智慧水務(wù)系統(tǒng)在城市供水中的應(yīng)用

楊哲

摘 要：系統(tǒng)講解了供水管網(wǎng)面臨的緊迫問題，利用“智慧供水”的概念，介紹了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)自動采集和深度分析?！爸腔酃┧背浞掷镁W(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息資源，可有效地進行服務(wù)、效能整合與升級，介紹了“智慧供水”的發(fā)展前景和社會效益，展望了“智慧供水”未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：智慧水務(wù) 城市供水 系統(tǒng)應(yīng)用

中圖分類號：TP393 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）04（b）-0036-03

1 智慧水務(wù)概述

隨著城市化水平的發(fā)展，城市供水近年也在高速發(fā)展，供水問題得到廣泛關(guān)注，但歷年供水管網(wǎng)改造經(jīng)費投入較少，供水管網(wǎng)綜合情況不清，供水管網(wǎng)的管理困難，常出現(xiàn)爆管等事故，用戶端的水質(zhì)影響較大，每天漏損較嚴(yán)重，其主要原因如下：（1）資料缺乏，頻繁發(fā)生施工事故導(dǎo)致供水系統(tǒng)被破壞，無法統(tǒng)計經(jīng)常破壞的地點、位置、材料等。（2）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不完善，數(shù)據(jù)管理維護分散，科室信息得不到交流，形成信息孤島。（3）系統(tǒng)數(shù)據(jù)較多，無法整合利用。（4）多個系統(tǒng)獨立運行，廠家及供貨商不一樣，缺少一個供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫管理平臺。（5）缺乏專業(yè)的供水網(wǎng)專業(yè)分析及管理工具，對供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)（含管網(wǎng)圖形、管線、閥門等重點設(shè)施和開口等資料）不能實現(xiàn)全面而準(zhǔn)確的綜合管理，不能隨時掌握水司供水系統(tǒng)的最新資料，缺少一個能夠支撐供水管網(wǎng)管理、規(guī)劃設(shè)計、運行調(diào)度、決策管理的系統(tǒng)平臺。以上的問題我們要如何解決呢？這是目前自來水公司面臨的緊迫問題，必須要找出一套解決方案出來。

2 “智慧供水”的概念

智慧（Wisdom，Wit）：對事物能迅速、靈活、正確地理解和解決的能力；供水（Watersupply）：按一定質(zhì)量要求，供給不同的用戶和用水地區(qū)一定水量的措施。通過射頻識別技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)等新一代信息可以將水廠工程基礎(chǔ)設(shè)施、供水管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、供水社區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施、地理基礎(chǔ)設(shè)施等供水相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施連接起來，使其成為新一代的智慧化基礎(chǔ)設(shè)施，使供水各領(lǐng)域、各系統(tǒng)之間的內(nèi)在關(guān)是將信息資源作為重要的生產(chǎn)要素，推動供水改革，再創(chuàng)供水新輝煌；智慧供水是無線水務(wù)，終端將無所不在，每個人都隨時在線；智慧供水是一個通過數(shù)據(jù)自動采集和深度分析，具有可控制功能的智能化系統(tǒng)；智慧供水使得整個水務(wù)系統(tǒng)就好像裝上了網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)，形成可以統(tǒng)一指揮決策、實時反應(yīng)、協(xié)調(diào)運作的大腦；可以做出相應(yīng)的處理結(jié)果與輔助決策建議，以更加精細和動態(tài)的控制方式管理供水系統(tǒng)的整個生產(chǎn)、管理和服務(wù)流程。智慧供水系統(tǒng)以供水服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化、調(diào)度智能化、管理精細化建為設(shè)目標(biāo)，實現(xiàn)對供水設(shè)施的全面、動態(tài)化管理，實時監(jiān)控管網(wǎng)關(guān)鍵點，自動預(yù)警，輔助爆管事故處理。充分利用網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息資源，進行服務(wù)效能整合與升級、加強資源整合與共享，實現(xiàn)節(jié)能減排，提高資產(chǎn)運維管理效率。

