“嘀嗒”，位于東海之濱的上海，隨著“智云供水”平臺(tái)上按鈕的啟動(dòng)，5秒之后，遠(yuǎn)在5000公里以外的西藏日喀則一家民宿中，水龍頭流出了汩汩自來水，原本冰凍的水“活”了起來。在8月23日開幕的上海工匠創(chuàng)新成果展上，全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)芦@得者、上海電信南區(qū)局吳文巍牽頭研發(fā)的“智云供水”項(xiàng)目展出，上海市人大常委會(huì)黨組副書記、副主任、市總工會(huì)主席鄭鋼淼啟動(dòng)按鈕，為藏區(qū)居民成功輸水，并給予“為有源頭活水來”的評(píng)價(jià)。

今年，“智云供水”項(xiàng)目進(jìn)入了第10個(gè)年頭，2015年，吳文巍從一位上海援藏干部口中得知，每逢長(zhǎng)達(dá)6至8個(gè)月的嚴(yán)寒來臨，高海拔地區(qū)的大部分區(qū)域都會(huì)因?yàn)楦吆０?、?yán)寒、凍土、大風(fēng)、沙塵、低氣壓、冰凍期長(zhǎng)、溫差大、強(qiáng)紫外線等嚴(yán)苛環(huán)境，而無水可用，居民只能去集中供水點(diǎn)挑水，甚至鑿冰取水、扛著洗衣機(jī)下樓洗衣服。

水，是生命之源，重要的生活資料、生產(chǎn)資料和國(guó)防物資，“季節(jié)性斷水”嚴(yán)重制約西部地區(qū)鄉(xiāng)村振興、民生保障、邊疆穩(wěn)定、一帶一路和國(guó)防建設(shè)，每一滴水都承載著群眾對(duì)美好生活的向往。

高海拔地區(qū)冬季供水保障是一個(gè)世界性難題，雖然沒有先例和經(jīng)驗(yàn)可循，但吳文巍毅然決定致力于運(yùn)用電信技術(shù)來解決高原地區(qū)居民、企事業(yè)單位和部隊(duì)的寒期用水難題。10年來，他帶領(lǐng)工作室進(jìn)行了艱苦的設(shè)備研發(fā)和實(shí)驗(yàn)工作，多次進(jìn)藏考察、調(diào)研、實(shí)驗(yàn)，基于中國(guó)電信物聯(lián)網(wǎng)、5G、天翼云、AI等技術(shù)的設(shè)備也經(jīng)歷多次迭代，最終獲得成功，在全球智慧供水領(lǐng)域首創(chuàng)“低壓反循環(huán)”行業(yè)數(shù)字化應(yīng)用新技術(shù)，形成自主可控的中國(guó)方案。該項(xiàng)目授權(quán)專利15項(xiàng)，曾榮獲聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織全球科技創(chuàng)新獎(jiǎng)、中國(guó)電信上海公司脫貧攻堅(jiān)突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。中國(guó)科學(xué)院上海情報(bào)所《科技查新報(bào)告》和《技術(shù)咨詢報(bào)告》顯示，屬于國(guó)際空白，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。

在-50℃極寒、5500米海拔、2.5米凍土、±30℃溫差、500百帕低氣壓、間歇停電等極限條件下，“智云供水”不僅解決了當(dāng)?shù)鼐用竦幕旧钚枨螅舱故玖丝萍紕?chuàng)新在改善民生、促進(jìn)區(qū)域發(fā)展方面的巨大潛力，為解決高原地區(qū)供水難題提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)和模式。

從最初在一個(gè)小區(qū)試點(diǎn)，到如今已具備覆蓋所有高原城鎮(zhèn)的能力，“智云供水”項(xiàng)目讓越來越多高原地區(qū)的居民感受到“冬季打開水龍頭就有水”的奇跡。“青藏高原是上海的水源之地，我們喝的水來自雪域，而上海也是青藏高原科技創(chuàng)新的源泉，這正是項(xiàng)目?jī)r(jià)值之所在。”吳文巍說。

緣起

鑿冰取水戳中他的心

“高原地區(qū)冬季用水困難，怎么保障當(dāng)?shù)鼐用竦纳?rdquo;，這個(gè)問題一直縈繞在吳文巍的腦海里，“電信有沒有辦法解決”戳中了吳文巍的心。

