淺析水務(wù)企業(yè)大數(shù)據(jù)布局

(1.重慶水務(wù)集團(tuán)股份有限公司客戶服務(wù)分公司，重慶 400015；2.重慶市自來(lái)水有限公司，重慶 400074；3.墊江生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，重慶 408399)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和市場(chǎng)化的發(fā)展，社會(huì)公眾越來(lái)越關(guān)注水源、水質(zhì)、水務(wù)服務(wù)、環(huán)境保護(hù)等與自身息息相關(guān)的問(wèn)題。水務(wù)企業(yè)也相繼實(shí)施建設(shè)了SCDA系統(tǒng)、營(yíng)業(yè)收費(fèi)管理系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)等信息系統(tǒng)，極大地提高了應(yīng)對(duì)水質(zhì)安全等環(huán)境問(wèn)題和水務(wù)企業(yè)的管理水平。基于水務(wù)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行、管理等數(shù)據(jù)，充分利用大數(shù)據(jù)分析及人工智能研究成果，科學(xué)有效地開(kāi)展水資源的合理開(kāi)發(fā)、有效保護(hù)和污水綜合治理，對(duì)提高水務(wù)決策，推動(dòng)水務(wù)企業(yè)業(yè)務(wù)創(chuàng)新、節(jié)能降耗、提質(zhì)增效有重要意義。因此水務(wù)行業(yè)信息化已不僅僅是一種內(nèi)部生產(chǎn)管理手段，更要發(fā)展成為一種智慧型全面服務(wù)社會(huì)的社會(huì)管理手段，企業(yè)布局大數(shù)據(jù)已成為一項(xiàng)刻不容緩的工作。

目前，我國(guó)絕大部分水務(wù)企業(yè)已初步實(shí)現(xiàn)了行政辦公和業(yè)務(wù)管理的信息化，可以進(jìn)行信息存儲(chǔ)、查詢和回溯,水務(wù)信息系統(tǒng)見(jiàn)圖1。隨著社會(huì)管理要求的日益提高，水務(wù)信息化遇到了諸多管理瓶頸，其中以信息孤島最為顯著。物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展將解決這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)資源共享，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度處理，為分析決策提供智能輔助。

圖1 城市水務(wù)信息系統(tǒng)導(dǎo)圖

1 水務(wù)企業(yè)大數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)困境

水務(wù)企業(yè)數(shù)字運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，受到概念不清晰、標(biāo)準(zhǔn)缺失、市場(chǎng)無(wú)序等諸多問(wèn)題的阻礙，水務(wù)行業(yè)的信息化應(yīng)用不足，離大數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)的目標(biāo)相距甚遠(yuǎn)。在大數(shù)據(jù)時(shí)代中，數(shù)據(jù)質(zhì)量的高低、數(shù)據(jù)管控能力的強(qiáng)弱直接影響數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。水務(wù)行業(yè)內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)的釆集效率和準(zhǔn)確度還有所欠缺，行業(yè)中的企業(yè)缺乏完整的數(shù)據(jù)管控策略、組織以及管控流程[1]。人員供需不足也阻礙了水務(wù)大數(shù)據(jù)的發(fā)展與應(yīng)用，而掌握排水、供水、信息技術(shù)的復(fù)合人才嚴(yán)重不足。

1.1 城鎮(zhèn)供水行業(yè)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，水資源合理利用已經(jīng)成為城市發(fā)展不可回避的重要問(wèn)題。在城市化過(guò)程中，供水企業(yè)普遍感受到越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。其具體表現(xiàn)可歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：

a.當(dāng)前供水調(diào)度計(jì)劃主要是由人工對(duì)水廠上報(bào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出的，受人工經(jīng)驗(yàn)的影響較大。原水調(diào)度關(guān)注的是各泵站、水廠的輸水，以滿足城市對(duì)水資源的需求為最終目標(biāo)，忽略了對(duì)能源消耗量、能源使用過(guò)程及去向的關(guān)注，即對(duì)成本的投入考慮較少。

