東部發(fā)達(dá)城市智慧水務(wù)建設(shè)探析

吳宇桐 包鑫如

摘要：在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展，于各傳統(tǒng)行業(yè)運(yùn)用的建設(shè)大背景下，“智慧水務(wù)”的構(gòu)想應(yīng)運(yùn)而生。結(jié)合當(dāng)前水務(wù)發(fā)展遇到的實(shí)際問(wèn)題和國(guó)家戰(zhàn)略部署闡述了智慧水務(wù)的建設(shè)。最后提出應(yīng)落實(shí)發(fā)展信息技術(shù)，加快技術(shù)融合，為智慧城市的建設(shè)添磚加瓦。

關(guān)鍵詞：智慧水務(wù);智能水網(wǎng);水利信息化

中圖分類號(hào)：X321 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）04-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.142

Abstract：With the rapid development of Internet technology and the construction of traditional industries，the concept of “smart water services” has emerged.Based on the actual problems encountered in the current development of water affairs and the national strategic deployment， the construction of smart water affairs was expounded.Finally，it is proposed that the development of information technology should be implemented， technology integration should be accelerated， and the construction of smart cities be added.

Key words：Smart water affairs;Smart water network;Water conservancy informatization

為解決我國(guó)城市化進(jìn)程中暴露的水資源緊缺、水環(huán)境破壞等問(wèn)題，為減輕水務(wù)工作者實(shí)地監(jiān)測(cè)的任務(wù)，“智慧水務(wù)”的構(gòu)想應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)水務(wù)行業(yè)指由原水、供水、節(jié)水、排水、污水處理及水資源回收利用等構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)鏈。智慧水務(wù)建設(shè)則將充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在社會(huì)資源配置中的優(yōu)化和集成作用，以新信息技術(shù)應(yīng)用帶動(dòng)水務(wù)信息化技術(shù)水平的全面提升，以重點(diǎn)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)帶動(dòng)信息化建設(shè)效益的發(fā)揮，為水務(wù)管理的精細(xì)化、智慧化提供信息化技術(shù)支撐，有望成為解決城市水資源問(wèn)題的重要途徑。[1]

1 智慧水務(wù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

當(dāng)前，以物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能技術(shù)為代表的新一代信息技術(shù)正在帶來(lái)第三次信息技術(shù)革命，信息技術(shù)正在與城市基礎(chǔ)設(shè)施相融合。智慧水務(wù)作為智慧城市的重要組成部分，是體現(xiàn)城市管理智能化水平的重要標(biāo)志之一。水務(wù)事業(yè)智慧化的發(fā)展可有效優(yōu)化城市運(yùn)行資源配置、提升政府職能、完善公共服務(wù)。[2]

美國(guó)加州供水公司借助智能水表，收集利用用戶用水?dāng)?shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，智能調(diào)配水資源，實(shí)現(xiàn)了年節(jié)水幅度達(dá)5%。美國(guó)IBM企業(yè)則借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分析改善水質(zhì)，科學(xué)進(jìn)行水分配，提升水行業(yè)運(yùn)營(yíng)效率，實(shí)現(xiàn)智慧水資源管理。韓國(guó)KICT專家推行的區(qū)域化智能水網(wǎng)建設(shè)提高了城市供水效率以及解決了區(qū)域水資源分布不均等問(wèn)題。

我國(guó)國(guó)內(nèi)智慧水務(wù)起步較晚，發(fā)展速度較快。2006年，住建部在《建設(shè)事業(yè)“十一五”規(guī)劃綱要》中明確指出，要研究推廣應(yīng)用信息化關(guān)鍵技術(shù)，推進(jìn)GIS、GPS和RS集成應(yīng)用技術(shù)的研究開發(fā)，提高市政公用事業(yè)管理和服務(wù)的信息化水平首次在國(guó)家層面上提出了引導(dǎo)和促進(jìn)智慧城市健康發(fā)展。2012年，國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見(jiàn)》，嚴(yán)格實(shí)行用水總量控制，城市水務(wù)管理進(jìn)入公眾視野。目前，智慧水務(wù)建設(shè)是根據(jù)各大城市各自的水資源特點(diǎn)及面臨的問(wèn)題進(jìn)行不同方向的研究，例如南方城市較多研究城市防洪排澇過(guò)程及水生態(tài)保護(hù)，北方城市則更多關(guān)注提高水資源的重復(fù)利用率。