2016年初，寒冬臘月，吳文巍獨(dú)自一人進(jìn)藏，看到的景象讓他記憶猶新：天氣嚴(yán)寒刺骨，雪花紛飛，當(dāng)?shù)氐睦蠇D手持冰鎬，費(fèi)力地在堅(jiān)硬的冰面上開鑿，把冰裝在水桶里，佝僂著腰背回家；年輕人則把水桶綁在摩托車上，在雪路上顛簸前行，將冰水運(yùn)回家中融化。如果是行動(dòng)不便的老人或幼小的孩子，可能會(huì)面臨長(zhǎng)時(shí)間斷水的困境。

“他們的生活比我想象得更艱苦。”吳文巍說，一些在當(dāng)?shù)毓ぷ鞯墓珓?wù)員冬季沒有水洗衣服，他們會(huì)過段時(shí)間開車幾百公里到日喀則市里去洗衣服，非常不方便，給人才隊(duì)伍穩(wěn)定帶來很大影響。

吳文巍研究了大量案例，剖析技術(shù)路線圖，“此前大多是通過高能耗的方案，即加熱來解決，勢(shì)必會(huì)帶來污染，青藏高原對(duì)環(huán)保的要求很高，所以我們通過智能控制的方法，保持水的運(yùn)動(dòng)來防止結(jié)冰。”

在吳文巍的“勾勒”中，融入電信智能因子之后，整個(gè)自來水管網(wǎng)就是一個(gè)智能化交通網(wǎng)絡(luò)，就像紅綠燈一樣，水到哪里停留多少時(shí)間、什么時(shí)候停留，通過大數(shù)據(jù)、AI、算力計(jì)算好，在冰凍發(fā)生之前及時(shí)處理，同時(shí)又達(dá)到能耗最低的效果。

2016年正式立項(xiàng)后，為高原地區(qū)解決凍水問題提上了吳文巍及其工作室的議事日程，利用業(yè)余時(shí)間，吳文巍和工作室成員進(jìn)行了模擬高原環(huán)境的實(shí)驗(yàn)。

在平原上要模擬高原，會(huì)有很多意想不到的問題，吳文巍他們也是“摸著石頭過河”，運(yùn)用了不少“非傳統(tǒng)”卻行之有效的“土辦法”。比如高原極低溫的情況，他們找到賣冰鮮食物的商戶，買了一個(gè)模擬零下30攝氏度低溫環(huán)境的冰柜，把裝置放在冰柜里；高原氣壓低，他們找來泵抽氣；甚至在廁所里進(jìn)行通水實(shí)驗(yàn)，因?yàn)榭拷矗潘奖恪?/p>

在線路板的選型上，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在嚴(yán)寒、凍土、低氣壓的區(qū)域里，電子元器件往往會(huì)失靈，巨大的溫差會(huì)導(dǎo)致水汽頻繁凝結(jié)在線路板上，引發(fā)短路問題，這對(duì)電子設(shè)備而言是致命的。團(tuán)隊(duì)嘗試了各種解決方案，比如為線路板加特殊涂層等，但收效甚微。僅僅依靠硬件的改進(jìn)可能難以根治問題，于是，團(tuán)隊(duì)引入天翼云技術(shù)，將大量精密計(jì)算任務(wù)遷移至云端，減輕本地機(jī)器主板的負(fù)擔(dān)。

2017年，比較完整的方案以及原型機(jī)問世。“電信信息技術(shù)、新材料和精密自動(dòng)化是這個(gè)方案的‘關(guān)鍵先生’，其中，物聯(lián)網(wǎng)使用的是電信云平臺(tái)，關(guān)鍵控制和數(shù)據(jù)都部署在上海的‘智云上海’。”吳文巍說。

挑戰(zhàn)

