根據(jù)國家對水務行業(yè)“十四五”期間“安全、便民、高效、綠色、經(jīng)濟、智慧”的發(fā)展要求，各水務企業(yè)以智慧水務建設(shè)為抓手，積極探索與推進水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作。立足于國家政策、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，分析了水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型的機遇與挑戰(zhàn)，結(jié)合國內(nèi)外水務企業(yè)數(shù)字化經(jīng)典實踐，探討智慧水務2.0發(fā)展趨勢，思考未來“標準體系+數(shù)字資產(chǎn)+使能技術(shù)”數(shù)字水務的發(fā)展態(tài)勢，為我國水務企業(yè)制定和實施有效的數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略提供參考和借鑒。
0 引 言
黨的十九大報告明確提出“全面建成社會主義現(xiàn)代化強國”的宏偉目標。水務行業(yè)作為支撐社會經(jīng)濟和城鎮(zhèn)化健康有序發(fā)展的重要行業(yè)，對標新時代新要求，全面進入從“粗放式發(fā)展”到“高質(zhì)量發(fā)展”，從“傳統(tǒng)模式驅(qū)動”到“創(chuàng)新模式驅(qū)動”的變革期。根據(jù)《城鎮(zhèn)水務2035年行業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》發(fā)展目標，“到2035年，基本建成安全、便民、高效、綠色、經(jīng)濟、智慧的現(xiàn)代化城鎮(zhèn)水務體系”。從人民群眾對美好生活的向往出發(fā)，立足韌性城市保障需求和水務業(yè)務管理能力，水務行業(yè)未來將在飲用水安全保障、“廠網(wǎng)河湖”水環(huán)境治理、城鎮(zhèn)排水防澇、資源節(jié)約綠色循環(huán)、水務產(chǎn)業(yè)數(shù)字化五大業(yè)務領(lǐng)域集中發(fā)力。而其中新型信息技術(shù)賦能下的水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型是支撐傳統(tǒng)水務行業(yè)突破短板、高質(zhì)量發(fā)展的必然路徑與核心要務。
“數(shù)字中國”建設(shè)是大勢所趨，國家“十四五”規(guī)劃對數(shù)字化和水務行業(yè)新發(fā)展提出了明確要求，水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型勢在必行。一方面，數(shù)字水務是數(shù)字經(jīng)濟的重要組成，是提升公共服務、社會治理等數(shù)字化、智能化水平的基礎(chǔ)板塊。在“生態(tài)文明”新發(fā)展理念、“碳中和”遠景目標的指導下，城鎮(zhèn)供水、排水、水環(huán)境等涉水事務的建設(shè)、運營與服務綜合能力亟待提升。另一方面，水務產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍處于初級階段，與燃氣、電力等其他公用事業(yè)行業(yè)相比，運用“互聯(lián)網(wǎng)+”的能力比較薄弱。需要加快構(gòu)建水務數(shù)字化產(chǎn)業(yè)鏈，打通“水安全、水資源、水生態(tài)、水景觀、水環(huán)境、水管理、水經(jīng)濟”經(jīng)濟社會循環(huán)，助力水務行業(yè)運營、管理、服務模式的數(shù)字化升級與創(chuàng)新。
在此大背景下，準確剖析智慧水務發(fā)展中水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型的機遇與挑戰(zhàn)，正確運用數(shù)字技術(shù)，使之與水務企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、生產(chǎn)運營和經(jīng)營模式相融合，及時總結(jié)智慧水務建設(shè)路徑與實踐經(jīng)驗，是未來打造水務行業(yè)新格局下數(shù)字水務體系的重要基礎(chǔ)和必要條件。
01 水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型的機遇與挑戰(zhàn)
“十四五”產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、數(shù)字政策、數(shù)字經(jīng)濟和數(shù)字技術(shù)改革與創(chuàng)新下的水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型機遇與挑戰(zhàn)并存。
