現階段智慧水務(wù)發(fā)展仍處于初級階段，存在較多問(wèn)題，然而智慧水務(wù)作為智慧城市建設的重要環(huán)節，其在未來(lái)發(fā)揮的作用將越來(lái)越凸顯，提高企業(yè)運營(yíng)管理效率，提升城市居民生活幸福質(zhì)量，相信在不久的將來(lái)，智慧水務(wù)市場(chǎng)空間將呈現爆發(fā)式增長(cháng)。
01 智慧水務(wù)
基本定義：
智慧水務(wù)指利用物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感、云計算、大數據等技術(shù)對供水、排水、節水、污水處理、防洪等水務(wù)環(huán)節進(jìn)行智慧化管理。通過(guò)結合傳感器、通信網(wǎng)絡(luò )、水務(wù)信息系統提高水務(wù)信息化水平，實(shí)現水務(wù)管理協(xié)同化、水資源利用高效化、水務(wù)服務(wù)便捷化。
發(fā)展背景：
2008年，智慧地球概念被首次提出，由物聯(lián)化、互聯(lián)化和智能化三要素組成。之后越來(lái)越多的城市將電、水、氣等公共服務(wù)資源進(jìn)行科學(xué)化管理，以數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化為發(fā)展目標，努力地改善管理及服務(wù)，使市民的日常生活更加便捷，為人類(lèi)生存環(huán)境的優(yōu)化提供幫助。
2010年，IBM正式提出了“智慧的城市”愿景，其中包含六個(gè)核心系統:組織(人)、業(yè)務(wù)/政務(wù)、交通、通訊、水和能源;后來(lái)“智慧地球”、“智慧城市”、“工業(yè)4.0”、黨的十九大以來(lái)圍繞“三去一降一補”等發(fā)展理念需要補齊城市基礎設施建設的短板、改善民生，而“智慧水務(wù)”正當其時(shí)。
大體來(lái)看我國智慧水務(wù)技術(shù)背景發(fā)展主要分三個(gè)階段，從1.0初步發(fā)展期到2.0穩定發(fā)展期再到3.0快速發(fā)展期，經(jīng)歷了數字化-智能化-智慧化的蛻變，在技術(shù)和驅動(dòng)力等方面也實(shí)現突飛猛進(jìn)式的發(fā)展。
構建目標及系統構成：
構建目標：對于城市來(lái)說(shuō)，智慧水務(wù)系統能夠實(shí)現城市給排水、防洪、保護水資源等業(yè)務(wù)運營(yíng)的協(xié)同化管理，同時(shí)搭建統一的門(mén)戶(hù)平臺，社會(huì )公眾可隨時(shí)查詢(xún)需要的水務(wù)信息，能夠改進(jìn)服務(wù)方式，提高服務(wù)水平；對于企業(yè)來(lái)說(shuō)，智慧水務(wù)系統能夠實(shí)時(shí)監控、統計分析水質(zhì)、供水管網(wǎng)，實(shí)現供水、用水情況，合理調配資源，實(shí)現資源高效化利用，同時(shí)能夠深層挖掘水利大數據，為水務(wù)業(yè)務(wù)的發(fā)展提供支持，提高決策的準確性。
系統構成：智慧水務(wù)系統由智慧給水系統、智慧排水系統、智慧防洪系統、智慧污水回用系統、智慧節水系統等子系統構成，同時(shí)每個(gè)子系統又有如水源監控系統等眾多的子系統，共同構成智慧水務(wù)這個(gè)大系統。
技術(shù)架構：
智慧水務(wù)技術(shù)架構包括信息安全、標準規范、業(yè)務(wù)應用、大數據中心、信息采集和基礎設施。信息采集是智慧水務(wù)“感覺(jué)系統”，助力監測網(wǎng)絡(luò )對涉水對象及其環(huán)境信息的感知和接收。
核心技術(shù)：
