構(gòu)建“智慧供水”，由“水安全”向“水幸福”提升

唐勇

（廣州京維智能科技有限公司，廣東廣州　510635）

構(gòu)建“智慧供水”，由“水安全”向“水幸?！碧嵘?/p>

唐勇

（廣州京維智能科技有限公司，廣東廣州510635）

云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和移動(dòng)辦公等新技術(shù)應(yīng)用為供水企業(yè)帶來了時(shí)代的變革機(jī)遇。落實(shí)“智慧供水”信息化戰(zhàn)略目標(biāo)，進(jìn)而有力推動(dòng)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的順利實(shí)施。從時(shí)代背景、技術(shù)變革對(duì)供水企業(yè)帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)展開，論述了“智慧供水”的概念、技術(shù)路線、應(yīng)用體系、實(shí)施原則和效益分析，對(duì)“智慧供水”整體架構(gòu)和解決方案進(jìn)行了闡述。

智慧供水；地理信息系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制；科學(xué)調(diào)度；大數(shù)據(jù)智能分析決策支持

0前言

如何由“水安全”向“水幸?！碧嵘?，是供水行業(yè)向“智慧供水”自動(dòng)化、信息化、智能化、移動(dòng)化更高層次應(yīng)用的必然趨勢(shì)。以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和移動(dòng)辦公等先進(jìn)技術(shù)為手段，融合行業(yè)先進(jìn)的管理模式，以提高績(jī)效和決策支持水平為目標(biāo)的“智慧供水”平臺(tái)的建設(shè)，成為供水企業(yè)信息化升級(jí)的必由之路。

1概述

“智慧供水”以供水服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化、調(diào)度智能化、管理精細(xì)化、辦公移動(dòng)化為建設(shè)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)供水設(shè)施全面的、動(dòng)態(tài)化管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控管網(wǎng)關(guān)鍵點(diǎn)，自動(dòng)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(jìn)行服務(wù)效能整合與升級(jí)，加強(qiáng)資源整合與共享，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，提高資產(chǎn)運(yùn)維管理效率。

“智慧供水”的價(jià)值內(nèi)涵是控制漏耗、提升管理、減低成本。“智慧供水”對(duì)政府、社會(huì)和用戶的價(jià)值在于，它將最大程度上幫助供水企業(yè)進(jìn)行資產(chǎn)建庫，便于供水企業(yè)的營(yíng)運(yùn)管理，便于供水企業(yè)的辦公服務(wù)和對(duì)外公眾服務(wù)，提高企業(yè)透明度，讓公眾信息對(duì)稱，使社會(huì)和諧，人民生活更幸福。

1.1時(shí)代背景

據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)調(diào)研網(wǎng)發(fā)布的《2015年版中國(guó)智慧水務(wù)市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)研與發(fā)展趨勢(shì)分析報(bào)告》顯示，水務(wù)市場(chǎng)將產(chǎn)生5萬億增額，未來5年、10年中國(guó)水務(wù)市場(chǎng)將呈現(xiàn)出空前絕后的火爆格局。城市缺水問題日益加重、水環(huán)境日趨惡化、管網(wǎng)漏損現(xiàn)象嚴(yán)重，“多龍管水”的分割管理體制、城市水資源浪費(fèi)與短缺現(xiàn)象并存、供排水設(shè)施建設(shè)投資不足、合理的城市水價(jià)體系沒有形成、城市水務(wù)管理信息化技術(shù)落后等問題造成城市供水安全可靠性低。

自《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（簡(jiǎn)稱“水十條”）發(fā)布后，以改善水環(huán)境質(zhì)量為核心的水污染防治行動(dòng)正密鑼緊鼓地進(jìn)行。供水現(xiàn)狀和水務(wù)管理中存在的問題，要通過“智慧供水”的建設(shè)來解決。

目前，我國(guó)城市供水企業(yè)面臨著諸多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。例如，國(guó)家政府越來越重視水問題；供水企業(yè)越來越多面臨市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)；資源日益緊缺；水資源用戶的維權(quán)意識(shí)逐漸成熟，供水企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量急需提升。我國(guó)供水企業(yè)目前最需要重視“智慧供水”的大數(shù)據(jù)集成分析和挖掘應(yīng)用，“智慧水務(wù)”、“智慧供水”建設(shè)成為重中之重的工作。

1.2技術(shù)變革

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為企業(yè)的重要資產(chǎn)，甚至是核心資產(chǎn)，數(shù)據(jù)資產(chǎn)及數(shù)據(jù)專業(yè)處理能力將成為供水企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。未來供水企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力是通過水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)獲取水網(wǎng)數(shù)據(jù)，以云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析提供長(zhǎng)期決策支持和增值服務(wù)，應(yīng)用移動(dòng)終端的便捷性，加快數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)信息的流轉(zhuǎn)，從而提高企業(yè)的科技儲(chǔ)備和市場(chǎng)戰(zhàn)略決策能力。