1.1 水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型的機遇
?。?）產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)，新型水務產(chǎn)業(yè)格局拓展水務發(fā)展增值空間。“十四五”期間，水務產(chǎn)業(yè)聚焦生態(tài)文明建設(shè)及環(huán)境治理，由“高能耗”和“粗放式”向“低碳”、“綠色”和“可持續(xù)”方向轉(zhuǎn)變。水務業(yè)務范疇也逐步向上游“節(jié)約水資源”和下游“環(huán)境污染治理”延伸，形成城市水務治理的一盤棋。大中型水務企業(yè)紛紛提升產(chǎn)業(yè)集中度和專業(yè)度，加快涉水事業(yè)一體化和水環(huán)境治理一體化發(fā)展布局。部分小微企業(yè)則注重深耕水務細分領(lǐng)域，謀求局部的優(yōu)勢領(lǐng)先。市場化改革趨勢下，產(chǎn)業(yè)鏈上下游的智慧水務建設(shè)開發(fā)商也開始發(fā)揮集聚效應，通過并購融資等方式，匯聚產(chǎn)業(yè)鏈中優(yōu)勢資源，加快水務行業(yè)軟硬件平臺、設(shè)備制造、解決方案的研發(fā)與推廣。智慧水務作為水務行業(yè)熱點領(lǐng)域，吸引了各行各業(yè)具有技術(shù)優(yōu)勢的外部企業(yè)進入水務行業(yè)，帶來了理念、技術(shù)、資金和人才優(yōu)勢，也推動了水務產(chǎn)業(yè)的升級。整個水務行業(yè)呈現(xiàn)一片欣欣向榮發(fā)展之勢，水務企業(yè)由過去的碎片式、粗放式、封閉式發(fā)展逐漸轉(zhuǎn)向規(guī)模化、精細化、生態(tài)化發(fā)展。數(shù)字水務助推水務企業(yè)在規(guī)劃建設(shè)、運營管理、技術(shù)研發(fā)等多個環(huán)節(jié)帶來創(chuàng)新突破，在發(fā)展中掌控制高點和主動權(quán)。
（2）政策激勵，數(shù)字水務迎來良好的外部發(fā)展環(huán)境。近年來，國家、地方、行業(yè)各個層面出臺系列政策，為水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供強有力支撐，營造了良好的發(fā)展空間。一是國家政策為水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型在頂層愿景、目標和發(fā)展戰(zhàn)略指引方向。黨的十九大明確要加快推進信息化，建設(shè)“數(shù)字中國”、“智慧社會”。國務院國資委辦公廳在《關(guān)于加快推進國有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作的通知》中要求“推動新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，打造數(shù)字經(jīng)濟新優(yōu)勢，促進國有企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展”。國家“十四五”規(guī)劃提出“加快數(shù)字化發(fā)展，建設(shè)數(shù)字中國”。二是地方政策有力支持水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑與實踐。各地政府相繼出臺“數(shù)字政府”“智慧城市”“智慧國企”“智慧水務”等具體措施，加快產(chǎn)業(yè)數(shù)字化。三是水務行業(yè)專項政策加快提升企業(yè)數(shù)字化能力。2021年中國水協(xié)發(fā)布《城鎮(zhèn)水務2035年行業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》，提出智慧水務發(fā)展目標和任務、實施路徑與方法。
?。?）市場驅(qū)動，數(shù)字經(jīng)濟為水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型注入長效動力。數(shù)字經(jīng)濟已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵驅(qū)動力，數(shù)字經(jīng)濟時代已經(jīng)到來。據(jù)中國信通院發(fā)布的《中國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展白皮書》顯示：中國數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模已由2005年的2.6萬億元，擴張到2020年的39.2萬億元（見表1），數(shù)字經(jīng)濟占GDP比重已提升到38.6%。國家《十四五規(guī)劃》在“十四五時期經(jīng)濟社會發(fā)展主要指標”中提出：預期“數(shù)字經(jīng)濟核心產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重由2020年的7.8%增長至2025年的10%”，智慧水務市場規(guī)模預計將從2014年65.6億元人民幣上升至2023年251億元人民幣，其中蘊藏著巨大的數(shù)字化紅利。