幾百個(gè)問題撲面而來

真正的高原環(huán)境遠(yuǎn)比模擬環(huán)境更充滿未知與挑戰(zhàn)。

2019年8月，吳文巍工作室成員來到西藏進(jìn)行第一次實(shí)地試驗(yàn)，他們對(duì)方案中的物聯(lián)網(wǎng)模塊、通信模塊等進(jìn)行了驗(yàn)證，取得了不錯(cuò)的效果。“由十幾個(gè)環(huán)境參數(shù)編寫的算法，實(shí)時(shí)對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行比對(duì)，在達(dá)到臨界值之前，就會(huì)觸發(fā)智云供水平臺(tái)下發(fā)控制指令，能自動(dòng)確保水溫以及流向，達(dá)到平衡狀態(tài)。”此前，為了解決凍水問題，當(dāng)?shù)卦谒芡饷胬p繞電熱帶，但一幢4層的樓房可能每個(gè)寒期要花3萬元電費(fèi)，而智云供水電子閥門的耗電量很小。

這次實(shí)地試驗(yàn)讓這個(gè)項(xiàng)目得到了當(dāng)?shù)卣闹匾?，團(tuán)隊(duì)回到上海后，也快馬加鞭不斷優(yōu)化，團(tuán)隊(duì)成員屢次進(jìn)藏搜集數(shù)據(jù)，為項(xiàng)目做準(zhǔn)備。

2020年5月初，吳文巍和工作室成員再次赴藏，此行是要為日喀則一個(gè)試點(diǎn)小區(qū)啟用“智云供水”前進(jìn)行最后勘察，確保試點(diǎn)成功。

這是高原上的一個(gè)小縣城，頗有藏式風(fēng)情且嶄新的小區(qū)是貧困民眾遷入的新居之地。“房子新裝修，電視機(jī)、熱水器、煤氣灶等一應(yīng)俱全，但是因?yàn)槎居盟畣栴}，入住率很低。”吳文巍去了一戶人家，住著一個(gè)行動(dòng)不便的老人，他要拜托鄰居到附近的集中供水站拎水，鄰居拎多少，他只能用多少，非常不方便。每戶居民家中至少備有七八個(gè)水桶，到小區(qū)集中供水點(diǎn)挑水，“打開水龍頭就有水”，是每個(gè)居民最樸素的心愿。

      這次，吳文巍一行來到5200米的珠峰大本營(yíng)，那里氣溫低、海拔高、紫外線強(qiáng)，還有從“世界屋脊”上傾瀉而下的大風(fēng)，雖然環(huán)境惡劣，但能讓方案得到更好的印證。

在珠峰大本營(yíng)實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)小時(shí)，晴天、大風(fēng)、下雪，溫度一會(huì)零下十幾攝氏度，一會(huì)又回升到零度以上。每一次天氣的變化都讓吳文巍他們既忍著身體的不適，又興奮不已。核心部件控制盒在下雪時(shí)電流電壓是怎么樣的、晴天時(shí)電流電壓是怎么樣的……“縣城歷史上最低溫度是零下37攝氏度，我們的設(shè)備可以適應(yīng)零下40攝氏度的環(huán)境。”

2020年6月，室外基建施工正式開始，幾百個(gè)問題撲面而來，泥石流、地震、沙塵暴時(shí)不時(shí)來侵襲，還要面對(duì)環(huán)境關(guān)、信號(hào)關(guān)、施工關(guān)“三大”難關(guān)。以信號(hào)關(guān)為例，傳感器收集現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)后，要通過電信物聯(lián)網(wǎng)卡將信息傳送到天翼云，才能每時(shí)每刻計(jì)算并生成科學(xué)的動(dòng)態(tài)調(diào)水指令。信號(hào)起到關(guān)鍵作用，但測(cè)試時(shí)信號(hào)較弱，數(shù)據(jù)無法傳送。在中國(guó)電信上海公司、中國(guó)電信日喀則分公司的配合下，兩個(gè)月后，信號(hào)終于達(dá)到要求。

每個(gè)夜晚，吳文巍和團(tuán)隊(duì)不僅要遠(yuǎn)程協(xié)助解決現(xiàn)場(chǎng)問題，還要進(jìn)行更深層次的技術(shù)研究。經(jīng)過三個(gè)多月的測(cè)試，設(shè)備終于能穩(wěn)定承擔(dān)整個(gè)冬季的工作。

突破

成功的“微創(chuàng)手術(shù)”和“神經(jīng)手術(shù)”

室外基建施工完成后，2021年1月4日，吳文巍再次來到日喀則，進(jìn)行試點(diǎn)小區(qū)樣板房聯(lián)網(wǎng)調(diào)試，此時(shí)是當(dāng)?shù)刈罾涞臅r(shí)候。

