智慧水務信息化建設新思路

文｜北京慧怡科技有限責任公司

信息化是當今世界發(fā)展的大趨勢，是推動經(jīng)濟社會變革的重要力量，大力推進信息化是覆蓋我國現(xiàn)代化建設的全局性戰(zhàn)略舉措，是落實科學發(fā)展觀、全面建設小康社會、構(gòu)建社會主義和諧社會和創(chuàng)建創(chuàng)新型國家的迫切需要和必然選擇。國務院印發(fā)的《“十三五”國家信息化規(guī)劃》更是給各部門在“十三五”期間構(gòu)建了一個戰(zhàn)略清晰、技術(shù)先進、產(chǎn)業(yè)領先、安全可靠的網(wǎng)絡強國的行動指南。

智慧水務信息化作為智慧城市建設中重要的一環(huán)，是體現(xiàn)智慧城市管理信息化水平的標志之一，為城市的發(fā)展提供更好的數(shù)據(jù)支撐，有效的提升了智慧城市建設和城市宜居能力。但近年來，由于水務行業(yè)受到傳統(tǒng)管理機制與模式的制約，建設很多封閉的管理系統(tǒng)。面對這些客觀存在的問題，加快水務行業(yè)改革步伐，提升供水企業(yè)管理水平，建立標準統(tǒng)一、架構(gòu)規(guī)范、安全可靠的智慧水務信息平臺已開始受到全國越來越多的水務行政主管部門高度重視。

一、智慧水務建設現(xiàn)狀

在信息技術(shù)高速發(fā)展的過程中，我國水務行業(yè)信息化建設經(jīng)歷了從無到有，從局部到全局，從高效用水到高效管水，以及水務管理信息化、多元化發(fā)展的過程，信息化逐步成為水務行業(yè)管理的抓手?？偨Y(jié)來看，水務行業(yè)信息化建設具有明顯的階段性，目前整體上處于第二階段，部分地區(qū)已經(jīng)進入第三階段，并積極探索第四階段應用。

第一階段是信息化應用初級階段，將傳統(tǒng)的業(yè)務管理模式計算機化，僅實現(xiàn)了水費的營收管理及財務管理，典型的代表就是IC 卡智能水表的普及。第二階段是以互聯(lián)互通為基礎，依托計算機網(wǎng)絡技術(shù)加快供管水領域的信息系統(tǒng)建設，圍繞物聯(lián)網(wǎng)水表、數(shù)據(jù)服務平臺、手機移動端、短信平臺等開展惠民業(yè)務服務，同時根據(jù)管理業(yè)務需要，建立管網(wǎng)系統(tǒng)、DMA分區(qū)計量系統(tǒng)、SCADA、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)等，初步實現(xiàn)了水務行業(yè)信息系統(tǒng)自動化應用。第三階段是以區(qū)域協(xié)同為目的，建立智慧水務信息平臺，打破各系統(tǒng)間信息孤島，實現(xiàn)水務行業(yè)信息系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通與共享，從而實現(xiàn)系統(tǒng)間的協(xié)同應用。第四階段繼續(xù)深化智慧水務信息平臺建設，并以此為載體，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)所有業(yè)務數(shù)據(jù)的集中與共享，充分利用大數(shù)據(jù)、AI 技術(shù)為供水部門提供精準的水務信息化服務，為政府提供科學的決策分析。

二、智慧水務信息化建設面臨的問題與挑戰(zhàn)

隨著智慧水務信息化建設的推進，作為建設主體的水務企業(yè)根據(jù)自身的發(fā)展需求，在不同時間、針對不同的業(yè)務應用，各自建立了營業(yè)收費系統(tǒng)、SCADA 系統(tǒng)、管網(wǎng)GIS 系統(tǒng)、DMA分區(qū)計量、水質(zhì)監(jiān)測等一系列的信息系統(tǒng)，這些系統(tǒng)經(jīng)過長期的應用實踐已成為供水管理工作中不可缺少的工具。然而，以信息技術(shù)和專業(yè)領域需求為驅(qū)動的建設理念，雖然在一定程度上促進了水務信息化發(fā)展，但由于標準不統(tǒng)一、架構(gòu)不規(guī)范、各自為戰(zhàn)、技術(shù)之間封閉互斥、亦無安全可言，亂象叢生。

1.水務行業(yè)信息化建設缺乏整體規(guī)劃

各地方水務管理部門需求分析缺少必要的科學理論方法，僅以項目和信息技術(shù)為驅(qū)動，將水務信息化建設作為業(yè)務應用發(fā)展的組成部分來提出，缺乏整體規(guī)劃。更是缺少行業(yè)主管部門制定的智慧水務信息系統(tǒng)建設頂層設計，結(jié)合水務行業(yè)信息化發(fā)展經(jīng)驗，制定具有前瞻性的管理和信息系統(tǒng)規(guī)劃，用云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建可擴展的智慧水務信息平臺，打通行業(yè)內(nèi)信息孤島，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通與共享，增強對供水業(yè)務的運營和監(jiān)管能力，實現(xiàn)城市供水智慧運作，提高供水企業(yè)管理與服務水平。

2.水務行業(yè)信息系統(tǒng)建設標準與規(guī)范難統(tǒng)一

水務信息系統(tǒng)標準研究起步較晚，理論研究相對薄弱，住房和城鄉(xiāng)建設部于2016年底出臺了《智慧水務信息系統(tǒng)建設與應用指南》，但由于近年來水務行業(yè)信息化日新月異的高速發(fā)展，使得行業(yè)標準的建立實難跟上發(fā)展的步伐，加之供水部門和系統(tǒng)廠商信息系統(tǒng)的建設較早或并未參照相關(guān)標準進行系統(tǒng)開發(fā)，最終導致水務信息系統(tǒng)建設使用效果參差不齊。