智慧水務(wù)核心技術(shù)包括物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感、云計算、大數據、人工智能等。各項核心技術(shù)運用于智慧抄表、管網(wǎng)優(yōu)化設計等業(yè)務(wù)領(lǐng)域，能夠顯著(zhù)提升水務(wù)管理及運營(yíng)效率。
產(chǎn)業(yè)鏈：
智慧水務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的水表供應商、閥門(mén)供應商、水泵供應商，分別為下游的系統集成服務(wù)商提供水表、閥門(mén)、水泵等硬件設備；中游的自動(dòng)化方案服務(wù)商、智能技術(shù)服務(wù)商，為下游的系統集成服務(wù)商提供設備自動(dòng)化解決方案，下游的系統集成服務(wù)商，提供物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感、云計算、大數據、地理信息系統（GIS）、建筑信息管理（BIM）、人工智能等技術(shù)服務(wù)，為最終用戶(hù)提供智慧水務(wù)應用服務(wù)。
02 驅動(dòng)因素和制約因素
驅動(dòng)因素
因素一：政策引導，地區響應。
自2015年“水十條”發(fā)布以來(lái)，水利部門(mén)先后印發(fā)多項政策，意在推動(dòng)水務(wù)工作智慧化進(jìn)程，各地積極相應，如火如荼地推進(jìn)智慧水務(wù)建設進(jìn)程，其中，深圳市建設重點(diǎn)集中在軟件管理系統和硬件產(chǎn)品運用；上海市實(shí)行合同節水管理；浙江臺州市的智慧水務(wù)項目成為省內典范。
因素二：市場(chǎng)充足，空間廣闊。
據不完全統計，截至2020年6月，我國新注冊成立在業(yè)水務(wù)公司37600家，智慧水務(wù)的水務(wù)公司潛在客戶(hù)市場(chǎng)大，未來(lái)有很大的開(kāi)拓空間。中國水務(wù)市場(chǎng)規模從2014年的65.6億元增長(cháng)至2018年的86億元，年復合增長(cháng)率達7.0%。近期來(lái)看，有關(guān)機構預測智慧水務(wù)市場(chǎng)規模將進(jìn)一步擴大，預計至2023年，中國智慧水務(wù)市場(chǎng)規模將達到251億元，遠期來(lái)看，智慧水務(wù)市場(chǎng)空間充足，可達3000億元，市場(chǎng)空間提升廣闊。
因素三：技術(shù)推動(dòng)，信息重塑。
不斷革新的技術(shù)和海量的信息數據資源將推動(dòng)智慧水務(wù)的快速發(fā)展，水務(wù)企業(yè)（單位）將通過(guò)大數據、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)不斷提升信息化水平，實(shí)現數據資源的重塑和利用。例如在“智水蘇州”項目中，智慧河湖監管業(yè)務(wù)系統通過(guò)計算機視覺(jué)技術(shù)、人工智能、大數據等技術(shù)，在很多水務(wù)場(chǎng)景發(fā)揮作用，像內澇積水測量、排口偷排檢測、水體違法占用、藍藻監測等場(chǎng)景，實(shí)現了水務(wù)信息的實(shí)時(shí)監控和動(dòng)態(tài)采集、調度以及遠程管理方面，并利用水務(wù)專(zhuān)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)實(shí)現完成相關(guān)設備標定、管理以及監控，提高運營(yíng)監管效率，實(shí)現了智能化決策。
制約因素
因素一：數據孤島，信息雜亂。