從新技術(shù)的發(fā)展來看，“智慧供水”已經(jīng)成為供水行業(yè)管理的發(fā)展方向。不過，盡管“智慧供水”的建設(shè)收益前景可觀，其發(fā)展還需要克服許多具體障礙。建設(shè)過程中存在“一蹴而就”和“保持觀望”兩種極端觀念，公共數(shù)據(jù)資源如何有序開放和共享，監(jiān)管部門之間的協(xié)調(diào)等問題，也需要進(jìn)一步研究解決。由“水安全”向“水幸?！碧嵘枪┧袠I(yè)向“智慧供水”自動(dòng)化、信息化更高層次應(yīng)用的必然趨勢(shì)。

2　　技術(shù)路線

2.1建設(shè)目標(biāo)

“智慧供水”目標(biāo)是安全、低耗、優(yōu)質(zhì)供水,符合國(guó)家十三五的總體戰(zhàn)略，符合國(guó)家住建部對(duì)城市供水企業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)和科技進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃要求。

“智慧供水”的合理性和實(shí)時(shí)性直接關(guān)系到供水系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量和管理的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，應(yīng)用信息化技術(shù)手段建立以大數(shù)據(jù)智能分析決策支持系統(tǒng)（BI）為核心的“智慧供水”是供水企業(yè)長(zhǎng)期追求的目標(biāo)。為了建立一個(gè)科學(xué)的“智慧供水”系統(tǒng)，需要進(jìn)行大量的基礎(chǔ)性工作，如建立供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS）、管網(wǎng)水力水質(zhì)模型系統(tǒng)、供水遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）。在這些基礎(chǔ)之上建立“智慧供水”具有十分重要的科學(xué)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。建立 “智慧供水”大數(shù)據(jù)智能分析決策支持系統(tǒng)，使已經(jīng)建立的信息系統(tǒng)成為一個(gè)有機(jī)的整體，發(fā)揮其保障和提高供水服務(wù)質(zhì)量、應(yīng)對(duì)供水緊急事件、降低供水成本的作用，能提高供水企業(yè)的管理效益，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本和生產(chǎn)成本，最終提高供水企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.2實(shí)施步驟

“智慧供水”建設(shè)按照“重點(diǎn)建設(shè)、深化應(yīng)用、管理創(chuàng)新”三大步驟有序開展，打造全面感知、廣泛協(xié)同、智能決策、敏捷服務(wù)的“智慧供水”大數(shù)據(jù)智能分析決策支持系統(tǒng)。

未來3-5年將是供水企業(yè)跨越式發(fā)展的重要時(shí)機(jī)，是供水企業(yè)實(shí)現(xiàn)由“水安全”向“水幸福”的轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期。落實(shí)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，提升企業(yè)一體化管控、精細(xì)化、智能化管理能力，是全面實(shí)現(xiàn)信息化戰(zhàn)略的必然選擇。

2.3體系構(gòu)成

建設(shè)“智慧供水”，實(shí)現(xiàn)由“水安全”向“水幸?！碧嵘?，通過應(yīng)用體系、技術(shù)體系、信息體系、標(biāo)準(zhǔn)體系、信息安全體系、IT治理體系六大系統(tǒng)建設(shè)，落實(shí)信息化戰(zhàn)略目標(biāo)，通過信息化實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)的有效支撐，進(jìn)而有力推動(dòng)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的順利實(shí)施。

“智慧供水”平臺(tái)提供凈水廠至用水戶之間各個(gè)環(huán)節(jié)子系統(tǒng)支持，如水廠生產(chǎn)綜合管理系統(tǒng)、社區(qū)二次供水及分級(jí)水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)、供水遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)、供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)、管網(wǎng)水力模型系統(tǒng)、分區(qū)漏損控制系統(tǒng)（DMA）、供水科學(xué)調(diào)度系統(tǒng)、門戶網(wǎng)站與辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)（MIS）、安防和視頻監(jiān)控系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)智能分析決策支持系統(tǒng)等。

信息集成平臺(tái)建設(shè)可分為3個(gè)層次的集成應(yīng)用，分別為：界面集成、應(yīng)用集成、數(shù)據(jù)集成。

3　　應(yīng)用體系的建設(shè)

為落實(shí)供水企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略要求，全力推進(jìn)業(yè)務(wù)與經(jīng)營(yíng)的全面建設(shè)，促進(jìn)企業(yè)核心業(yè)務(wù)的全面發(fā)展，建設(shè)全面支撐企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的“智慧供水”應(yīng)用體系?！爸腔酃┧睉?yīng)用體系將構(gòu)建一體化經(jīng)營(yíng)和管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的協(xié)同化、管理的高效化以及決策的智能化。