?。?）技術(shù)賦能，新型數(shù)字技術(shù)助力傳統(tǒng)水務行業(yè)升級。智慧水務借助云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能和5G為代表的新一代ICT技術(shù)，不斷構(gòu)建水務數(shù)字化運營場景，改變傳統(tǒng)人工為主運營模式。一是實時感知，將各處的傳感器和智能設(shè)備連接，實時監(jiān)測水文、水質(zhì)等信息。二是全面整合，實現(xiàn)各異構(gòu)系統(tǒng)完全鏈接與融合，利用云計算進行大量信息的分析和保存，實現(xiàn)信息共享。三是智慧應用，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、數(shù)據(jù)倉庫、智能決策支持等先進技術(shù)，支撐洪澇預警、科學調(diào)度、客戶服務等各類業(yè)務應用，使設(shè)施、流程以及運行管理更智能化。四是協(xié)同運作，通過統(tǒng)一的水務綜合信息管理平臺，實現(xiàn)區(qū)域供排水系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度、協(xié)同運作，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置、系統(tǒng)高效運行。由此，跨越式提高水務管理、產(chǎn)品和服務質(zhì)量，全面實現(xiàn)服務品質(zhì)、供水保障、水體治理、城市防澇、低碳發(fā)展、降本增效等水務業(yè)務數(shù)字化運營成效。
1.2 傳統(tǒng)水務面臨的問題與數(shù)字化轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)
抓住機遇的前提是直面問題與挑戰(zhàn)。一方面，2019年新冠疫情爆發(fā)更加凸顯了傳統(tǒng)水務行業(yè)內(nèi)部信息化基礎(chǔ)薄弱、運營管理粗放、勞動密集、資源利用率偏低、預防性保障能力不足等問題；另一方面，廠站無人/少人值守、全業(yè)務線上服務、優(yōu)質(zhì)飲用水保障、城市內(nèi)澇防治、污水零直排和“廠網(wǎng)河湖”一體化管控等管理升級，也加速推動水務企業(yè)迎接水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)。
?。?）直擊問題，立足水務短板，推進數(shù)字水務建設(shè)。城市水務系統(tǒng)復雜、流程長、環(huán)節(jié)多，實現(xiàn)行業(yè)整體數(shù)字化和各環(huán)節(jié)數(shù)字化具有一定難度，特別是以下問題也一定程度制約水務數(shù)字化進程：
一是部分水務企業(yè)缺乏頂層規(guī)劃，發(fā)展方向和路徑不明，導致系統(tǒng)建設(shè)偏離企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標，造成應用系統(tǒng)相對分散，各自為政，制約企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型效率。
二是傳統(tǒng)水務運營環(huán)節(jié)和操作流程管理仍顯粗放，數(shù)字化應用能力不足。水務領(lǐng)域工業(yè)自動化基礎(chǔ)普遍薄弱，廠站網(wǎng)生產(chǎn)效能偏低；供排水管理標準化、精細化程度不足，公共保障能力、運營成本和節(jié)能降耗水平偏低；水務企業(yè)人、財、物、事管理系統(tǒng)有待優(yōu)化，管理效率偏低。
三是大部分水務企業(yè)仍處于信息化初級階段，數(shù)字技術(shù)賦能業(yè)務的水平偏低。水務行業(yè)在新一代ICT技術(shù)運用、數(shù)字資源挖掘、智慧化管理等方面任重而道遠。
四是水務行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈和新消費鏈尚未打通，水務數(shù)字化價值變現(xiàn)速度與產(chǎn)業(yè)布局拓展緩慢。特別是在構(gòu)建設(shè)計規(guī)劃、建設(shè)運營、服務咨詢、涉水產(chǎn)品生產(chǎn)銷售等水務產(chǎn)業(yè)生態(tài)，以及水務新服務等領(lǐng)域仍在起步階段。