之前，吳文巍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)為試點(diǎn)小區(qū)每一種戶型的管線入戶做好了“微創(chuàng)手術(shù)”方案，涉及4戶樣板房。在并不寬敞的衛(wèi)生間，兩位施工人員嚴(yán)格計(jì)算水管傾斜的角度，只有這樣，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到溫度低于零度，智云供水平臺(tái)發(fā)出全網(wǎng)調(diào)水的指令時(shí)，水才能按“就近最快”的原則，調(diào)撥到需求方。

經(jīng)過幾天緊張的穿管布線施工，4戶樣板房的水管接入完成，一場(chǎng)“外科神經(jīng)手術(shù)”開始了。2021年1月7日下午，智能自控防凍系統(tǒng)被放入樣板房所在的單元樓門口的窨井內(nèi)，這個(gè)一平方米不到的黑箱子是通過在冰柜中用泵抽氣來模擬高原低溫低壓環(huán)境研發(fā)出來的，每戶人家的用水?dāng)?shù)據(jù)通過系統(tǒng)上傳到“智云供水指揮平臺(tái)”。

單元樓門口是一片工地，兩位施工人員在井下作業(yè)，他們?cè)诰麓藘蓚€(gè)多小時(shí)，吳文巍也在井邊待了兩個(gè)多小時(shí)。零下二十?dāng)z氏度、沒有暖氣的夜晚寒意難擋，但施工沒有結(jié)束，還要安裝智能水表、室分系統(tǒng)等，“神經(jīng)”連到每一家才算形成閉環(huán)。

       第二天中午時(shí)分，4家樣板房具備了測(cè)試條件，設(shè)備開始通電，幾分鐘之后，第一組數(shù)據(jù)出現(xiàn)在平臺(tái)上，包括設(shè)備狀況、水流和數(shù)量等。但不一會(huì)兒，大家就發(fā)現(xiàn)水溫?cái)?shù)據(jù)顯示不出。吳文巍迅速尋找原因，可能是逆變器出現(xiàn)問題。重新連接后，水溫?cái)?shù)據(jù)終于顯示，此時(shí)上海也傳來“收到數(shù)據(jù)”的消息。

按照樣板房模式，那一年春節(jié)前，小區(qū)內(nèi)每戶人家都安裝好了智慧用水設(shè)備，居民打開水龍頭就有水，這也意味著聯(lián)網(wǎng)調(diào)試取得成功。

一年后的2022年1月，吳文巍再次來到試點(diǎn)小區(qū)，這里熱鬧了許多，超過一千戶人家通上了“智慧水”，家里的水桶不見了，甚至還在院子里種花種草，有的小朋友看到水龍頭出水會(huì)激動(dòng)地跳舞，附近的小區(qū)居民也期盼著能用上“智慧水”。

        一年多來，吳文巍和工作室成員致力于二代機(jī)的研發(fā)。此次赴藏，吳文巍一是看“老朋友”——一代機(jī)，二是把“新朋友”——二代機(jī)進(jìn)行實(shí)地實(shí)驗(yàn)。

二代機(jī)采用“中國(guó)電信天通衛(wèi)星+5G”邊緣組網(wǎng)模式，增加了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和靈活性。一代機(jī)水管接口不多，二代機(jī)的水管接口增加了；針對(duì)停電問題，二代機(jī)頂上配備了自然能源接收系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)自給自足，有利于低碳環(huán)保；此外，二代機(jī)的算法也進(jìn)行了優(yōu)化，出水速度更快，更靈敏。

開拓

讓更多人用上“活水”

讓吳文巍高興的是，經(jīng)過這幾年的發(fā)展，“智云供水”項(xiàng)目得到了當(dāng)?shù)卣拇罅χС趾桶傩照J(rèn)可，西藏自治區(qū)主要領(lǐng)導(dǎo)批示全域推廣，覆蓋面越來越大，進(jìn)入了快速發(fā)展期。而且經(jīng)歷幾輪寒潮的考驗(yàn)，即使在高原地區(qū)最寒冷的時(shí)候依然運(yùn)行穩(wěn)定，證明其已具備覆蓋所有高原城鎮(zhèn)的能力。