2 智慧水務(wù)建設(shè)面臨的問(wèn)題

2.1 水問(wèn)題日趨嚴(yán)峻

我國(guó)城市水災(zāi)害包括城市內(nèi)澇災(zāi)害、水污染災(zāi)害和干旱災(zāi)害、水循環(huán)利用災(zāi)害等。由于我國(guó)地理跨度大，各地水災(zāi)害發(fā)生原因及特征各不相同。根據(jù)資料，從2011～2013年，全國(guó)有超過(guò)360個(gè)城市遭遇內(nèi)澇。其中，約60個(gè)城市單次內(nèi)澇淹水時(shí)間超過(guò)12h，積淹深度超過(guò)0.5m。北京、成都等城市發(fā)生造成嚴(yán)重傷亡的城市內(nèi)澇災(zāi)害。到目前，我國(guó)70%城市排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期仍小于1a，集水排放仍是大部分城市應(yīng)對(duì)城市積淹的辦法。與此同時(shí)，全國(guó)卻有1100多座城市嚴(yán)重缺水。[3]

城市水資源分配不均也急需有效的解決辦法。城市日常生活用水具有較大的不確定性，通過(guò)自來(lái)水廠及給水管網(wǎng)很難做到對(duì)整個(gè)城市各個(gè)地區(qū)的準(zhǔn)確調(diào)控，從而導(dǎo)致水資源得不到有效利用或造成水資源浪費(fèi)等問(wèn)題。

隨著城市化深度進(jìn)行，城市地區(qū)水問(wèn)題成為制約城市發(fā)展的重要因素。預(yù)防水災(zāi)害方面，人們對(duì)于優(yōu)良居住條件變得愈發(fā)重視。水資源利用方面，水資源自然循環(huán)周期長(zhǎng)，短時(shí)間內(nèi)不可再生，具有有限性。城市水務(wù)管理成本持續(xù)上升，政府管理部門、企業(yè)等希望利用新興技術(shù)來(lái)對(duì)水務(wù)運(yùn)營(yíng)進(jìn)行有效管理。

2.2 水務(wù)行業(yè)智能化發(fā)展不協(xié)調(diào)

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，信息技術(shù)發(fā)展迅速。物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能技術(shù)與各行業(yè)深度融合。智能電網(wǎng)、智能交通等智能服務(wù)業(yè)發(fā)揮了較大作用。手機(jī)應(yīng)用提供了廣闊而方便的操作平臺(tái)。但水務(wù)智能化發(fā)展緩慢，水務(wù)信息化方向人才稀缺，與水資源在城市發(fā)展中的支撐作用不協(xié)調(diào)。

2.3 數(shù)據(jù)處理問(wèn)題

以南京市防汛抗旱綜合系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)建立基于南京市政府信息中心提供的云計(jì)算平臺(tái)，其建立時(shí)間為2015年，與南京市水務(wù)局掛牌成立時(shí)間相當(dāng)。在此之前，南京市防辦信息系統(tǒng)與城區(qū)防辦業(yè)務(wù)應(yīng)用相互獨(dú)立，信息數(shù)據(jù)互不相通，且舊系統(tǒng)型號(hào)太老，宕機(jī)事件時(shí)有發(fā)生，造成資料不全，水雨情數(shù)據(jù)連續(xù)性遭到破壞。[4]

此外，水管理需要在智慧城市框架下，與其他城市管理部門相適應(yīng)，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值，避免被動(dòng)服務(wù)，避免數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題，加快與新興技術(shù)融合，提高城市的整體服務(wù)能力。

