水務(wù)企業(yè)建立智慧水務(wù)體系

陳 頡，郝 華

（中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津 300381）

0 概述

1）智慧水務(wù)的含義

所謂智慧水務(wù)，指的是通過互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)等實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備監(jiān)控城市管網(wǎng)供水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并且通過數(shù)字技術(shù)將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為可視化圖形，呈現(xiàn)出水務(wù)管理企業(yè)與供排水設(shè)施的狀態(tài)，打造“城市水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)。系統(tǒng)可以處理大量實(shí)時(shí)城市水務(wù)狀態(tài)信息，會自動顯示處理結(jié)果以及問題處理意見，形成更加動態(tài)、實(shí)時(shí)、科學(xué)化的管理整個(gè)水務(wù)系統(tǒng)的工作流程，形成“智慧”水務(wù)系統(tǒng)。

2）智慧水務(wù)的理念

智慧水務(wù)是水務(wù)行業(yè)的一次技術(shù)變革，水務(wù)企業(yè)結(jié)合信息化技術(shù)，突破傳統(tǒng)形式的運(yùn)行方式，以更加科學(xué)、快捷、智能的形式運(yùn)作整個(gè)系統(tǒng)。水務(wù)系統(tǒng)核心理念包括4個(gè)部分，其中“傳感”是整個(gè)智慧水務(wù)系統(tǒng)的核心組成部分，其指的是運(yùn)用各環(huán)節(jié)安置的傳感器并與物聯(lián)網(wǎng)相融合，共同組成智慧水務(wù)系統(tǒng)。傳感器可以采集大量實(shí)時(shí)信息，并通過互聯(lián)網(wǎng)使數(shù)據(jù)可視化，以此建立智慧水務(wù)的核心部分；“智能”指的是水廠使用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理模型或者軟件，應(yīng)用計(jì)算機(jī)等設(shè)備對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、篩選、分析等，利用有效的信息提升水廠管理決策能力；“協(xié)助”指的是在水務(wù)處理過程的每個(gè)關(guān)節(jié)間相互協(xié)作運(yùn)行的關(guān)系，將整個(gè)水務(wù)系統(tǒng)有機(jī)合理地整合起來，可以極大提升水廠企業(yè)在業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)處理、管理層決策等方面的運(yùn)行效率。

1 建立智慧水務(wù)的組成部分

建立智慧水務(wù)大致要完善4個(gè)部分，分別是設(shè)備管理、在線監(jiān)測、模型決策、綜合處理，下面分別對這4部分做出簡要闡述說明。

1.1 設(shè)備管理

城市供水設(shè)備大部分埋藏于地下，數(shù)量龐大，結(jié)構(gòu)錯(cuò)綜復(fù)雜，并且隨著時(shí)間的推移城市管道也在不斷地完善或更替。在水廠考慮智慧設(shè)備時(shí)需要考慮建設(shè)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，使用高效率的存儲設(shè)備，可以對天氣、水流、管道網(wǎng)絡(luò)更替等數(shù)據(jù)進(jìn)行高速存儲，確保相關(guān)數(shù)據(jù)的完整有效，為智慧水務(wù)提供數(shù)據(jù)平臺。考慮到水務(wù)系統(tǒng)的特征，水務(wù)數(shù)據(jù)庫應(yīng)該遵守以下幾點(diǎn)基本原則：數(shù)據(jù)共享原則、數(shù)據(jù)可查詢原則、數(shù)據(jù)穩(wěn)定性原則等。

1.2 在線監(jiān)測

利用無線電監(jiān)測技術(shù)，對水務(wù)管道等設(shè)施實(shí)施多點(diǎn)位、高頻次的數(shù)據(jù)監(jiān)測。這樣做的好處是可以真實(shí)地反應(yīng)出管道網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)狀況或者及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道破裂等嚴(yán)重問題，可以做出及時(shí)應(yīng)對措施，并且還可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘和分析，對水務(wù)系統(tǒng)長期供水狀況做出周期性及典型案例分析。此外，還可以對管道網(wǎng)絡(luò)做出短期檢測，對潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警。此外，將收集到的大量數(shù)據(jù)與GIS結(jié)合，可以通過頁面可視化呈現(xiàn)在工作人員面前，還可以支持歷史數(shù)據(jù)的調(diào)取存儲管理，對相關(guān)工作人員把握實(shí)時(shí)情況進(jìn)行有效及時(shí)的決策應(yīng)對有很大幫助。

