近年來，各大水務在智慧水務領域持續布局，先后在城市供水管網地理信息系統（GIS）建設與水力模型應用，供水管網漏損控制技術，多座污水廠控制系統物聯網整合以及水務生產運營系統構建等諸多方面開展了系列研究，以服務于公司全面實現創新驅動發展的戰略目標。

      智慧水務發展制約瓶頸的突破與實踐

      目前智慧水務發展過程中較關鍵的制約瓶頸是缺少一個規范的水務信息統一管理平臺；一些子系統各自為政，信息的處理和流轉僅局限于本部門，不能在整個水務集團進行很好的共享，信息孤島現象嚴重。此外，絕大所屬企業的信息化建設只完成了傳統的業務流程管理，還遠沒有實現信息化帶動企業現代化的目的；雖然建設了基礎數據庫、積累了大量數據，但是尚不注重數據的整理和挖掘，難以為管控決策有效利用。

      為突破信息孤島的制約因素，水務公司應建立起統一的信息規劃，整合現有的IT資源，不僅要采用標準化的業務系統技術標準，實現業務信息的共享，更為重要的是要搭建全面的管理平臺，實現管理和業務的有機結合。

       2016年，中國節能環保集團有限公司開始水務生產運營系統的建設工作。2018年，在集團層面完成該系統的建設與應用（第一階段），并獲評工信部 “2018大數據產業發展試點示范項目”。這一階段的開發應用任務主要包括從集團水務板塊3家二級公司下屬項目公司總計運營的55座污水廠（城鎮污水處理及工業廢水處理），32座自來水廠及2座水庫中篩選出代表性生產廠站作為試點單位，部署安裝高性能工況數據采集系統，以實現現場數據的實時采集與傳輸，并分類按規則存儲在系統平臺服務器數據庫內。項目公司及二級公司則可按照固定周期，通過水生產大數據分析系統進行運營數據的填寫上報。基于這些日常的海 量生產、運營數據，抽絲剝繭，針對各分析主題，抽象出各數據指標之前的關聯關系，進而找到提升企業運行效率，優化運營KPI指標的關鍵因素，以量化的數據決策的形式呈現給管理人員，幫助各單位優化生產，提高效率，增加行業內競爭力。水生產大數據綜合分析系統上線運行后，減少了各單位 90% 以上的數據匯總展示及問題排查分析的時間。此外對一線生產單位而言，減少了 10% 左右的生產運行成本。

圖  水務生產運營信息系統

      水務生產運營信息系統的建設堅持頂層設計和底層設計“雙輪驅動”的理念，創新提出了“全需求，做減法”的信息化建設思路來進行水生產大數據綜合分析系統中數據字典體系的設計和搭建，并原創提出了管理視圖分析法，明確了在項目活動中各子團隊的基本任務和完成任務的基本思路，并梳理明確了各項任務涉及的數據項目。

     “全需求”：按照系統化思維和結構化方式，通過對業內已經實現的需求進行全面梳理，找到基于業務管理事項本身的“原子級”指標，將大量看似個性化的活動概括、提煉為指標，形成符合MECE（相互獨立，完全窮盡）原則的全指標覆蓋，成為集團水務板塊的“標準字典”；此外建立個數有限的具有普適性、通用性的數據統計分析模型。

      “做減法”：以單個企業或組織為對象，從其實際業務和管理事項出發，篩選滿足客觀需要的必要指標，即從“標準字典”中刪減不必要的指標，形成該企業的個性化指標集合。

      “管理視圖”分析法：在明確項目組內各子團隊在本項目中承擔的基本任務的基礎上，根據各子團隊組織及任務特點完善相關輔助要素，例如：權責分配、資源配置、風險控制、過程管理、文檔管理等，有機融合各子團隊既有管理體系，實現縱向銜接、橫向協調的管理目的，從而達到既統一共性，又彰顯個性的一體化的團隊管理系統。

      通過試點單位的試運行，進行基于前期累積數據的各種綜合分析結論的有效性驗證，根據驗證結果并經過一系列算法優化后，下一階段將在集團水務板塊進行大規模的鋪開和推廣應用水務生產運營信息系統，以期讓所有單位均能夠獲得系統提供的生產及運營優化策略，供管理人員作為重要參考。同時也豐富生產大數據綜合分析系統的基礎數據素材，進而實現綜合化的匯總分析及深度挖掘，由系統的功能模塊得到量化數據策略，為集團水務板塊業務的投資預測、供應商整體評估、生產工藝調整及優化、能耗分析等提供量化數據支撐

       城市供水管網GIS的構建與漏損控制技術研究

       就城市供水而言，智慧水務帶來的價值主要體現在三個方面：一是降低漏損率，通過水表的網格化、實時監控、快速定位管網問題等實現漏損分析，從而降低漏損；二是減少投訴，通過自動抄表杜絕人工抄表導致擾民、“抄不準”、“估值”等現象，提升服務水平，減少投訴；三是通過水質、水壓、溫度等數據的實時回傳，實現精細化、可視化管理，提升管理能力。