?。?）直面挑戰(zhàn)，立足智慧水務建設(shè)難點，有效保障水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型。水務企業(yè)在智慧水務發(fā)展方面盡管取得了長足的進步，如生產(chǎn)更加精益、管理愈發(fā)高效、服務趨向便捷、決策逐漸智能，但在水務的數(shù)字化轉(zhuǎn)型路上還面臨行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、轉(zhuǎn)型方向、業(yè)務與信息融合、長效發(fā)展保障等諸多挑戰(zhàn)。
一是水務行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的挑戰(zhàn)。智慧水務帶來了水務行業(yè)的變革，但在運營模式創(chuàng)新、認知創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新等方面也帶來了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)供排水運營模式重構(gòu)難度較大，業(yè)務與數(shù)字化流程尚未形成合力，數(shù)字化轉(zhuǎn)型倒逼業(yè)務架構(gòu)重構(gòu)，運營模式創(chuàng)新提升任重道遠；數(shù)字化轉(zhuǎn)型將破除業(yè)務壁壘、機構(gòu)壁壘，帶來全流程、全鏈條和全業(yè)態(tài)的水務數(shù)字化發(fā)展統(tǒng)一認知挑戰(zhàn)；先進管理理念、給排水工藝技術(shù)與新一代信息化技術(shù)的融合度不足，未形成多源化、多維度技術(shù)支撐體系，技術(shù)創(chuàng)新已迫在眉睫。
二是水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型方向的挑戰(zhàn)。水務數(shù)字化逐步朝著全面感知、智能控制、數(shù)據(jù)驅(qū)動和智慧決策的方向發(fā)展。全面感知需要行業(yè)內(nèi)不斷擴大廠站、管網(wǎng)動態(tài)感知范圍，提升供排水全流程和水環(huán)境監(jiān)管智能感知能力。智能控制發(fā)展離不開廠站設(shè)備和工藝自動化水平的提升。數(shù)據(jù)驅(qū)動的實現(xiàn)則需要行業(yè)不斷加大數(shù)據(jù)收集、管理、應用的投入和力度，逐步形成用數(shù)據(jù)分析、用數(shù)據(jù)診斷、用數(shù)據(jù)決策的數(shù)據(jù)生態(tài)。智慧決策是水務數(shù)字化發(fā)展的高級階段，需不斷探索數(shù)據(jù)、模型以及AI算法等在運行調(diào)度、節(jié)能降耗、應急處置等方面的深度應用。
三是水務業(yè)務與信息技術(shù)融合的挑戰(zhàn)。信息技術(shù)應用尚不深入、業(yè)務與信息管理模式不夠成熟、復合型人才的缺乏都會阻礙業(yè)務與信息技術(shù)的深度融合。
四是水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型長效發(fā)展保障的挑戰(zhàn)。水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型不可能一蹴而就，在轉(zhuǎn)型過程中，會面臨人才、資金、機制、組織、生態(tài)鏈等各方面的挑戰(zhàn)。人才與資金的匱乏，數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作難以為繼；沒有合理的機制保證，轉(zhuǎn)型工作的有效推進會受到阻礙；組織保障更是資源協(xié)調(diào)與配合能否達到最優(yōu)解的核心；生態(tài)鏈的發(fā)展則是企業(yè)內(nèi)部資源與外部資源打通鏈接，產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同，水務行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的重要保障。
02 水務企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實踐
