重慶市合川區(qū)自來水有限責(zé)任公司

摘要：隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的來臨，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與水務(wù)管理相結(jié)合，“智慧水務(wù)”應(yīng)運(yùn)而生，成為許多國家完善水資源科學(xué)管理的有效載體。我國智慧水務(wù)的發(fā)展才剛剛起步，對智慧水務(wù)建設(shè)的基礎(chǔ)沒有形成共識。本文結(jié)合公司近年來對智慧水務(wù)的探索和建設(shè)的實(shí)際情況，探討智慧水務(wù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智慧水務(wù)；探索；自來水；互聯(lián)網(wǎng)+

前言

近幾年，智慧地球理念在世界范圍內(nèi)悄然興起，許多發(fā)達(dá)國家積極開展智慧城市建設(shè)，將城市中的水、電、油、氣、交通等公共服務(wù)資源信息通過互聯(lián)網(wǎng)有機(jī)連接起來，智能化做出響應(yīng)，更好地服務(wù)于市民，以及改善政府對交通、環(huán)境的管控。從智慧地球提出的智慧城市，其核心包括對現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能信息處理等信息技術(shù)的高度集成，其大規(guī)模應(yīng)用將成為未來新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)之一，也有利于政府管理、企業(yè)運(yùn)營、市民生活和工作。在智慧城市的框架下，智慧水務(wù)的概念也應(yīng)運(yùn)而生。

智慧水務(wù)，顧名思義是“智慧化解決方案”與“水務(wù)”的結(jié)合，即通過傳感器技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算與水務(wù)信息系統(tǒng)的結(jié)合，構(gòu)成全方位的智能水務(wù)管理系統(tǒng)。水務(wù)產(chǎn)業(yè)是指由原水、凈水、供水、售水、排水、污水處理、中水回用以及管網(wǎng)建設(shè)與維護(hù)、設(shè)備生產(chǎn)等一系列產(chǎn)業(yè)節(jié)點(diǎn)形成的產(chǎn)業(yè)鏈。由于水務(wù)行業(yè)的多元性，智慧水務(wù)的建設(shè)與服務(wù)對象并不只有供水企業(yè)，還包含排水企業(yè)、市政相關(guān)單位。

一、智慧水務(wù)建設(shè)現(xiàn)狀

（一）國外現(xiàn)狀

美國“智能水網(wǎng)”概念的提出始于2009年，由一個(gè)名為水創(chuàng)新聯(lián)盟的私人組織創(chuàng)建的基金會“智能水網(wǎng)倡議”率先提出。在“智能水網(wǎng)”概念的初始發(fā)展階段，其引領(lǐng)者群體主要是由包含IBM、西門子、蘇伊士等在內(nèi)的一些涉水事務(wù)及信息化技術(shù)大型企業(yè)共同組成的。IBM公司將智能水網(wǎng)作為其“智慧地球”概念的重要組成部分，并為智能水網(wǎng)提出了三個(gè)關(guān)鍵詞：自動化、交互性、智能化。智能水網(wǎng)在美國的發(fā)展大致可以分為四個(gè)主要方向：一是基于先進(jìn)的計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施建立水管理系統(tǒng)(AMI)；二是基于水資源管理設(shè)施和智能電網(wǎng)的優(yōu)化能源使用方案；三是水質(zhì)和水量的聯(lián)合檢測平臺；四是水資源高效管理系統(tǒng)的構(gòu)建。在美國智能水網(wǎng)建設(shè)實(shí)踐案例中，基于國家層面的智能水網(wǎng)項(xiàng)目和基于州政府層面的蒸散發(fā)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目是對智能水網(wǎng)建設(shè)思路的典型反映。