3.業(yè)務流程不統(tǒng)一、不規(guī)范

很多業(yè)務流程沒有相應的國家統(tǒng)一規(guī)范和要求，各地區(qū)和單位根據(jù)自身需要，自行制定工作規(guī)范和標準，信息不能交換和共享。由于業(yè)務流程不規(guī)范，仍舊保留原始的管理模式，閉門造車，水務行業(yè)信息化僅僅實現(xiàn)了現(xiàn)有管理模式的計算機化。信息不流通、資源不共享，無法通力合作，不能充分發(fā)揮信息系統(tǒng)應有的優(yōu)勢。

4.系統(tǒng)分割、相互獨立

整個水務行業(yè)主管部門缺乏整體統(tǒng)籌，不同部門獨立開展業(yè)務，信息化構(gòu)建目的著力于獨立項目，使得各系統(tǒng)間相互封閉，信息分散，連續(xù)性和協(xié)調(diào)性較差，信息不能充分的共享和交換，導致眾多的“數(shù)據(jù)煙囪”和“信息孤島”的形成，大大制約了智慧水務行業(yè)的信息化發(fā)展。

5.投入不足、技術(shù)人才短缺

資金、技術(shù)和專業(yè)人才匱乏是多年來一直困擾水務信息化發(fā)展的難題之一。一方面水務信息體系建設是復雜的，需要長期建設的系統(tǒng)工程，需要投入大量資金予以支持，而政府在這方面的持續(xù)性投入力度相對較為薄弱；另一方面，水務信息體系建設涉及專業(yè)學科較多，知識系統(tǒng)龐雜，更缺少水務行業(yè)和信息化復合型專業(yè)人才，直接制約了水務信息化的建設應用與發(fā)展。

三、基于GIS 技術(shù)的智慧水務平臺建設思路

隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、傳感器等技術(shù)的普及，如何利用新興技術(shù)，將傳統(tǒng)的SCADA 系統(tǒng)、管網(wǎng)系統(tǒng)、DMA 分區(qū)計量、水質(zhì)監(jiān)測等業(yè)務系統(tǒng)進行有機融合？GIS 技術(shù)就是新型智慧水務平臺建設的連接載體，通過基于GIS 技術(shù)的智慧水務平臺建設，使得這些業(yè)務系統(tǒng)間的邊界越來越模糊?；贕IS 技術(shù)智慧水務信息平臺以“業(yè)務整合、互聯(lián)互通、業(yè)務協(xié)作、融合共享、智能決策”為建設理念，針對區(qū)域內(nèi)管網(wǎng)系統(tǒng)、DMA 分區(qū)計量系統(tǒng)、壓力監(jiān)測系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)、自來水廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)、污水廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)等，構(gòu)建統(tǒng)一智慧水務平臺，實時采集、分析各種生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)智能的生產(chǎn)運行調(diào)度與管理。

1.數(shù)據(jù)采集

該平臺建設主要將生產(chǎn)管理系統(tǒng)對外和對內(nèi)服務管理系統(tǒng)等進行有機融合，開放創(chuàng)新，可以通過直接或者間接的對相關(guān)業(yè)務數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一收集、處理、分析，同時實時監(jiān)控各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程，以更加精細和動態(tài)的方式管理供水系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)管理數(shù)字化、調(diào)度科學化、流程規(guī)范合理化。

2.技術(shù)優(yōu)勢

相比傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)建設，基于GIS 技術(shù)的智慧水務平臺建設，是基于空間模型的表達，這樣的數(shù)據(jù)展示更加直觀、真實，同時這種視覺化的傳輸展示方式遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)圖表展示。對于用戶關(guān)心的某個設備、某組數(shù)據(jù)，在什么位置，空間實體分布情況等，均可以輕松查看，而不用再頻繁的切換系統(tǒng)。還可以基于模型分析對特定數(shù)據(jù)指標在某一個時間及其隨時間的發(fā)展變化過程進行快速分析，并結(jié)合大量數(shù)據(jù)分析與算法，對某個事件的發(fā)生及其隨時間的發(fā)展變化過程進行預警等。

3.展現(xiàn)形式

以Web 服務等形式，將數(shù)據(jù)、生產(chǎn)過程信息覆蓋至系統(tǒng)內(nèi)任何一個角落，從數(shù)據(jù)的監(jiān)測、采集到數(shù)據(jù)的傳輸、存儲，再到數(shù)據(jù)的處理分析，利用結(jié)果進行生產(chǎn)管理和輔助決策等，便于科學快捷地管理水務系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)，提升水務管理和服務的水平，使數(shù)據(jù)展示實現(xiàn)智能化，協(xié)助全體生產(chǎn)管理人員實時了解、分析、控制生產(chǎn)流程中任一環(huán)節(jié)，使生產(chǎn)過程不斷完善、管理水平不斷提高，從而達到“智慧”的目標。

供水行業(yè)應該充分運用GIS 技術(shù)，結(jié)合最先進的信息和通信技術(shù)手段測感、分析整合城市水務系統(tǒng)運行的各項關(guān)鍵信息，注重供水管網(wǎng)移動化、供水綜合信息集成化、供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)服務化、實現(xiàn)城市水務智慧化和科學管理，提高供水企業(yè)的經(jīng)濟和社會效益。