b.供水管網(wǎng)漏損是供水行業(yè)普遍存在的嚴(yán)重問(wèn)題，漏損不僅浪費(fèi)了寶貴的水資源，而且還使供水企業(yè)蒙受巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題[2]。

c.由于水源、水處理工藝、供水設(shè)施等方面的問(wèn)題，城市供水的衛(wèi)生監(jiān)督監(jiān)測(cè)合格率偏低，極少的供水能直接飲用[3]。

d.政府的監(jiān)管法規(guī)不斷完善，用戶對(duì)供水服務(wù)的期望值不斷提高，要求服務(wù)更加全面高效；在解決好上述問(wèn)題的同時(shí)，還要將生產(chǎn)成本控制在合理的范圍內(nèi)。目前已建立的各類專業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，由于涉及部門管理普遍存在信息“孤島”現(xiàn)象、信息互聯(lián)互通效果欠佳，即使在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，也難以實(shí)現(xiàn)信息共享，即使實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)，卻未實(shí)現(xiàn)互通[4]。

1.2 城鎮(zhèn)排水行業(yè)

大部分污水處理廠仍未實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單回路的自動(dòng)控制及基本的遠(yuǎn)程控制，現(xiàn)場(chǎng)控制以人工手動(dòng)為主，導(dǎo)致人力成本及能耗物耗浪費(fèi)。數(shù)據(jù)以人工抄表及手動(dòng)化驗(yàn)為主，設(shè)備檔案是靜態(tài)的，儀表維護(hù)和監(jiān)控不到位，統(tǒng)計(jì)與分析難度大?；谖臋n記錄及紙質(zhì)表單的數(shù)據(jù)管理，無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息共享、智能查詢與統(tǒng)計(jì)分析，造成成本浪費(fèi)。報(bào)表種類繁多，各級(jí)人員關(guān)注角度不同，文檔記錄和紙質(zhì)表單的制作任務(wù)繁重，存在信息共享難、信息查詢時(shí)效低等問(wèn)題。巡檢化驗(yàn)等數(shù)據(jù)成果以文檔記錄或紙質(zhì)報(bào)表的方式上報(bào)，容易造成數(shù)據(jù)丟失，匯總統(tǒng)計(jì)困難。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員缺乏有效的管理。操作員及設(shè)備維護(hù)人員水平參差不齊，流動(dòng)性大。另外，操作員根據(jù)人工指令對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行手動(dòng)操作，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，也容易造成設(shè)備維修誤判與損失，造成人力成本浪費(fèi)[5]。

2 水務(wù)企業(yè)大數(shù)據(jù)實(shí)施路徑

2.1 構(gòu)建組織

規(guī)劃大數(shù)據(jù)的組織保障體系。水務(wù)大數(shù)據(jù)由 “一把手”領(lǐng)導(dǎo)直接負(fù)責(zé)，指定專人和專職團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)建設(shè)。項(xiàng)目建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組和工作機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)進(jìn)行強(qiáng)有力的組織領(lǐng)導(dǎo)和督促檢查。形成職責(zé)分工明確，各方優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的機(jī)制，以推動(dòng)各項(xiàng)工作規(guī)范、協(xié)調(diào)有序地開(kāi)展。高素質(zhì)的隊(duì)伍是水務(wù)大數(shù)據(jù)運(yùn)維的重要保障。一方面，水務(wù)管理業(yè)務(wù)與用戶的需求處于不斷發(fā)展過(guò)程中，要求相關(guān)信息化系統(tǒng)不斷改善、升級(jí)，以滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，并且新一代信息技術(shù)日新月異，需要積累與跟蹤。另一方面，水務(wù)企業(yè)自身的信息化人員配備和技術(shù)能力總體上較弱，對(duì) IT 廠商的售后服務(wù)有較強(qiáng)依賴性。未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，水務(wù)的建設(shè)和持續(xù)、健康的運(yùn)行不僅迫切需要水務(wù)企業(yè)自身技術(shù)團(tuán)隊(duì)、業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)具備充足的知識(shí)和技能，還需要與專業(yè)的第三方科技服務(wù)機(jī)構(gòu)開(kāi)展全面合作。因此要進(jìn)一步擴(kuò)大水務(wù)人才隊(duì)伍的培訓(xùn)，改善人才組成結(jié)構(gòu)。通過(guò)建設(shè)分層的信息化人才培訓(xùn)體系，制定人才培養(yǎng)和交流政策，充分利用各種教育培訓(xùn)資源，形成與水務(wù)信息化進(jìn)程相適應(yīng)的綜合型人才隊(duì)伍[6]。