水務(wù)數據在智慧水務(wù)應用項目中起著(zhù)關(guān)鍵作用，現階段，水務(wù)數據問(wèn)題突出，“數據孤島”現象嚴重，水務(wù)數據不完善、不精致、不及時(shí)、兼容性差等問(wèn)題日漸突出，信息繁雜無(wú)章，如一些水務(wù)企業(yè)在未建立GIS地理信息系統的情況下，無(wú)法及時(shí)、精準地獲取管網(wǎng)、水表、水泵等設備的狀態(tài)信息數據、地理信息數據，同時(shí)水務(wù)數據尚未實(shí)現大規?；ヂ?lián)互通，水務(wù)數據類(lèi)型繁多，規模龐大，城市水務(wù)規劃兼容性不佳，水務(wù)資源整合難度較大，難以實(shí)現大規?；ヂ?lián)互通，假如將龐大歷史數據從原有系統轉移至新模塊數據庫時(shí)，新模塊數據庫系統將會(huì )出現運行緩慢、數據丟失等各類(lèi)問(wèn)題。這些問(wèn)題對智慧水務(wù)的升級發(fā)展產(chǎn)生明顯負面影響，嚴重制約智慧水務(wù)行業(yè)的發(fā)展。
因素二：人才短缺，驅動(dòng)薄弱。
智慧水務(wù)對人才要求較高，行業(yè)缺失復合型人才。從業(yè)人員既要掌握互聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算等智能技術(shù)，又需要掌握水務(wù)領(lǐng)域的基本運營(yíng)管理、工藝種類(lèi)、工藝設備等知識?，F階段，具備復合專(zhuān)業(yè)能力的智慧水務(wù)人才不足，從業(yè)人員無(wú)法切實(shí)滿(mǎn)足智慧水務(wù)項目的技術(shù)應用需求，智慧水務(wù)行業(yè)人才驅動(dòng)力薄弱，不利于行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。
03 實(shí)際應用
企業(yè)應用：
深圳水務(wù)集團重視信息化和數字化建設，從2018年開(kāi)始重新編制智慧水務(wù)的頂層設計，總結出一套從頂層設計到項目實(shí)施全流程的建設方法，保障智慧水務(wù)規劃完整、架構先進(jìn)、基礎牢固、切合業(yè)務(wù)。
首先做頂層的規劃設計；然后整理數據，即管控數據質(zhì)量，提高數據治理水平；接著(zhù)搭建綜合性的信息平臺，整合各個(gè)小散信息系統，打通業(yè)務(wù)部門(mén)之間的信息壁壘；之后找出應用場(chǎng)景，從業(yè)務(wù)應用中挖掘數據和平臺的價(jià)值；最后協(xié)同業(yè)務(wù)部共同建設、共同創(chuàng )新，實(shí)現了智慧水務(wù)在短時(shí)間內得到快速應用，取得了超越預設的效果。
深圳水務(wù)集團現已經(jīng)實(shí)現調度、生產(chǎn)、管網(wǎng)、營(yíng)銷(xiāo)和客服數字化，全方位支撐城市的供水、排水、水環(huán)境等核心業(yè)務(wù)，推動(dòng)業(yè)務(wù)流程和組織架構的優(yōu)化，全面提升集團的運營(yíng)能力，數字化運營(yíng)和智慧化決策開(kāi)始顯現出一定成效。
● 實(shí)踐一：
綜合調度平臺在實(shí)際生產(chǎn)運營(yíng)調度指揮工作中發(fā)揮了非常重要的技術(shù)支撐保障作用，通過(guò)全要素的數字化管控模式，把深圳河涉及的所有設施、要素進(jìn)行梳理，設計預警和處置流程，然后進(jìn)行數字化實(shí)現。
● 實(shí)踐二：
深圳水務(wù)集團從數字技術(shù)出發(fā)，構建了從源頭到用戶(hù)水龍頭的全流程數字化管控系統，使得深圳市鹽田區在2018年實(shí)現了全區的自來(lái)水直飲。通過(guò)智能感知對供水全流程、全要素進(jìn)行風(fēng)險管控，按照HACCP的風(fēng)險識別與分析體系進(jìn)行水質(zhì)管控；應用供水水力水質(zhì)在線(xiàn)模型進(jìn)行輔助預測、分析、診斷、處置爆管和水質(zhì)突變等異常事件；GIS系統時(shí)空大數據與算法相結合，探索爆管預測與定位、管網(wǎng)狀態(tài)診斷、管網(wǎng)水質(zhì)分析等應用。通過(guò)鹽田直飲水數字化管控系統，實(shí)現從“源頭到龍頭”水質(zhì)安全監管一張圖管理。