2.4 認(rèn)知偏差

智慧水務(wù)命題提出于智慧城市的大背景下，其根本是服務(wù)于人民，方便水務(wù)管理。智慧水務(wù)的建設(shè)依賴于信息技術(shù)的發(fā)展，但其本質(zhì)仍是由原水、供水、節(jié)水、排水、污水處理及水資源回收利用等構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)鏈。過(guò)于追求信息技術(shù)而忽視傳統(tǒng)水務(wù)行業(yè)工作易導(dǎo)致城市建設(shè)南轅北轍，脫離實(shí)際。

3 典型城市智慧水務(wù)建設(shè)方案

3.1 北京“4511”水務(wù)信息化綜合體系

“4511”即“防汛、水資源、水環(huán)境和水生態(tài)管理”四大監(jiān)測(cè)體系，“洪水控制體系、水源控制體系、城市供水控制體系、城市排水控制體系、生態(tài)河湖控制體系”五大控制體系、一個(gè)水務(wù)數(shù)據(jù)中心、一個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用體系。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，基于SOA技術(shù)架構(gòu)，對(duì)不同的業(yè)務(wù)進(jìn)行區(qū)別開發(fā)。該體系分為兩大業(yè)務(wù)，“決策指揮”和“公共業(yè)務(wù)”，其中“決策指揮”包括“水務(wù)信息監(jiān)測(cè)與服務(wù)”和“水務(wù)工程建設(shè)與管理”。其預(yù)期效果為建成以水務(wù)局為核心的市水務(wù)信息系統(tǒng)，減輕基層監(jiān)控負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)北京市涉水事務(wù)控制自動(dòng)化，管理協(xié)同化，決策科學(xué)化，服務(wù)主動(dòng)化。[5]

3.2 南京防汛防旱綜合信息系統(tǒng)“兩臺(tái)一庫(kù)”建設(shè)

該系統(tǒng)基于南京市政府服務(wù)云信息平臺(tái)，接入南京市“智慧水務(wù)”系統(tǒng)，采用面向服務(wù)的SOA架構(gòu)體系，遵循“兩個(gè)平臺(tái)，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)”框架，包括業(yè)務(wù)應(yīng)用層，應(yīng)用支撐層，數(shù)據(jù)層和數(shù)據(jù)采集層。其交互界面分為“綜合信息顯示模塊”和“業(yè)務(wù)管理模塊”。系統(tǒng)通過(guò)大數(shù)據(jù)分析、集成，對(duì)城市水資源管理、水利工程管理、水務(wù)水行政、農(nóng)村水利等進(jìn)行數(shù)據(jù)支撐，聯(lián)合市水文局，防辦，供水處，收集氣象水情資料。該系統(tǒng)還開發(fā)相關(guān)手機(jī)應(yīng)用，方便日常數(shù)據(jù)查詢。同時(shí)注重?cái)?shù)據(jù)安全性，保障系統(tǒng)安全運(yùn)行，為“智慧水務(wù)”和“智慧南京”的建設(shè)提供信息資料。[4]

3.3 上海智慧水網(wǎng)建設(shè)

上海市作為特大城市，其水務(wù)部門職能偏重于保障水系統(tǒng)安全，包括水量的平穩(wěn)供給，水質(zhì)的保障，城市防洪防澇等。在此背景下，上海提出了建設(shè)“智能水網(wǎng)”的口號(hào)，通過(guò)信息技術(shù)來(lái)提高水務(wù)精細(xì)化管理水平?！爸悄芩W(wǎng)”是建設(shè)“智慧城市”的重要組成，其下包括有“智慧河網(wǎng)”系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)水質(zhì)，面向公眾提供監(jiān)督舉報(bào)平臺(tái)，對(duì)口“河長(zhǎng)制”建立服務(wù)體系和決策體系?！爸悄芄┧毕到y(tǒng)，對(duì)城市供水過(guò)程進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，對(duì)水資源分配調(diào)度進(jìn)行精細(xì)化管理?！爸悄芊姥础毕到y(tǒng)，建立應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，做到提前預(yù)報(bào)，災(zāi)后智能調(diào)度?！爸悄芩W(wǎng)”預(yù)期基于行政改革體系和水務(wù)管理部門需要，順應(yīng)行業(yè)趨勢(shì)，建立上海水務(wù)大數(shù)據(jù)中心，以滿足人民高質(zhì)量生活水平的需求，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。[6]