3 建設(shè)背景——政策背景

十八大報告指出：加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，把政治、經(jīng)濟、文化、生態(tài)、民生五位一體發(fā)展，這是關(guān)系國民經(jīng)濟全局緊迫而重大的戰(zhàn)略任務(wù)。國家“十二五”規(guī)劃綱要明確指出：“智慧供水”推動信息化和工業(yè)化深度融合，加快經(jīng)濟社會各領(lǐng)域信息化。加強重要信息系統(tǒng)建設(shè)，強化地理、人口、金融、稅收、統(tǒng)計等基礎(chǔ)信息資源開發(fā)利用。推進物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)應(yīng)用。以信息共享、互聯(lián)互通為重點，大力推進國家電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，整合提升政府公共服務(wù)和管理能力。確?；A(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)和重要信息系統(tǒng)安全。山東省“十二五”規(guī)劃前瞻性提出：著力提升城市管理水平和服務(wù)效能，加強城市管理，推進城市管理現(xiàn)代化，加快“智慧城市”建設(shè)。智慧供水對于拉動地方經(jīng)濟發(fā)展、刺激內(nèi)需、推動民生將起到重要的推動作用已經(jīng)成為普遍共識，國家對TD等3G、4G發(fā)展的扶持也為智慧供水的建設(shè)提供了良好的政策和環(huán)境。

4 建設(shè)背景——環(huán)境背景

經(jīng)濟社會發(fā)展取得了巨大成就，為全面推進“智慧供水”建設(shè)創(chuàng)造了條件。（1）城市建成區(qū)面積繼續(xù)擴大。（2）城鎮(zhèn)化率達60%以上。（3）居民收入在“十一五”末基礎(chǔ)上大幅度上升。（4）移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)逐漸興起。（5）各類商務(wù)、個人應(yīng)用不斷地完善豐富。

5 智慧水務(wù)的意義

（1）改善投資環(huán)境，促進招商引資，提升城市信息化水平。（2）提高水司核心競爭力，智慧供水是水司繼續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢保證，對水司未來發(fā)展意義重大。節(jié)能減排，提高運維效率。（3）提高辦事效率，提高服務(wù)水平。智慧水務(wù)是現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的基礎(chǔ)平臺，是政府職能部門的門戶窗口。因此，通過智慧供水的建設(shè)將提高辦事效率，提升政府相關(guān)部門的服務(wù)和管理水平。

6 智慧供水框架

生產(chǎn)管理系統(tǒng)：水廠集散控制系統(tǒng)、二次加壓設(shè)備管理系統(tǒng)、水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)、智能管網(wǎng)壓力分析系統(tǒng)、供水調(diào)度系統(tǒng)、GIS。對外服務(wù)管理：熱線電話系統(tǒng)、營業(yè)收費系統(tǒng)、公司網(wǎng)站、大用戶計量、分區(qū)域計量。對內(nèi)服務(wù)管理：OA辦公，人事管理系統(tǒng)，財務(wù)管理系統(tǒng)?；A(chǔ)建設(shè)：生產(chǎn)儀表、水廠自動化、機房建設(shè)、PLC子站等建設(shè)原則。先進性：系統(tǒng)建設(shè)必須是高起點，充分考慮技術(shù)成熟性的同時必須采用標(biāo)準(zhǔn)化先進的計算機軟硬件技術(shù)和信息技術(shù)開發(fā)系統(tǒng)，軟硬件滿足發(fā)展不斷地升級，確保先進性。開放性：系統(tǒng)必須注意開放性，選用符合國際標(biāo)準(zhǔn)的硬件和軟件平臺，便于開發(fā)、使用、維護管理和系統(tǒng)的升級支持。相關(guān)系統(tǒng)留有相應(yīng)接口，各類數(shù)據(jù)可以很好的共享。實用性：系統(tǒng)切合生產(chǎn)管理的實際應(yīng)用，不但可以完成以往的人工操作，還要去完成很多人們想去完成的事宜，解決計算機單純模仿人工傳統(tǒng)作業(yè)的誤區(qū)。安全性：建立智慧供水系統(tǒng)的安全機制，加載防火墻等安全措施，防止數(shù)據(jù)丟失、防病毒、防黑客攻擊等由此可以模擬這種業(yè)務(wù)，將其他信息系統(tǒng)與之結(jié)合而產(chǎn)生新的應(yīng)用。如，將營業(yè)收費系統(tǒng)與GIS結(jié)合，可以在GIS上按各種區(qū)域（自然地、行政的、經(jīng)濟的）統(tǒng)計計量的分布、增長趨勢等在單純的營收系統(tǒng)中不可能做到的統(tǒng)計結(jié)果?？梢酝ㄟ^圖表示方式了解抄表路線、抄表進度等各種資料，客戶熱線在接到用戶來電時，GIS自動調(diào)出客戶住處地圖，同時通過SCADA及水力模型表示當(dāng)?shù)厮畨?、有無停水事件等信息，把被動服務(wù)為主動服務(wù)。