城市應用：
2016年起，蘇州開(kāi)始推行數字化水務(wù)創(chuàng )新，基于實(shí)際情況，政府規劃引入智慧水務(wù)平臺，基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據、人工智能等新興信息技術(shù)，以“智慧驅動(dòng)、精準治理”為理念，通過(guò)構建感知與仿真、決策與預警、調度與控制三大核心能力，實(shí)現感知全天候、業(yè)務(wù)全覆蓋、監控全過(guò)程，建設以科學(xué)治水、精準治水、依法治水、全民治水為核心的“智水蘇州”智慧水利水務(wù)樣板。
“智水蘇州”的項目理念提出后，蘇州市基于未來(lái)發(fā)展趨勢的判斷，隨后緊密出爐了智慧水務(wù)框架，對“智水蘇州”項目提出“急用先建，適度超前”的基本思路。
產(chǎn)生效益：
對于企業(yè)來(lái)說(shuō)，智慧水務(wù)能夠降低企業(yè)運營(yíng)成本，節省大量人力、物力、財力，降低事故風(fēng)險隱患，及時(shí)對異常情況進(jìn)行預警，快速響應處理，實(shí)現信息數據之間的聯(lián)動(dòng)，打通各個(gè)業(yè)務(wù)流程環(huán)節，實(shí)現各個(gè)系統之間的數據共享，實(shí)現企業(yè)智慧決策，深度挖掘水務(wù)數據，發(fā)揮數據智慧決策能力，為企業(yè)業(yè)務(wù)管理提供快速、有效的決策支撐；對于城市來(lái)說(shuō)，智慧水務(wù)能夠提供水務(wù)工作效率，促進(jìn)城市水務(wù)工作高效開(kāi)展，提供便利的民生服務(wù)，提高居民用水安全和供水質(zhì)量，促進(jìn)智慧城市建立，能夠為智慧城市節約環(huán)保、生態(tài)宜居提供基礎保障，推動(dòng)社會(huì )和諧發(fā)展，提高人民的生活質(zhì)量，推動(dòng)社會(huì )穩定發(fā)展以及構建和諧社會(huì )。
04 發(fā)展趨勢
趨勢一：“供排污”一體化智慧管控系統成為行業(yè)重要發(fā)展趨勢。
“供排污”一體化是指通過(guò)整合、優(yōu)化供水、排水、污水處理等方面的人力、管理、技術(shù)資源，發(fā)揮協(xié)同管理效應，顯著(zhù)提高水務(wù)管理效率。
近年來(lái)，全國各地積極響應國家號召，推進(jìn)生態(tài)環(huán)境治理體系和治理能力現代化，而“供排污”一體化改革是其中一項重要任務(wù)，各地政府也以破解“九龍治水”困局的魄力，勇闖改革“深水區”，實(shí)現“供排污”一體化；多個(gè)地區水務(wù)公司也陸續開(kāi)展“供排污”一體化工作，在“供排污”一體化發(fā)展日益加快的背景下，“供排污”一體化智慧管理系統的應用需求亦不斷增長(cháng)，在智慧管理平臺系統開(kāi)發(fā)、搭建與運維等方面具有豐富經(jīng)驗的專(zhuān)家表示，發(fā)展“供排污”一體化智慧管理系統是智慧水務(wù)行業(yè)發(fā)展的重要趨勢。
趨勢二：智慧水務(wù)逐漸融合于智慧城市發(fā)展體系。
智慧水務(wù)是智慧城市的重要組成部分，智慧水務(wù)通過(guò)提高城市供水、排水、污水處理系統的智慧化水平來(lái)打造智慧水環(huán)境，有力推動(dòng)城市生態(tài)文明建設，促進(jìn)智慧城市進(jìn)一步升級發(fā)展，同時(shí)智慧水務(wù)將逐步融合于智慧城市發(fā)展體系，其在智慧城市建設中的重要性將逐步提升。