水務企業(yè)普遍開啟數(shù)字水務變革之旅。2019年，國際水協(xié)會（International Water Association，IWA)發(fā)布了數(shù)字水務白皮書報告《Digital Water： Industry leaders t the transformation journey》，報告指出，許多受訪公司已開始數(shù)字水務變革，早期發(fā)展的水務公司重點在于部署軟件平臺、新型傳感器與智能水表，數(shù)字化程度高的公司逐步應用VR、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)，制定智能化方案，而如葡萄牙AGSWater等先進公司則已開始對外部水務企業(yè)提供服務和支持。中國在過去的二十多年以來在水務領(lǐng)域發(fā)展迅速，成績顯著，2020年7月2日，Global Water Intelligence (GWI) 國際水務智庫根據(jù)十項維度進行綜合分析，從全球角度縱觀水務領(lǐng)域，給出了一份全球水務行業(yè)競爭力排名，中國名列第13名，在過去十年中，行業(yè)績效提高程度處于領(lǐng)先地位，被評價為十年的飛速轉(zhuǎn)型。
2.1 國外典型數(shù)字水務案例
在國外，特別是發(fā)達國家，尤其重視水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型，力求結(jié)合數(shù)字優(yōu)化技術(shù)、水務業(yè)務系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)水務精細化管理。
蘇伊士集團通過與OPTIMATICSTM公司合作，引進整合OPTIMIZERTM數(shù)字技術(shù)，擴展其數(shù)字化解決方案，為用戶提供貫穿于管網(wǎng)設(shè)計到運營全生命周期的水務基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化服務，搶占水務創(chuàng)新數(shù)字解決方案制高點。借助OPTIMIZERTM解決方案，水務項目的基礎(chǔ)設(shè)施投資得到大幅節(jié)約，客戶需求被進一步滿足。
日本東京都自來水踐行“確保供水穩(wěn)定”“提升地震發(fā)生時的應對措施”以及“可生飲和口感好的自來水”三大供水指導思想，在東京供水長期戰(zhàn)略構(gòu)想（2020年）中，計劃建設(shè)涵蓋供水監(jiān)控、能源優(yōu)化、應急供水、水質(zhì)管理等關(guān)鍵業(yè)務的水務數(shù)字化系統(tǒng)，確保東京都自來水制訂的18項具體任務和15個考核指標能得到有效落實。
新加坡在《數(shù)字水務——新加坡經(jīng)驗分享》一書中介紹了對未來水管理數(shù)字化的愿景，分享了其轉(zhuǎn)型之路。新加坡數(shù)字化轉(zhuǎn)型最終目標是創(chuàng)建一個單一的高效水系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，用水監(jiān)測、污廢水收集和處理、飲用水生產(chǎn)及輸配的所有過程都能在系統(tǒng)級別上得到優(yōu)化，而不是“各走各路”。
2.2 國內(nèi)水務數(shù)字化案例
2.2.1 北控水務“全業(yè)務一體化”云平臺
北控水務是目前中國規(guī)模最大的水務公司，通過建立“全業(yè)務一體化”的BECloud智慧云平臺（見圖1），實現(xiàn)北控各個項目運營管理的“云化”部署和推廣，有效加強了北控水務對各個項目的統(tǒng)一管控和標準化管理，提升運營能力，同時也讓智慧水務云平臺成為對外推廣北控運營模式的有力工具。
2.2.2 重慶水務集團大數(shù)據(jù)探索
重慶水務集團是一家具有完整產(chǎn)業(yè)鏈國有控股的專業(yè)水務上市公司。近年來，重慶水務集團重視智慧水務建設(shè)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，2019年投入3 800多萬與阿里巴巴集團合作，共同打造智慧水務大數(shù)據(jù)中心，并計劃在智能客服、智能調(diào)度、決策輔助和故障診斷等場景中投入應用。
2.2.3 福州水務“1·3·6·8”數(shù)字水務戰(zhàn)略
作為全國首批啟動數(shù)字水務總體規(guī)劃的水務企業(yè)，福州水務的數(shù)字水務建設(shè)圍繞“1·3·6·8”戰(zhàn)略，“畫”好3年（2019—2021）的數(shù)字水務建設(shè)藍圖（見圖2）。福州水務的數(shù)字水務建設(shè)聚焦高質(zhì)量發(fā)展的目標，重點建設(shè)項目包括大數(shù)據(jù)中心、綜合調(diào)度、水力模型、“互聯(lián)網(wǎng)+”客服等，以提高生產(chǎn)管理水平，提升客戶服務品質(zhì)。
2.2.4 深圳水務集團數(shù)字化轉(zhuǎn)型實踐