在日本，日立公司開發(fā)了“智能水系統(tǒng)”作為其“智能城市”領(lǐng)域的一個(gè)部分，該系統(tǒng)在常規(guī)的水處理和管理技術(shù)之上，借助日立的“信息、控制融合系統(tǒng)”，對自來水、污水、中水等各種水處理設(shè)施的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行一元化管理，從而改進(jìn)城市整體的水循環(huán)經(jīng)營效率。通過日立提供的監(jiān)測終端和監(jiān)控系統(tǒng)，水資源管理部門可以對供水廠、污水處理廠、工廠、水路管網(wǎng)等進(jìn)行水量水質(zhì)的實(shí)時(shí)最優(yōu)調(diào)控，使得不同地點(diǎn)、不同時(shí)段和不同需求都成為供水量變化的因素。該系統(tǒng)不僅隨時(shí)反饋用水信息，更能預(yù)測用水趨勢，設(shè)計(jì)不同的用水方案，有效提高區(qū)域供水效率。

（二）國內(nèi)現(xiàn)狀

在我國，智慧水務(wù)建設(shè)還處于實(shí)踐探索階段，各地都從自身水資源特點(diǎn)和時(shí)間需求出發(fā)，建設(shè)各具特色的智慧水務(wù)系統(tǒng)。

江蘇省借力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)了“藍(lán)藻湖泛智能監(jiān)測及打撈車船實(shí)時(shí)調(diào)度物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，對太湖水環(huán)境治理、藍(lán)藻湖泛、藍(lán)藻打撈處置進(jìn)行智能感知、調(diào)度和管理，建設(shè)了一體化的智慧水利物聯(lián)網(wǎng)綜合管理和服務(wù)平臺。

深圳水務(wù)按照服務(wù)“低碳水務(wù)、安全水務(wù)、民生水務(wù)、效益水務(wù)”建設(shè)的總要求，統(tǒng)籌規(guī)劃信息化建設(shè)，分別從信息采集、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、數(shù)據(jù)中心建設(shè)以及數(shù)據(jù)共享交換平臺建設(shè)出發(fā)，積極推動智慧水務(wù)發(fā)展。

上海“智慧水網(wǎng)”發(fā)展以及水務(wù)信息化建設(shè)提供社會化水務(wù)服務(wù)，依托智慧城市網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，推行跨行業(yè)集約整合、市區(qū)協(xié)同聯(lián)動、業(yè)務(wù)網(wǎng)上流轉(zhuǎn)，服務(wù)于行政執(zhí)法規(guī)范化、行業(yè)監(jiān)管精細(xì)化、評價(jià)決策智能化、應(yīng)用服務(wù)便利化。

二、我國水司智慧化管理現(xiàn)狀及問題

目前，根據(jù)我國水司現(xiàn)有智慧水務(wù)基礎(chǔ)可以看出，基于信息化技術(shù)的“智慧化解決方案”在我國水司的應(yīng)用主要有以下內(nèi)容：SCADA系統(tǒng)，包含水量、水壓、水質(zhì)和水位等數(shù)據(jù)；營業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)，包含用戶、用水類型、水費(fèi)繳納等數(shù)據(jù)；GIS系統(tǒng)（地理信息系統(tǒng)），包含管道、閥門、流量計(jì)等資產(chǎn)空間數(shù)據(jù)；維修養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，包含管道巡檢、現(xiàn)場維修、泄漏修復(fù)、管道更換、工單派發(fā)等信息；客戶服務(wù)熱線系統(tǒng)，包含客戶投訴、報(bào)修、偷漏水舉報(bào)等數(shù)據(jù)。

雖然信息化技術(shù)在我國水司的應(yīng)用已經(jīng)日益廣泛，但仍存在一些問題。第一，規(guī)劃不到位，缺乏戰(zhàn)略性、整體性和前瞻性的IT規(guī)劃，“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的現(xiàn)象比較突出；第二，信息孤島問題嚴(yán)重，在實(shí)踐中，硬件與配套軟件安裝的多，軟件應(yīng)用間的交互很少，且對于軟件而言，定制開發(fā)多，靈活性、擴(kuò)展性差，從而導(dǎo)致兩方面的不利后果：一是各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)沒有交換，形成一個(gè)個(gè)的信息孤島，最終部分項(xiàng)目反成信息化包袱；二是信息數(shù)據(jù)繁雜，難以為管控決策有效利用；第三是服務(wù)溝通存在障礙，客戶服務(wù)與溝通渠道相對單一，服務(wù)比較被動。