2.2 設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)

建立大數(shù)據(jù)管控的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、流程標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)架構(gòu)和平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效聯(lián)通的重要環(huán)節(jié)，要進(jìn)行水務(wù)大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化頂層設(shè)計(jì)，建立完善(包括數(shù)據(jù)、技術(shù)、平臺(tái)、管理、安全及應(yīng)用)的大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系，促進(jìn)橫縱互聯(lián)、上下貫通的數(shù)據(jù)系統(tǒng)的建設(shè)。對(duì)公司數(shù)據(jù)資源進(jìn)行梳理和分析，用于指引和指導(dǎo)數(shù)據(jù)資源的生產(chǎn)和加工、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的建設(shè)、數(shù)據(jù)的分析挖掘和利用等，為公司建立 KPI 指標(biāo)體系和決策支持體系提供服務(wù)。同時(shí)也建立大數(shù)據(jù)評(píng)估體系和管控組織保障體系，信息標(biāo)準(zhǔn)總體框架見(jiàn)圖2。

2.3 搭平臺(tái)

搭建完整的大數(shù)據(jù)整體技術(shù)框架平臺(tái)，建設(shè)統(tǒng)一大數(shù)據(jù)平臺(tái)。整個(gè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)包含實(shí)時(shí)計(jì)算、離線計(jì)算、流計(jì)算、存儲(chǔ)和平臺(tái)管理等多個(gè)模塊。在基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)計(jì)算工具之上，借助大數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)套件、可視化展示和智能報(bào)表等為上層算法和應(yīng)用提供便捷工具。實(shí)現(xiàn)與水務(wù)等各板塊數(shù)據(jù)共享交換。完成制水、售水、排水、管網(wǎng)調(diào)度、工程財(cái)務(wù)、HR各板塊的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析，完成績(jī)效考核主題分析，見(jiàn)圖3、圖4。

圖2 信息化標(biāo)準(zhǔn)體系總體架構(gòu)

圖3 水務(wù)大數(shù)據(jù)解決方案及應(yīng)用

圖4 水務(wù)大數(shù)據(jù)中心

2.4 提供服務(wù)

基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、分析、挖掘，并提供數(shù)據(jù)服務(wù)。比如利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，根據(jù)每個(gè)工藝段的指標(biāo)情況、設(shè)備的運(yùn)行效率、設(shè)備的信號(hào)狀態(tài)等，可判斷設(shè)備是正常運(yùn)行還是老化，快速定位設(shè)備、調(diào)整工藝以保證生產(chǎn)安全。對(duì)污水處理廠設(shè)備和工藝等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)幾個(gè)小時(shí)的生產(chǎn)水質(zhì)情況，提前為生產(chǎn)提供參考信息，以便及時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

2.5 建立示范與做推廣

基于大數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)典型業(yè)務(wù)應(yīng)用，構(gòu)建示范能力。評(píng)估示范性應(yīng)用效果，以大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)推廣更多業(yè)務(wù)創(chuàng)新應(yīng)用。圍繞水務(wù)領(lǐng)域開(kāi)展應(yīng)用示范，有效提升水務(wù)運(yùn)營(yíng)和公共服務(wù)的質(zhì)量與效益。