深水集團以“建設(shè)最受信賴的環(huán)境水務綜合服務商”為目標，打造深水品牌的水務數(shù)字化體系，致力成為國內(nèi)水務數(shù)字化領(lǐng)跑者。近幾年圍繞集團發(fā)展戰(zhàn)略，聚焦水安全運行、水質(zhì)量提升和水環(huán)境改善，構(gòu)建集團化數(shù)字運營管理基礎(chǔ)，融合智能核心技術(shù)，驅(qū)動業(yè)務流程、運營模式創(chuàng)新，賦能環(huán)境水務產(chǎn)業(yè)升級，構(gòu)建智慧化水務生態(tài)，實現(xiàn)集團高質(zhì)量發(fā)展。
?。?）自來水直飲供水全流程數(shù)字化管控。2018年底，深圳市鹽田直飲水示范工程建成，鹽田區(qū)率先成為中國首個實現(xiàn)自來水直飲的行政區(qū)域，開創(chuàng)了自來水直飲的先河。在鹽田直飲示范工程上，深水集團通過智慧化手段，構(gòu)建了鹽田直飲數(shù)字化管控系統(tǒng)，實現(xiàn)了從“源頭到龍頭”水質(zhì)安全監(jiān)管一張圖管理，實現(xiàn)了自來水直飲全流程數(shù)字化管控（見圖3）。
得益于鹽田直飲數(shù)字化管控系統(tǒng)的支撐，鹽田區(qū)第三方客戶滿意度調(diào)查中供水水質(zhì)、供水信息和供水服務三項滿意率顯著提升（92.4%），排名全市第一。
?。?）數(shù)字化工廠。針對傳統(tǒng)廠站自動控制精度不高、生產(chǎn)管理落后等問題，深水集團通過對光明水廠和洪湖水質(zhì)凈化廠進行數(shù)字化改造，讓水廠的運行變得更加安全、高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)約。
水廠傳統(tǒng)堿鋁投加控制影響因素多、滯后性明顯，在光明水廠，采用神經(jīng)元網(wǎng)絡算法建立數(shù)學模型，精準控制堿鋁投加量（見圖4）。通過在水廠引入工藝智能算法實現(xiàn)了生產(chǎn)精細化控制，使之初步具備自學習能力，水處理單元適應性變得更強，使生產(chǎn)更加安全可靠，并顯著降低水廠生產(chǎn)藥耗。
在洪湖水質(zhì)凈化廠，立足于傳統(tǒng)的自動化控制及監(jiān)控體系，運用多種人工智能算法進行數(shù)據(jù)分析，建立涵蓋有機負荷降解、生物脫氮等環(huán)節(jié)的完整污水處理智能工藝大腦，從而實現(xiàn)了高可靠、高穩(wěn)定、高精度的工藝優(yōu)化調(diào)控，在保障出廠水質(zhì)實時達標的同時節(jié)能降耗10%以上（見圖5）。
?。?）深圳河流域廠網(wǎng)河全要素數(shù)字化治河模式。深圳河在過去由于接納了大量的生活、生產(chǎn)污廢水，河流污染嚴重，水體黑臭，存在著流域治理時空跨越大、涉水設(shè)施管控要素多、聯(lián)合調(diào)控邏輯關(guān)系復雜等治理難點。針對上述問題，深水集團創(chuàng)新提出廠網(wǎng)河一體化全要素治河模式，通過源頭管控、過程監(jiān)控、結(jié)果可控的方式來治理深圳河，建設(shè)深圳河流域“廠網(wǎng)河”全要素一體化管控系統(tǒng)，輔助實現(xiàn)河口斷面的穩(wěn)定達標。
廠網(wǎng)河全要素治理模式通過四個“一”實現(xiàn)了“廠網(wǎng)河”全要素一體化管控，即：一張網(wǎng)構(gòu)建流域治理要素邏輯，一張圖監(jiān)管涉水全要素數(shù)據(jù)信息，一中樞診斷排水系統(tǒng)關(guān)鍵問題，一閉環(huán)調(diào)度指揮異常事件。
深圳河流域“廠網(wǎng)河”全要素一體化管控系統(tǒng)有效識別出排水系統(tǒng)的關(guān)鍵問題，提供了智慧調(diào)度的決策支持，有力保障了河道治理工作的順利實施，目前深圳河水質(zhì)已經(jīng)達到了地表水V類標準。
03 水務數(shù)字化轉(zhuǎn)型的未來發(fā)展趨勢
未來水務行業(yè)應順時代發(fā)展，科學應變、迎接挑戰(zhàn)，把握機遇，推動數(shù)字水務發(fā)展。數(shù)字水務發(fā)展重點在以下方面發(fā)力：
一是推動水務領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成完整的數(shù)字水務價值鏈、生態(tài)鏈。水務行業(yè)在加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐的同時，數(shù)字化產(chǎn)業(yè)也將蓬勃發(fā)展，形成互相促進、多方協(xié)同，共同推進水務產(chǎn)業(yè)的升級發(fā)展。