7 “智慧供水”頂層設(shè)計

在智慧供水的框架下，按照“頂層設(shè)計、統(tǒng)籌管理、深度融合、全面提升”的工作要求，以整合現(xiàn)有資源、提升綜合效能為核心，以創(chuàng)新體制機制、提高管理水平為重點，統(tǒng)籌編制和實施供水智慧化管理體系的頂層設(shè)計方案，為建設(shè)全市統(tǒng)一的、供水智慧化管理的信息資源庫和應(yīng)用平臺，為建立該市供水智慧化管理的資源配置、隊伍建設(shè)、保障體系、管理制度的一體化工作機制，提供總體規(guī)劃設(shè)計思路。構(gòu)建一個以基礎(chǔ)資源、信息共享、視頻監(jiān)控為應(yīng)用支撐，以數(shù)字供水、應(yīng)急指揮、網(wǎng)上辦事、決策輔助等為主要功能的智慧供水管理公共服務(wù)平臺，促進供水管理工作由被動向主動、靜態(tài)向動態(tài)、粗放向精細、無序向規(guī)范轉(zhuǎn)變，提高該市供水智慧管理的精細化、信息化、現(xiàn)代化、智慧化水平。設(shè)計思路供水管理一體化，涉及傳統(tǒng)供水以外的更多細分行業(yè)、專業(yè)，特別是管理層次上，供水信息化擔(dān)負(fù)著更多業(yè)務(wù)管理精細化的義務(wù)和責(zé)任，包括大量面向社會、市民的社會管理和民生服務(wù)的信息化。更是因為涉及到精細化服務(wù)管理，部分供水信息化必須要走向智慧化、人性化、便民化，與社會化服務(wù)對接，充分利用社會化服務(wù)的信息平臺、系統(tǒng)資源，來構(gòu)建智慧供水服務(wù)。因此，智慧供水頂層設(shè)計需要大量細致的需求調(diào)研和分析工作，充分結(jié)合供水實際，并以中長期發(fā)展的眼光務(wù)求設(shè)計成果的長效性。同時，也需要創(chuàng)新設(shè)計理念，突破信息化規(guī)劃傳統(tǒng)思路、思維定勢。在供水信息化規(guī)劃中，往往有描述信息化體系框架方面的內(nèi)容，但短中期規(guī)劃一般以項目建設(shè)為重點，體系框架方面的內(nèi)容不受到足夠重視，實質(zhì)上也不用管長期的時效性，因此，比較簡要、粗略。但是項目建設(shè)畢竟屬于短期行為，將來建成為什么樣的基本框架，才是信息化中長期建設(shè)發(fā)展的目標(biāo)所在。智慧供水頂層設(shè)計的要務(wù)之一就是長效性的基本框架，即設(shè)計的成果能滿足指導(dǎo)或約束若干個短中期建設(shè)規(guī)劃和具體的項目建設(shè)，適應(yīng)于中長期信息化發(fā)展需要；智慧供水頂層設(shè)計另一個要務(wù)是要明確智慧供水頂層設(shè)計的主要內(nèi)容；另外，還要提出智慧供水建設(shè)的主要目標(biāo)，以保障信息化建設(shè)、發(fā)展的有序、穩(wěn)步、健康和可持續(xù)。“智慧供水”頂層設(shè)計基本架構(gòu)主要由12個層次構(gòu)成，包括保障體系設(shè)計、安全體系設(shè)計、運行環(huán)境設(shè)計、信息采集設(shè)計、數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)倉庫設(shè)計、數(shù)據(jù)共享交互設(shè)計、數(shù)據(jù)管理設(shè)計、平臺層設(shè)計、業(yè)務(wù)應(yīng)用設(shè)計、電子政務(wù)設(shè)計、公共管理設(shè)計、應(yīng)用門戶設(shè)計。