3 大數(shù)據(jù)在水務(wù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用

通過(guò)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)，深度融合水務(wù)行業(yè)，把大數(shù)據(jù)應(yīng)用于公司管理與為民服務(wù)中，創(chuàng)造新型的管理與服務(wù)模式。在數(shù)據(jù)的價(jià)值創(chuàng)造與價(jià)值傳遞過(guò)程中，數(shù)據(jù)將價(jià)值鏈的更多環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)、物資、資金、人才、服務(wù)等資源的優(yōu)化配置，進(jìn)一步提升管理精細(xì)化、為民服務(wù)精準(zhǔn)化目標(biāo)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新，使數(shù)據(jù)處理能力成為引領(lǐng)企業(yè)發(fā)展的新動(dòng)力。

通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，進(jìn)一步優(yōu)化管理。一方面，根據(jù)供水廠、加壓站、調(diào)節(jié)池水位、管網(wǎng)壓力等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與挖掘，建立模型深度學(xué)習(xí)，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，科學(xué)調(diào)度，從而降低漏損率和實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)供水。另一方面，對(duì)污水處理廠各個(gè)關(guān)鍵設(shè)備的振動(dòng)、速度、溫度等指標(biāo)的監(jiān)測(cè)和海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)工藝和設(shè)備故障進(jìn)行診斷，對(duì)出水水質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，加強(qiáng)應(yīng)急處理，從而保障水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。運(yùn)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理精細(xì)化，降本增效，防范安全風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步提升管理水平。

大數(shù)據(jù)的出發(fā)點(diǎn)是以為民服務(wù)為中心，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析，使服務(wù)內(nèi)容及方式更加智能化、個(gè)性化，實(shí)現(xiàn)客戶營(yíng)銷精準(zhǔn)服務(wù)。建立數(shù)據(jù)交換中心，抓取管網(wǎng)地理系統(tǒng)(GIS)、客戶服務(wù)系統(tǒng)、便民服務(wù)系統(tǒng)、供水營(yíng)銷系統(tǒng)等數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，針對(duì)用戶需求，提取用戶知識(shí)特征，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)服務(wù)，提升用戶滿意度。

以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新發(fā)展。根據(jù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的最小單元(如水廠、管網(wǎng))，建立包括但不限于水質(zhì)、水量、電耗、藥耗、供水回收率、漏損率、客戶滿意率等指標(biāo)的 KPI 體系，挖掘降本增效、節(jié)能降耗的生產(chǎn)要素，進(jìn)一步增強(qiáng)公司核心競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，對(duì)生產(chǎn)管理中重、難點(diǎn)問(wèn)題，在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，建立有效數(shù)據(jù)模型，充分利用人工智能，為生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)作指導(dǎo)，為領(lǐng)導(dǎo)決策服務(wù)，實(shí)現(xiàn)公司管理現(xiàn)代化。

通過(guò)建設(shè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)內(nèi)提高水務(wù)公司的工作效率與供排水服務(wù)能力，對(duì)外提高服務(wù)公眾的能力。通過(guò)應(yīng)用大數(shù)據(jù)，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)在“生產(chǎn)運(yùn)行管理”“服務(wù)管理”“管網(wǎng)管理”“安全保障”等方面的應(yīng)用，從民生、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)營(yíng)等角度，對(duì)信息共享、數(shù)據(jù)挖掘等業(yè)務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行問(wèn)題梳理，查缺補(bǔ)漏、快速解決問(wèn)題，達(dá)到提高效率與服務(wù)能力的目的。

4 結(jié) 語(yǔ)

水務(wù)大數(shù)據(jù)化的基本作用就是提高建設(shè)單位的工作效率，降低管理成本。大數(shù)據(jù)技術(shù)的根本驅(qū)動(dòng)力是將信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)分析為信息，將信息提煉為知識(shí)，以知識(shí)促成決策和行動(dòng)[7-8]。通過(guò)在線大數(shù)據(jù)模型和在線智能調(diào)度系統(tǒng)，能夠綜合提升水務(wù)公司的運(yùn)行水平，使其對(duì)生產(chǎn)控制更精確、問(wèn)題發(fā)現(xiàn)更及時(shí)、事件處理更妥當(dāng)、危機(jī)預(yù)防更完備。同時(shí)也能更科學(xué)、精細(xì)地進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化，從而降低運(yùn)行能耗和產(chǎn)銷差。