二是加快大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)字孿生等技術(shù)在水務行業(yè)的融合發(fā)展，培育水務行業(yè)發(fā)展新動能。數(shù)據(jù)作為數(shù)字水務發(fā)展中的重要生產(chǎn)要素，可以創(chuàng)新水務的運營管理，為城市水務集約建設(shè)、協(xié)同管理、資源共享和聯(lián)合應急提供新思路和新途徑。人工智能作為推動水務行業(yè)發(fā)展和變革的核心驅(qū)動力量，一是可以賦能水務基礎(chǔ)服務設(shè)施共性通用的AI能力，為數(shù)字化轉(zhuǎn)型打下智慧基礎(chǔ)，二是通過模型、智能算法的融合應用，推動業(yè)務流程優(yōu)化與模式創(chuàng)新，不斷催生水務行業(yè)新模式、新場景，實現(xiàn)智能生產(chǎn)、精細運營、精準服務、智慧管理。
3.1 “互聯(lián)網(wǎng)+水務”——智慧水務2.0推動水務行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變革
推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等在水務領(lǐng)域的深度融合，打造“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、“產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“消費互聯(lián)網(wǎng)”三網(wǎng)融合的數(shù)字水務空間，培育新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式，將會是智慧水務2.0的主要特征。依托“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”“產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“消費互聯(lián)網(wǎng)”，加快數(shù)字水務運營管理能力、業(yè)務拓展能力、商業(yè)模式創(chuàng)新能力的價值賦能。
一是以工業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)為核心，構(gòu)建節(jié)能增效型水務運營管理數(shù)字化體系，打造以云化部署為核心的運營管控平臺，健全全域智能感知體系，強化多維數(shù)據(jù)共享與應用，構(gòu)建節(jié)能高效智慧水務應用場景，打造城市供排水數(shù)字孿生系統(tǒng)，實現(xiàn)全業(yè)態(tài)平臺化管理以及智慧生產(chǎn)、運營、服務與決策。
二是以水務產(chǎn)業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)為核心，構(gòu)建全鏈條水務產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，整合外部資源，構(gòu)建智慧水務產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟；釋放企業(yè)內(nèi)部優(yōu)勢，構(gòu)建水務品牌輸出模式，實現(xiàn)水務全產(chǎn)業(yè)鏈在多個領(lǐng)域的深度合作，推動產(chǎn)業(yè)鏈健康、綠色、可持續(xù)發(fā)展。
三是以水務消費+互聯(lián)網(wǎng)為核心，構(gòu)建創(chuàng)新型水務商業(yè)經(jīng)營模式，依托線上服務平臺，為用戶提供精準服務，形成高粘性水務專屬私域流量，并據(jù)此打造網(wǎng)上商城，提供多種個性化服務。
3.2 標準先行——數(shù)字水務標準體系促進水務資源共享
在智慧水務建設(shè)中，一方面各地區(qū)水務行業(yè)發(fā)展不均衡，認識不統(tǒng)一，智慧水務缺乏統(tǒng)一的建設(shè)指導，容易造成智慧水務建設(shè)各自為政，建設(shè)易偏離既定目標，效果大打折扣；另一方面由于沒有統(tǒng)一的規(guī)范與標準，智慧水務建設(shè)比較混亂，諸如硬件接口、數(shù)據(jù)類型、通信協(xié)議、性能要求等無標準可循，各自企業(yè)使用不同的開發(fā)建設(shè)廠商，系統(tǒng)建成后信息無法互聯(lián)互通，信息孤島問題突出。造成以上現(xiàn)象的一個重要原因就是水務標準體系的缺失。目前信息化領(lǐng)域國家標準總數(shù)已經(jīng)超過2000項，但水務數(shù)字化的相關(guān)標準仍舊欠缺，標準體系亟待建立。為解決智慧水務標準缺失、滯后、交叉重復等問題，未來要系統(tǒng)梳理、全面布局、迭代進化各層級、各板塊標準，指導智慧水務合規(guī)、有序建設(shè)。各地水務管理單位、水務企業(yè)、高校以及水務開發(fā)建設(shè)廠商等相關(guān)單位應積極參與到智慧水務標準體系建設(shè)中，打造兼具先進性與適用性的數(shù)字水務標準體系，引領(lǐng)智慧水務建設(shè)全面規(guī)范化發(fā)展。