        這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，吳文巍要向更艱苦、更難的地方發(fā)起挑戰(zhàn)。每次去西藏，吳文巍都要經(jīng)歷高反的侵襲，頭痛欲裂、渾身無力、面色蒼白……但他還是屢次奔向這片他牽掛的土地。

2023年5月，吳文巍用了6天時(shí)間，在平均海拔4500米、常年溫度在冰點(diǎn)、含氧量極低、連樹也很難存活的那曲，與搭檔輪流駕車，行駛2000多公里，每到一個(gè)村，吳文巍就采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，深入了解當(dāng)?shù)匦枨蠛陀脩袅?xí)慣。

兩個(gè)月后，吳文巍團(tuán)隊(duì)在那曲選擇了一處沼澤地里建起來的新小區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)。該小區(qū)此前在冬季用水相當(dāng)困難，居民洗衣服時(shí)要把沉重的洗衣機(jī)扛下樓搬到集中供水點(diǎn)。

       經(jīng)過3個(gè)月緊鑼密鼓的生產(chǎn)，搭載著電信多項(xiàng)能力的4臺(tái)二代機(jī)設(shè)備運(yùn)到那曲進(jìn)行安裝。之前，吳文巍和團(tuán)隊(duì)摸索出一套適合高原通信環(huán)境的施工方法，更加輕量化、周期短。施工人員只要在樓棟外合適位置將設(shè)備埋下，管線沿著外墻就能整齊入戶，所有施工步驟可在室外完成，無須到居民家中打洞穿線，僅用兩個(gè)星期就完成了從安裝到測(cè)試的全部過程。相比兩年前，安裝效率提升很明顯。并形成了《高原信息管線敷設(shè)和入戶施工工藝》，為高原地區(qū)信息化建設(shè)打下了基礎(chǔ)。

值得一提的是，施工遇到了停電9天的意外，不過因?yàn)槎鷻C(jī)有了智能電源組件，設(shè)備依然正常運(yùn)營(yíng)，還扛過了斷崖式降溫的考驗(yàn)。

利用近年來積累的數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)不斷優(yōu)化核心算法，依靠電信的計(jì)算能力，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)參數(shù)調(diào)整保障策略，達(dá)到“機(jī)械磨損小、能耗低和保障可靠”的三者動(dòng)態(tài)平衡。

安裝完智慧云供水設(shè)備后，小區(qū)居民將錦旗送到了施工人員的手里，他們高興地說：“外面冰天雪地，家里自來水開著，每天燒開水、煮湯，想喝多少就喝多少，再也不用扛洗衣機(jī)下樓了。”

周邊暫未用上智慧水的居民也投來“羨慕嫉妒恨”的眼神，拎著水桶去這個(gè)小區(qū)的居民家接水，把衣服、鞋子也拿過去洗，熱鬧極了，大家更多的是對(duì)美好生活的向往和期待。

“這也是‘民族團(tuán)結(jié)、大愛援藏’的成果，我和中國(guó)電信上海公司三位援藏干部金瑭、錢昆、虞琦多次會(huì)師西藏，協(xié)同作戰(zhàn)。”吳文巍說。

        4200米海拔地區(qū)應(yīng)用成功！

4500米海拔地區(qū)應(yīng)用成功！

4700米海拔地區(qū)應(yīng)用成功！

今年，由上海電信政企事業(yè)群牽頭，互聯(lián)網(wǎng)部、信產(chǎn)集團(tuán)、資本運(yùn)營(yíng)中心、南區(qū)局、電信恒聯(lián)等部門通力協(xié)作，使“智云供水”在電信集團(tuán)原子能力平臺(tái)上線，這是來自生產(chǎn)一線科創(chuàng)成果轉(zhuǎn)化的重大突破，中國(guó)電信西部省公司可以調(diào)用來自上海電信的原子能力，形成業(yè)務(wù)收入。

二代機(jī)的使用場(chǎng)景正不斷豐富，除了居民區(qū)，在酒店、醫(yī)院、旅游區(qū)、牧區(qū)等場(chǎng)景下都有“用武之地”，吳文巍和團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了農(nóng)牧版、城鎮(zhèn)版、樓房版等適應(yīng)所有建筑類型的設(shè)備智能終端，讓更多人用上“活水”，享受到信息化技術(shù)帶來的紅利。