三、基于GIS技術(shù)的智慧水務(wù)應(yīng)用探討

智慧水務(wù)，從傳統(tǒng)上理解它應(yīng)該包含了：物聯(lián)網(wǎng)、通信信息技術(shù)，把需要或者希望知道的信息通過一定的技術(shù)手段關(guān)聯(lián)起來，滿足整個(gè)水務(wù)行業(yè)信息化和智能化的要求。那么有一個(gè)關(guān)鍵的問題，如何把它們連接起來？GIS就是智慧水務(wù)的一個(gè)重要連接技術(shù)。

（一）GIS與智慧水務(wù)的關(guān)系

整個(gè)GIS系統(tǒng)所包含的內(nèi)容有將空間數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、顯示、分析和挖掘，包含硬件和軟件以及相關(guān)的配套設(shè)施。GIS主要解決如下問題：

1、位置：對于我們所關(guān)心的某個(gè)設(shè)備，在什么位置（位置可以是地名、路名、地理坐標(biāo)等信息），有什么以及是如何到達(dá)的？

2、展示：所關(guān)心的數(shù)據(jù)是如何分布的？在什么地方？某個(gè)地方的空間實(shí)體的分布情況是怎么樣的？

3、條件：滿足所關(guān)心條件的實(shí)體或者信息有哪些？在哪里？

4、分析：通過基于模型的分析，結(jié)合空間數(shù)據(jù)可以推論得出某個(gè)地方具備某種條件將會發(fā)生什么？能夠?yàn)闆Q策、管理做出幫助。

5、趨勢：結(jié)合數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)，某個(gè)事件的發(fā)生及其隨時(shí)間的發(fā)展變化過程是怎么樣的？如何合理地分析和展示，滿足未來發(fā)展的需要？如管網(wǎng)的報(bào)廢及歷史管理。

（二）GIS技術(shù)的優(yōu)勢

1、基于空間具體位置的關(guān)系，GIS技術(shù)是基于空間模型的表達(dá)，這樣更直觀、更真實(shí)、更容易接受。

2、GIS技術(shù)信息圖像化展示，通過視覺化的傳輸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的方式，通過更直觀的方式，極大的提高了信息傳輸?shù)男省?span lang="EN-US">

國內(nèi)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)趨勢，從最早期的信息基礎(chǔ)建設(shè)，GIS經(jīng)歷了一個(gè)怎么樣的過程？

（1）數(shù)據(jù)建庫，通過GIS工業(yè)的建設(shè)讓管網(wǎng)數(shù)據(jù)信息結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)輸、監(jiān)控形成了一個(gè)數(shù)據(jù)庫，有組織地規(guī)劃和設(shè)計(jì)、統(tǒng)一管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)；

（2）集成共享，如何將這些數(shù)據(jù)應(yīng)用在生產(chǎn)管理中，例如管網(wǎng)的監(jiān)管、檢漏中等；

（3）智慧應(yīng)用，目前智慧水務(wù)的建設(shè)，包括如何進(jìn)行監(jiān)控、如何進(jìn)行檢測以及它們之間的關(guān)系等。

（三）智慧水務(wù)建設(shè)

智慧水務(wù)它不會一蹴而就，它是一過個(gè)程。整個(gè)智慧水務(wù)建設(shè)分為3個(gè)步驟：

第一步：專業(yè)化，是數(shù)據(jù)整合和建庫的一個(gè)過程，建立供排水管網(wǎng)信息系統(tǒng)、營業(yè)系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、管網(wǎng)建模；