3.3 價值變現(xiàn)——數(shù)據(jù)質(zhì)量提升增加水務數(shù)字資產(chǎn)價值
目前，很多水司尚處在建設(shè)信息系統(tǒng)的過程中，普遍存在著數(shù)據(jù)質(zhì)量不高、數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一等問題，需要借助數(shù)據(jù)治理手段加以根治，規(guī)范數(shù)據(jù)共享和使用，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，從而充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的價值。規(guī)范、統(tǒng)一數(shù)據(jù)的存儲、共享和使用，能讓涉水數(shù)據(jù)更一致、更準確，方便數(shù)據(jù)在各業(yè)務系統(tǒng)間流轉(zhuǎn)交互，促使與數(shù)據(jù)相關(guān)的業(yè)務流程得到深度再造。此外，通過數(shù)據(jù)清洗工作，識別并改善數(shù)據(jù)重復、數(shù)據(jù)缺失、數(shù)據(jù)異常等問題，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，一方面能讓數(shù)據(jù)更可信，使廠站能耗、產(chǎn)銷差等數(shù)據(jù)分析結(jié)果更合理，輔助管理人員作出更經(jīng)濟、合理的決策；另一方面，數(shù)據(jù)問題往往跟設(shè)備故障、運維缺失等問題相關(guān)聯(lián)，借助數(shù)據(jù)清洗能更及時地發(fā)現(xiàn)隱患，助力供排水系統(tǒng)穩(wěn)定安全高效運行，減少企業(yè)經(jīng)濟損失。
3.4 技術(shù)賦能——使能技術(shù)研究應用加快數(shù)字化水務智慧升級
水務使能技術(shù)把“大數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)+云平臺+移動化”以及人工智能、邊緣計算等前沿技術(shù)與水務應用融合一體，形成新技術(shù)+新業(yè)務。供排水處理工藝的機理模型、供排水管網(wǎng)水力模型、AI智能優(yōu)化算法等將廣泛應用于水務規(guī)劃建設(shè)、運行調(diào)度、防洪排澇、設(shè)施運維等業(yè)務中，提升決策的科學性、提高管理效率，使供排水系統(tǒng)的運行效能最大化。
一是智能規(guī)劃。結(jié)合模型預測，對工程地點選擇、規(guī)模設(shè)計、參數(shù)優(yōu)化、運行效果進行模擬評估，指導項目的規(guī)劃與投資，為區(qū)域整體規(guī)劃建設(shè)提供決策依據(jù)，為廠站建設(shè)、管網(wǎng)建設(shè)等的預期效果提供量化手段。
二是智慧運行。一方面，隨著在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展和智能控制技術(shù)的成熟，供排水廠站逐漸由機械式、人工式監(jiān)控向自動化、智慧化調(diào)控發(fā)展，最終實現(xiàn)廠站少人、無人值守，實現(xiàn)廠站工藝智能、安全、高效、達標運行。另一方面，精度高、實用性強的供排水管網(wǎng)實時在線水力模型作為調(diào)度系統(tǒng)的核心模塊，結(jié)合預測算法、AI分析等，能夠?qū)崿F(xiàn)對管道中各種可能出現(xiàn)的問題進行預判，對管網(wǎng)調(diào)度操作進行事前模擬，為區(qū)域科學調(diào)度提供參考，保證生產(chǎn)順利開展。
三是治污排澇。利用排水管網(wǎng)模型、雨量預測等技術(shù)，在降雨發(fā)生前對排水管網(wǎng)可能的內(nèi)澇點、污水冒溢點進行模擬評估，并針對高風險點，自動發(fā)送預警信息，事前排查管道淤積等問題，執(zhí)行調(diào)度操作降低管網(wǎng)液位，定點配置足夠的人員、物資，降低污水冒溢風險，實現(xiàn)水污染智能化管控、防洪排澇智能化管控。
四是智能運維。借助數(shù)字孿生技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備，構(gòu)建涵蓋供排水業(yè)務全鏈條的數(shù)字孿生體，將會是水務基礎(chǔ)設(shè)施運維管理的新模式。通過水務數(shù)字孿生，將水源、水廠、泵站、管網(wǎng)等設(shè)施精準地映射在計算機中，再利用數(shù)據(jù)分析、模型模擬等技術(shù)，實現(xiàn)對設(shè)施的仿真交互、故障預測等，為基礎(chǔ)設(shè)施的運維管理、事件處置的評估決策提供強有力的支撐。