智慧供水是智慧城市發(fā)展的必然產(chǎn)物。隨著智慧城市的試點，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、下一代互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用，城市智能水平將不斷地提高。目前，我國已有超過50個城市提出建設(shè)智慧城市的目標(biāo)，從各地政府公開信息來看，目前全國開始建設(shè)“智慧城市”的地方涉及東中西部地區(qū)。從城市類型來看，除了北京、上海、廣州、深圳等一線城市外，杭州、廈門、珠海等一些東部沿海地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)達城市也紛紛開始了“智慧城市”的建設(shè)。預(yù)測下半年將有超過80個城市與運營商合作建“智慧城市”，到今年年底全國開建“智慧城市”的城市數(shù)有望突破400個。在“2012年十大經(jīng)濟風(fēng)云人物”頒獎典禮上，知名經(jīng)濟學(xué)家郎咸平提出：智慧產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將降低成本，從而顛覆世界。數(shù)據(jù)顯示，智慧產(chǎn)業(yè)10年來，美國制造業(yè)的總產(chǎn)值高達41萬億人民幣，全世界排第一。

10年來，美國制造業(yè)的效率提高了51%，但是使用工人數(shù)量卻下跌了28%，產(chǎn)值上漲而用工數(shù)量下跌，說明每個工人效率增長20%，薪水增長只有2.8%，美國工人10年來越來越便宜，這一點值得我們深思。目前，我國的智慧產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢如何呢？近幾年來，我國在智慧產(chǎn)業(yè)上初步起航，由“數(shù)字城市”轉(zhuǎn)向“智慧城市”，由“數(shù)字供水”轉(zhuǎn)向“智慧供水”，并且在有些地方取得初步成效。如，寧波城市構(gòu)建“智慧供水”系統(tǒng)平臺、浙江省臺州市“智慧水務(wù)”示范試點項目建設(shè)、“國家智能水網(wǎng)工程框架設(shè)計”的起動實施、太湖的“感知太湖，智慧水利”項目建設(shè)、新津縣“水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)、塘廈鎮(zhèn)“智慧供水”項目建設(shè)和清溪鎮(zhèn)“智慧供水”項目建設(shè)等?！爸腔酃┧毙畔⒒鳛橹腔鄢鞘泄芾淼闹匾M成部分，是體現(xiàn)城市管理信息化水平的標(biāo)志之一，也是保民生的技術(shù)支撐手段。智慧供水對政府、社會和用戶的價值在于，它將最大程度上幫供水公司進行資產(chǎn)建庫，便于公司的營運管理、便于公司的辦公服務(wù)和對外公眾服務(wù)，提高企業(yè)透明度，讓公眾信息對稱，使社會和諧（如圖1）。