3.4 廣州水務(wù)數(shù)據(jù)中心

為解決廣州市水務(wù)行業(yè)數(shù)據(jù)分散問(wèn)題，廣州水務(wù)數(shù)據(jù)中心作為解決方案被提出。其建設(shè)目標(biāo)為“四個(gè)面向”，即“面向廣州市水務(wù)局電子政務(wù)建設(shè);面向全市水務(wù)信息資源集中與規(guī)范管理;面向支持水務(wù)系統(tǒng)和各級(jí)政府部門的信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同;面向服務(wù)社會(huì)公眾的查詢”，其數(shù)據(jù)架構(gòu)分為“基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)管理層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層和門戶層”等五個(gè)層次。綜合來(lái)看，廣州市水務(wù)數(shù)據(jù)中心整合了地區(qū)水務(wù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了水務(wù)數(shù)據(jù)共享，提高了政府服務(wù)水平。[7]

4 建議與對(duì)策

4.1 落實(shí)發(fā)展信息技術(shù)

信息技術(shù)為智慧水務(wù)建設(shè)提供良好的信息化服務(wù)，這種新的信息化數(shù)據(jù)處理模式具有更強(qiáng)的決策力、洞察力和流程優(yōu)化能力。智慧水務(wù)建設(shè)要充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在社會(huì)資源配置中的優(yōu)化和集成作用，全面提升水務(wù)信息化技術(shù)服務(wù)水平，為水務(wù)管理的精細(xì)化、智慧化管理提供技術(shù)支撐，從而取得環(huán)境與社會(huì)效益，更好地服務(wù)民生。

4.2 加快信息融合

智慧水務(wù)的建設(shè)往往是多種因素相互作用的結(jié)果，通過(guò)信息化平臺(tái)的整合，逐步突破經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)知的局限性，改善整體水務(wù)建設(shè)的科學(xué)性。依靠大數(shù)據(jù)平臺(tái)全面利用數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等技術(shù)加快智慧水務(wù)建設(shè)。智慧水務(wù)與城市發(fā)展與建設(shè)的有機(jī)融合，建立涉水行政、民生的公共服務(wù)等，實(shí)現(xiàn)水務(wù)信息資源共建共享，讓社會(huì)公眾體驗(yàn)到智慧水務(wù)的方便、快捷以及人性化，為國(guó)家方針政策的決斷提供可靠的依據(jù)。

5 結(jié)論

隨著全球氣候逐漸惡劣，城市生活環(huán)境不斷惡化，水務(wù)管理將成為城市環(huán)境治理的重要內(nèi)容。現(xiàn)代信息技術(shù)飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)技術(shù)等為政務(wù)部門提供了廣闊的發(fā)展空間。從北京、南京、上海和廣州的智慧水務(wù)建設(shè)上看，數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用以及大數(shù)據(jù)分析是其主要組成。其采用的基礎(chǔ)框架大多相似，代表著“智慧水務(wù)”信息框架樣板大致確立，為今后全國(guó)水務(wù)信息中心的建設(shè)做鋪墊。然而，如何將電腦中的數(shù)據(jù)理論分析切實(shí)結(jié)合到水務(wù)實(shí)際管理上來(lái)，又是一個(gè)難題，需要著一代代水務(wù)人為之探索、奮斗。

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收稿日期：2020-03-02

作者簡(jiǎn)介：吳宇桐（1997-），男，漢族，本科學(xué)歷，研究方向?yàn)樗畡?wù)工程。