“水電氣熱”四表合一抄收系統是智慧是水務(wù)融合于智慧城市發(fā)展體系的重要體現。同時(shí)“水電氣熱”四表合一抄收系統應用推廣步伐也逐步加快，在試點(diǎn)應用方案中，抄收系統接入客戶(hù)，實(shí)現聯(lián)合檔案管理、聯(lián)合抄表、賬單合并與發(fā)布、聯(lián)合收費及清分結算等功能，為客戶(hù)提供一站式收費服務(wù)，大幅度提升服務(wù)的便利程度。
趨勢三：智慧水務(wù)將進(jìn)一步提升消費者在線(xiàn)互動(dòng)能力。
客戶(hù)服務(wù)是智慧水務(wù)平臺的重要服務(wù)內容之一，在物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算、人工智能等智能技術(shù)賦能下，智慧水務(wù)平臺與消費者在線(xiàn)互動(dòng)能力將進(jìn)一步提升，客戶(hù)服務(wù)質(zhì)量將會(huì )實(shí)現質(zhì)的提高。
在NB-loT、LoRa等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)幫助下，水務(wù)公司可以便捷獲取水表、閥門(mén)等設備連接信息，抄表水費管理效率顯著(zhù)提升，定期通過(guò)PC端、手機端的網(wǎng)頁(yè)、APP、公眾號等渠道將賬單發(fā)送至消費者處，當設備探測出漏失、堵塞、污染等情況時(shí)，水務(wù)公司還可以及時(shí)將設備故障或異常情況向消費者匯報，客戶(hù)服務(wù)質(zhì)量進(jìn)一步提高。
05 發(fā)展建議
建議一：做好頂層設計，建立制度機制。
科學(xué)合理制定“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧水務(wù)總體實(shí)施規劃，充分考慮“互聯(lián)網(wǎng)+”智能水務(wù)對未來(lái)發(fā)展的影響，建設具備較大兼容性和適應性智慧水務(wù)系統；完善相應管理機構，配備落實(shí)技術(shù)、業(yè)務(wù)、管理等方面的人員，建立各職能部門(mén)之間信息數據共享制度以及相對應的保障制度，明確信息使用權限，建立查詢(xún)、使用留痕的技術(shù)保障手段，防止信息被盜用、濫用。
建議二：完善基礎設施，加強數據應用。
構建集基礎地理數據、監測數據、業(yè)務(wù)數據于一體的水務(wù)數據中心，應用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數據等技術(shù)，打造集水廠(chǎng)監控、管網(wǎng)監控、二供監控、DMA漏損管控、營(yíng)收管理、綜合調度等于一體的智慧供水管理平臺，建立一套統一的數據標準和管理標準，形成規范化的數據結構與服務(wù)接口，實(shí)現標準數據的高效采集與利用，便于多系統之間的數據融合、共享、交換，加強數據信息等資源的實(shí)際應用，同時(shí)消除內部的“數據孤島”。
建議三：加強技術(shù)研發(fā)，加大資金投入。
我國智慧水務(wù)發(fā)展還處于初級階段，信息技術(shù)人員的技術(shù)水平較為落后，因此水務(wù)企業(yè)需要加強技術(shù)的研究，吸引更多的優(yōu)秀技術(shù)人才，打造專(zhuān)業(yè)的技術(shù)團隊，提高信息技術(shù)水平，從而推動(dòng)行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展；同時(shí)地方政府應加大資金投入，建立并完善相應的物聯(lián)網(wǎng)設施，從而對城市水環(huán)境質(zhì)量、供排水管網(wǎng)質(zhì)量等實(shí)施監控，并將信息內容及時(shí)傳送到智慧水務(wù)信息共享平臺，其次政府應加大工作人員在智慧水務(wù)系統應用上的培養，形成相配套的業(yè)務(wù)管理、信息技術(shù)、建設管理等復合人才培養機制。