8 效益分析

8.1 社會效益

（1）保障供水安全是城市供水必須實現(xiàn)的基本目標(biāo)，對于維護穩(wěn)定和構(gòu)建和諧社會具有重要意義。城市供水安全已經(jīng)成為現(xiàn)代化城市安全和防災(zāi)體系的重要組成部分。加強供水安全保障需要從供水水源、水廠運行和管網(wǎng)運行3個環(huán)節(jié)予以充分考慮，從水質(zhì)、水壓合格和水量滿足需求及水源保證等幾個方面，建立供水的安全保障目標(biāo)。此外，對于影響供水系統(tǒng)正?！爸腔酃┧\行的各類事故和突發(fā)事件，要采取安全措施和制定應(yīng)急預(yù)案，全面加強安全保障體系和應(yīng)急系統(tǒng)的建設(shè)。（2）提高供水水質(zhì)，對于人民群眾的生活質(zhì)量和促進城市經(jīng)濟社會的全面發(fā)展具有重要作用。目前該市部分水源還存在一定程度的污染情況，針對這些問題，需要采取相應(yīng)措施，進一步提高城市供水水質(zhì)，并使城市供水滿足經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平提高的需要，保證城市居民每時每刻都能用上健康的生活飲用水。（3）改善供水服務(wù)。供水企業(yè)不僅需要生產(chǎn)符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，提高企業(yè)的供水安全保障水平，還要著眼于提高服務(wù)意識，力求在提高水質(zhì)、保證水量、水壓合格等安全供水的同時，充分體現(xiàn)“以人為本”的服務(wù)理念，實現(xiàn)供水服務(wù)的人性化、智能化和現(xiàn)代化，提升整個供水行業(yè)的服務(wù)水平。供水企業(yè)要進一步增強服務(wù)意識，提高服務(wù)質(zhì)量，要從制度建設(shè)、技術(shù)支持機制保障等全方位落實各項改善供水服務(wù)的措施，力爭創(chuàng)造服務(wù)一流的企業(yè)。同時，還要制定和完善供水服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建立有政府監(jiān)管、公眾參與、信息公開、規(guī)范化的供水服務(wù)體系。

8.2 企業(yè)效益

“智慧供水”系統(tǒng)建設(shè)能夠極大地提升自來水公司形象，同時也提高了管理部門的辦事效率和業(yè)務(wù)部門的工作效率，降低了經(jīng)驗管理成本?！爸腔酃┧奔涌炝似髽I(yè)的反應(yīng)速度，提高了自來水公司的服務(wù)質(zhì)量，為城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)添磚加瓦，更有利于促進城市經(jīng)濟的發(fā)展，有利于創(chuàng)建良好的投資環(huán)境。優(yōu)化供水成本，是必須繼續(xù)堅持的行業(yè)自我約束目標(biāo)，對于實現(xiàn)城市供水行業(yè)良性發(fā)展和促進資源節(jié)約型城市建設(shè)具有的重要作用。城市供水設(shè)施的建設(shè)，應(yīng)根據(jù)城市供水規(guī)劃，全面考慮城市經(jīng)濟社會的發(fā)展，依據(jù)國家有關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，結(jié)合城市功能變化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和節(jié)水技術(shù)進步，合理確定建設(shè)規(guī)模。要進一步制定和完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，建立企業(yè)成本約束機制，績效指標(biāo)體系和考核制度，促進企業(yè)優(yōu)化和降低成本。通過技術(shù)進步、加強管理、減少冗員和提高生產(chǎn)效率，進一步降低能耗、降低漏耗、降低藥耗，控制運行成本。供水企業(yè)要通過資源整合、科學(xué)調(diào)度、自動化和信息化以及設(shè)備優(yōu)化和節(jié)能降耗來實現(xiàn)成本優(yōu)化和提高管理效率、勞動效率和設(shè)備效率。

參考文獻

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