“智慧供水”應(yīng)用體系涵蓋了企業(yè)的生產(chǎn)鏈、建設(shè)鏈、價(jià)值鏈、服務(wù)鏈、管控鏈的所有環(huán)節(jié)，并分為智慧生產(chǎn)、智慧建設(shè)、智慧經(jīng)營(yíng)、智慧服務(wù)和智慧管控等五大信息平臺(tái)。（見圖1）

圖1“智慧供水”應(yīng)用體系架構(gòu)圖

3.1智慧生產(chǎn)

基于供水企業(yè)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)以及信息化建設(shè)需求，供水企業(yè)智慧生產(chǎn)信息平臺(tái)建設(shè)是圍繞供水生產(chǎn)管理的要求進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，在供水企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃指導(dǎo)下，以確保節(jié)能降耗，確保生產(chǎn)安全、優(yōu)質(zhì)供水。

建設(shè)整合和統(tǒng)一的生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，融合現(xiàn)有的SCADA系統(tǒng)、GIS、科學(xué)調(diào)度系統(tǒng)、二次供水監(jiān)控系統(tǒng)等，建設(shè)成網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化、移動(dòng)化的生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)。建設(shè)水力水質(zhì)模型系統(tǒng)，使其更好地應(yīng)用到指導(dǎo)生產(chǎn)運(yùn)行和調(diào)度，對(duì)水質(zhì)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的監(jiān)控。建設(shè)大數(shù)據(jù)智能分析決策支持系統(tǒng)，建立生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)的主題庫，整理并存儲(chǔ)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，包括原水?dāng)?shù)據(jù)、水廠生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)、管網(wǎng)數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)等，在此基礎(chǔ)之上，做出生產(chǎn)方面的分析與決策的支撐。

3.2智慧建設(shè)

“智慧建設(shè)”的管理平臺(tái)，是服務(wù)于水廠、管道等在建及已竣工工程的管理工作，能夠?qū)崿F(xiàn)工程項(xiàng)目項(xiàng)目全過程的管理與管控，使得與工程建設(shè)相關(guān)的各個(gè)部分之間的信息傳達(dá)保持暢通，使互動(dòng)與協(xié)作更為暢順。

3.3智慧經(jīng)營(yíng)

供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是集輸入、編輯、管理于一體的綜合管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能快速提供準(zhǔn)確的供水管網(wǎng)信息。具有管網(wǎng)數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)快速查詢與統(tǒng)計(jì)、事故緊急處理、模擬分析等功能。借助供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，能夠直觀查清供水管網(wǎng)現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)總體監(jiān)控，提高供水管網(wǎng)的管理效率、質(zhì)量和水平。它將作為供水企業(yè)的最為重要的基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)，為管網(wǎng)管理業(yè)務(wù)、管網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控、工程項(xiàng)目管理、水力水質(zhì)模型系統(tǒng)等業(yè)務(wù)提供地形圖和管網(wǎng)信息服務(wù)。

3.4智慧服務(wù)

建設(shè)智慧供水服務(wù)信息平臺(tái)，加強(qiáng)對(duì)于供水服務(wù)業(yè)務(wù)的管理，持續(xù)提升服務(wù)水平，提供給市民更為優(yōu)質(zhì)的供水服務(wù)，在兼顧經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，為企業(yè)贏得良好的社會(huì)效益。

完善供水服務(wù)體系，滿足社會(huì)用水新需求。完善客戶服務(wù)系統(tǒng)和“一站式”對(duì)外服務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)一步轉(zhuǎn)變服務(wù)理念，豐富對(duì)外服務(wù)工作手段和方式（如用微信等移動(dòng)互動(dòng)的方式），提升對(duì)外服務(wù)水平，提高工作效率，充分利用信息技術(shù)更好地服務(wù)于客戶。同時(shí)，建立社會(huì)監(jiān)督評(píng)價(jià)體系，完善制度，滿足社會(huì)用水新需求。

3.5智慧管控

建設(shè)智慧管控平臺(tái)，加強(qiáng)對(duì)于供水辦公自動(dòng)化等業(yè)務(wù)系統(tǒng)的管理，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)資源有效配置，強(qiáng)化經(jīng)營(yíng)管理，充分利用現(xiàn)有的資源，提高經(jīng)濟(jì)效益，高效確保企業(yè)運(yùn)營(yíng)可持續(xù)發(fā)展。

建立大數(shù)據(jù)智能分析決策支持系統(tǒng)，旨在對(duì)供水企業(yè)整體戰(zhàn)略從上到下層層分解，貫穿生產(chǎn)、客服、管網(wǎng)、綜合財(cái)務(wù)、二級(jí)企業(yè)等諸多環(huán)節(jié)，設(shè)立標(biāo)桿，落實(shí)計(jì)劃執(zhí)行，時(shí)刻跟蹤決策效果，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)數(shù)字化、績(jī)效指標(biāo)可視化，保障供水企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