第二步：信息化，也就是集成共享的過程，建立供排水運(yùn)營綜合信息系統(tǒng)、共享機(jī)制、供水?dāng)?shù)據(jù)中心、供水信息服務(wù)平臺；

第三步：智慧應(yīng)用，以更加精細(xì)和動態(tài)的方式管理供水運(yùn)營、全生命周期管網(wǎng)設(shè)施管理、管網(wǎng)水力模型支持的智能調(diào)度、水質(zhì)可視化監(jiān)控預(yù)警、商業(yè)智能、城市供水信息門戶，建立一個(gè)智慧水務(wù)管理的大平臺。

（四）各系統(tǒng)的建立

1、運(yùn)營門戶的建設(shè)：通過運(yùn)營門戶的建設(shè)，來管理整個(gè)水務(wù)企業(yè)運(yùn)營情況，能夠增進(jìn)企業(yè)的合理決策，針對企業(yè)或者整個(gè)行業(yè)當(dāng)時(shí)所面臨的問題，通過這些數(shù)據(jù)化的整合來形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，來幫助分析問題以及提出解決方案。

2、管網(wǎng)系統(tǒng)的建立：

（1）管網(wǎng)信息管理：建立數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)維護(hù)，通過這些數(shù)據(jù)化的管理，為后續(xù)的業(yè)務(wù)提供支持；

（2）管網(wǎng)的檢漏：現(xiàn)有設(shè)備結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，實(shí)時(shí)查看管網(wǎng)信息，同時(shí)可以通過后臺終端查看巡檢人員的位置等情況，給他們派發(fā)任務(wù)，對他們進(jìn)行指揮，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)任務(wù)的反饋和上報(bào)、通過實(shí)時(shí)的監(jiān)控可以找出一些隱患點(diǎn)，防范于未然。

（3）管網(wǎng)的搶修：快速搶修，落實(shí)工作，讓現(xiàn)場人員進(jìn)行現(xiàn)場的核對，現(xiàn)場人員完成后可以給出反饋，提高工作的效率。

3、數(shù)據(jù)系統(tǒng)的建立：通過整個(gè)智慧水務(wù)的建設(shè)，從業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)到資產(chǎn)數(shù)據(jù)到管網(wǎng)數(shù)據(jù)，智慧水務(wù)的建設(shè)必須要用數(shù)據(jù)來滿足建設(shè)的要求，包括智慧水務(wù)的框架、智慧水務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)，來滿足智慧水務(wù)的決策和要求。

（五）智慧水務(wù)建設(shè)的三大目標(biāo)

1、運(yùn)營信息的全面掌控，通過GIS的全面顯示，在一張圖上整體地掌控所關(guān)心的核心業(yè)務(wù)；

2、業(yè)務(wù)智能化，通過智慧水務(wù)平臺的建設(shè)來促進(jìn)整個(gè)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)管理模式的轉(zhuǎn)變，引進(jìn)新的信息管理平臺；

3、運(yùn)營智能化，通過前期的建設(shè)如何來滿足整個(gè)智慧水務(wù)的要求，這就要建設(shè)運(yùn)營的智能化，幫助企業(yè)做出合理化的決策。

（六）智慧水務(wù)包含5個(gè)部分

1、信息集成：將所有業(yè)務(wù)信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)整合和集成來展現(xiàn)這個(gè)平臺（包括水質(zhì)、工程等）；

2、數(shù)據(jù)監(jiān)控：通過數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以查看人員位置、人員服務(wù)等內(nèi)容；

3、業(yè)務(wù)調(diào)度指揮：出現(xiàn)突發(fā)情況后，如何快速調(diào)度人員進(jìn)行搶修；

4、運(yùn)營分析：對關(guān)鍵的指標(biāo)進(jìn)行分析和挖掘，來輔助對整個(gè)運(yùn)營情況的分析；

5、優(yōu)化決策：通過這些業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)分析為整個(gè)決策提供依據(jù)。

結(jié)論