1.3 模型決策

管理水務(wù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的智慧模型有很多，國外一些國家供水系統(tǒng)通常會使用Cybernet等，排水模型通常會使用MOUSE、SWMM等。因此，國內(nèi)在水廠供排水處理的時(shí)候需要考慮與國際相同口徑，方便統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。對模型的要求是方便、運(yùn)行速度快、可處理數(shù)據(jù)量大，一般情況下智慧水務(wù)模型以底層模型為主。一般國內(nèi)水廠供排水對模型的應(yīng)用原因有以下3方面：現(xiàn)狀評估與問題診斷、輔助決策、輔助管控。通過模型，水廠及污水廠可以有效及時(shí)地做出科學(xué)化的決策。

1.4 綜合處理

基于前文3個(gè)組成部分，使用C/S、B/S的混合架構(gòu)，對水務(wù)管理的重要流程進(jìn)行優(yōu)化處理，搭建智慧化水務(wù)管理平臺，打造標(biāo)準(zhǔn)化智慧水務(wù)管理模式，為水廠或污水處理廠的生產(chǎn)經(jīng)營、訓(xùn)練保護(hù)、防洪排水應(yīng)急、城市供排水等處理提供科學(xué)化管理工具。其中，C/S實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)信息的動態(tài)保護(hù)與復(fù)雜模擬，由數(shù)據(jù)維護(hù)人員處理；B/S是業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化與精細(xì)化管理，由業(yè)務(wù)人員管理。

2 建立智慧水務(wù)的相關(guān)建議

2.1 規(guī)劃階段

規(guī)劃階段指的是水廠遵循預(yù)見性、針對性及實(shí)用性等原則對智慧水務(wù)進(jìn)行規(guī)劃，明確目的、制定細(xì)節(jié)、評估預(yù)算、預(yù)計(jì)完工時(shí)間。這些都為水廠打造智慧水務(wù)提供重要保障。

2.2 建設(shè)階段

建設(shè)階段指的是在完成規(guī)劃階段之后，水廠才真正進(jìn)入到建設(shè)智慧型水務(wù)方面，此階段主要分為4個(gè)方面。第一，管道網(wǎng)絡(luò)的普查和資產(chǎn)管理階段，主要由測繪人員實(shí)施開展整體管網(wǎng)的測量，由其他工作人員對資產(chǎn)資料進(jìn)行整合歸納，制定實(shí)施方案，對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，組建可視化數(shù)據(jù)庫；第二，水務(wù)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)組建階段，對于整個(gè)業(yè)務(wù)流程實(shí)施數(shù)字化管理，收集數(shù)據(jù)、篩選數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，通過科學(xué)化處理后的數(shù)據(jù)可以使整個(gè)業(yè)務(wù)流程更加透明；第三，在線監(jiān)測與模擬階段。此階段要完成對整個(gè)城市管網(wǎng)布局的設(shè)計(jì)，并通過模型軟件呈現(xiàn)出來，再通過模型進(jìn)行分析評估，找出存在的問題及風(fēng)險(xiǎn)；第四，業(yè)務(wù)運(yùn)行與決策階段，經(jīng)過以上3個(gè)階段，形成動態(tài)化數(shù)據(jù)處理體系，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化運(yùn)行，為應(yīng)對城市內(nèi)澇等應(yīng)急措施做出決策。

3 總結(jié)

在整個(gè)智慧水務(wù)建設(shè)、實(shí)施過程中，水廠需要強(qiáng)化信息化專業(yè)程度的建設(shè)，符合本地實(shí)際具體情況，歸納總結(jié)智慧水務(wù)的頂層設(shè)計(jì)方案與實(shí)施技術(shù)路線，不要只單純引進(jìn)“智慧”“信息化”等名詞，浮于表面而沒有真真切切的理解、落實(shí)智慧水務(wù)的理念。在智慧水務(wù)整體建設(shè)工程中要關(guān)注數(shù)據(jù)的收集、管理、維護(hù)以及對數(shù)據(jù)的實(shí)施監(jiān)測等，努力建設(shè)一套完整、科學(xué)的智慧水務(wù)管理系統(tǒng)。與此同時(shí)，相關(guān)單位還要培養(yǎng)一批具備專業(yè)技能的員工隊(duì)伍，對相關(guān)智慧軟件進(jìn)行不斷更新及彌補(bǔ)存在的漏洞，真正的將“水務(wù)”與“智慧”相結(jié)合，而不是夸夸而談，切實(shí)提升水廠及污水處理廠的城市供排水的能力，提高企業(yè)運(yùn)行管理及科學(xué)做出應(yīng)急決策的能力。未來，各行各業(yè)都會與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，使每個(gè)業(yè)務(wù)流程都變成“智慧型”，通過對大數(shù)據(jù)的分析、判斷、決策，可以對突發(fā)事件做出最合理的判斷，同時(shí)也可以極大釋放人力資源，“智慧水務(wù)”是未來發(fā)展的趨勢。