4　　實(shí)施原則

供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是供水企業(yè)科學(xué)管理的基礎(chǔ)，水力水質(zhì)模型系統(tǒng)是供水企業(yè)科學(xué)管理的核心，大數(shù)據(jù)智能分析決策支持是供水企業(yè)科學(xué)運(yùn)行的利器。

“智慧供水”的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，應(yīng)分階段逐步推進(jìn)。智慧供水建設(shè)需要企業(yè)管理水平與之相適應(yīng)，也將有力促進(jìn)企業(yè)管理水平的提高。

構(gòu)建“智慧供水”系統(tǒng)平臺(tái)，應(yīng)貫徹“整體規(guī)劃、分步實(shí)施”的思想。整體規(guī)劃在規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)平臺(tái)時(shí)要站在頂層設(shè)計(jì)的層面上，從企業(yè)戰(zhàn)略管理的角度出發(fā)，充分考慮到各個(gè)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)間的共享、交換和有機(jī)結(jié)合，使各個(gè)部門之間的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)和銜接更為動(dòng)態(tài)流暢。要成功地開發(fā)水力水質(zhì)模型、科學(xué)調(diào)度、大數(shù)據(jù)智能分析決策支持等系統(tǒng)，必須遵循“整體規(guī)劃、分步實(shí)施”的原則。

5　　效益分析

5.1社會(huì)效益

保障供水安全，是城市供水必須實(shí)現(xiàn)的基本目標(biāo)，對(duì)于維護(hù)穩(wěn)定和構(gòu)建和諧社會(huì)具有重要意義。

提高供水水質(zhì)，對(duì)于人民群眾的生活質(zhì)量和促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的全面發(fā)展具有重要作用。

目前部分水源還存在一定程度的污染情況。針對(duì)這些問題，需要采取相應(yīng)措施，進(jìn)一步提高城鄉(xiāng)供水水質(zhì)，并使城鄉(xiāng)供水滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的需要，確保城鄉(xiāng)居民時(shí)刻都能用上優(yōu)質(zhì)的生活飲用水，構(gòu)建“水幸?！钡拿篮迷妇?。

5.2經(jīng)濟(jì)效益

“智慧供水”的建設(shè)能夠極大提升供水企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量、企業(yè)形象，同時(shí)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，降低經(jīng)營(yíng)管理成本，加快企業(yè)的反應(yīng)速度，為城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)添磚加瓦，更有利于促進(jìn)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有利于創(chuàng)建良好的投資環(huán)境。通過技術(shù)進(jìn)步，加強(qiáng)管理，減少冗員和提高生產(chǎn)效率，進(jìn)一步降低能耗、漏耗和藥耗，節(jié)省運(yùn)行成本。供水企業(yè)須通過資源整合、科學(xué)調(diào)度、自動(dòng)化、信息化，以及設(shè)備優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)控制企業(yè)成本，提高管理效率、勞動(dòng)效率和設(shè)備效率的目的。

6結(jié)語

未來3-5年將是供水企業(yè)跨越式發(fā)展的重要機(jī)遇期，也是實(shí)現(xiàn)由“水安全”向“水幸?！钡霓D(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和移動(dòng)辦公等新技術(shù)應(yīng)用為供水企業(yè)帶來了時(shí)代的變革機(jī)遇。建設(shè) “智慧供水”，提升大數(shù)據(jù)智能分析決策支持水平，成為供水企業(yè)信息化升級(jí)的必由之路。提升企業(yè)一體化管控、精細(xì)化管理能力，全面構(gòu)建“智慧供水”，由“水安全”向“水幸?！鞭D(zhuǎn)化是供水企業(yè)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略目標(biāo)的必然選擇。

［1］城市供水行業(yè)2010年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃和2020年遠(yuǎn)景目標(biāo)［Z］.中華人民共和國(guó)建設(shè)部，城建（2005）179號(hào)文，2005.

［2］邊際.智慧水務(wù)之城鎮(zhèn)供水管理信息系統(tǒng)的構(gòu)建［C］.中國(guó)城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)設(shè)備材料工作委員會(huì)2015年工作會(huì)議暨智慧水務(wù)的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)設(shè)備技術(shù)研討會(huì)資料匯編，2015：1-10.

［3］潘慧.率先實(shí)施大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，加速奔向“智慧廣東”［J］.廣東科技，2015，24（11）：9-12.

唐勇（1965-），男，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)橹腔鬯畡?wù)建設(shè)、水務(wù)大數(shù)據(jù)智能分析。