的水務(wù)數(shù)據(jù)中心，應(yīng)用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，打造集水廠監(jiān)控、管網(wǎng)監(jiān)控、二供監(jiān)控、DMA漏損管控、營收管理、綜合調(diào)度等于一體的智慧供水管理平臺(tái)，建立一套統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)，形成規(guī)范化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與服務(wù)接口，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的高效采集與利用，便于多系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)融合、共享、交換，加強(qiáng)數(shù)據(jù)信息等資源的實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)消除內(nèi)部的“數(shù)據(jù)孤島”。

建議三：加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，加大資金投入。

我國智慧水務(wù)發(fā)展還處于初級階段，信息技術(shù)人員的技術(shù)水平較為落后，因此水務(wù)企業(yè)需要加強(qiáng)技術(shù)的研究，吸引更多的優(yōu)秀技術(shù)人才，打造專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，提高信息技術(shù)水平，從而推動(dòng)行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展；同時(shí)地方政府應(yīng)加大資金投入，建立并完善相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施，從而對城市水環(huán)境質(zhì)量、供排水管網(wǎng)質(zhì)量等實(shí)施監(jiān)控，并將信息內(nèi)容及時(shí)傳送到智慧水務(wù)信息共享平臺(tái)，其次政府應(yīng)加大工作人員在智慧水務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用上的培養(yǎng)，形成相配套的業(yè)務(wù)管理、信息技術(shù)、建設(shè)管理等復(fù)合人才培養(yǎng)機(jī)制。

關(guān)鍵詞:智慧水務(wù) 智慧城市建設(shè) 水務(wù)管理