       2012年，中環水務下屬湘潭中環著手開展“城市供水系統（湘潭市）安全評價及優化關鍵技術研究與示范”的研究，以構建基于GIS的管網信息化管理數據庫與模型，建立區域管網漏損預警與評估方法，并通過技術集成與工程示范，建立集供水管網的監測、預警、控制與管理的綜合模式。

      項目組成員從2010年便開始針對管網GIS及水力模型應用進行了全面調研，以期借鑒同行成功經驗，規避項目實施的潛在風險，選擇一條適合公司實際情況的管網信息化建設最 佳路徑。

       2013年3月，開始覆蓋全市供水管網探測與水表普查，以及GIS軟件定制開發與工程調試工作，并于同年年底完成工作成果驗收。

       2014年4月，組織完成相關部門工作人員參加管網GIS操作培訓。6月，編制完成管網GIS管理制度，并建立完成基于管網GIS的新建管網探測、移交管網工程、管網數據糾錯及管道搶修等的工作流程。8月，供水管網GIS正式上線運行。

       2015年，開展充分利用現有管網GIS成果，探尋管網漏損率降低突破口的相關工作。針對漏損率較高的小區，開展以壓力控制、DMA分區管理和漏損探測相結合的綜合漏控技術試點研究，為全市建立五大區域 DMA 分區管理模式，探明技術實現途徑。

      目前正在安裝區域監控計量總表；在安裝一定數量區域監控總表安裝的基礎上，將陸續建立管網搶維修、水力模型、SCADA 、水表集抄管理平臺等應用系統，并構建集上述應用系統為一體的管網漏控綜合管理信息系統，使其具備管網歷史漏控數據的管理、DMA分區管理、漏控方案的生成和決策支持等功能，以實時掌控供水系統的異常，做到迅速排查和及時解決



       全球智慧水務發展現狀

       2014-2022年期間，國務院、國家發改委、水利部、住房城鄉建設部等多部門都陸續印發了支持智慧水務行業的發展政策，智慧水務內容涉及發展智能供排水和污水處理、智慧水利、智慧防洪等。這些政策的陸續出臺為水務數字化轉型，對智慧城市建設與智慧水務體系發展提供了相當力度的政策性支撐。例如早在2014年8月國家發改委、住建部等八部委聯合印發《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》，明確提出須將大幅提升水務等公用基礎設施的智能化水平和實現運行管理精 準化、協同化、一體化作為未來發展目標，同時加快建設全過程智能水務管理系統和飲用水安全電子監控系統。在之后《“十四五”規劃和2035遠景目標綱要》中提出“加快數字化發展，建設數字中國”，以及要分級分類推進新型智慧城市建設，將物聯網感知設施、通信系統等納入公共基礎設施統一規劃建設，推進市政公用設施、建筑等物聯網應用和智能化改造。同時，水務行業專項政策也加速推動著企業數字化能力提升。例如中國水協發布的《城鎮水務2035年行業發展規劃綱要》提出智慧水務發展目標、實施路徑與方法。這些政策支撐促進了水務行業的數字化轉型和發展。

      政策紅利的不斷釋放與發酵得到了水務行業的積極反饋。北控、首創等龍頭水務公司均已在數字化水廠、水務管理信息化等業務板塊積極布局。具備研發實力的環保技術公司通過團隊擴充或者外部合作，積極為自己的產品和解決方案增添智能化元素，以智能水質監測儀器、智能水表為代表的智能化設備不斷涌現。與此同時，信息技術巨頭們也紛紛布局中國水務市場，整個產業格局在悄無聲息地醞釀著深刻的變化。華為、阿里、騰訊積極布局組建智慧水務團隊，旨在通過物聯網、人工智能等新興技術驅動水務行業數字化轉型。通訊互聯網巨頭的跨界進軍給智慧水務行業注入了新鮮血液與活力，傳統水務公司不但可以更高效的完成技術轉型升級，同時與其他產業的交叉碰撞也不斷拓展著傳統水務行業的外延，為水務行業提供了全新的商業可能與業務增長點。

      總體而言，我國智慧水務行業正處于整體布局和技術爬坡階段。技術發展階段屬于水務信息數據化階段，現階段的發展重點在于完善底層數據采集 (如水質、資產等數據) 與數據監控存儲系統 (如地理信息系統及SCADA等系統) 。精 準高效的底層數據收集系統是水務系統智能化的必要條件，是數據分析以及決策流程準確性的根本保障。目前國內水務信息化底層建設的開展速度不斷加快，各水務服務商與相關企業在技術發展水準上參差不齊，行業整體仍有很大的上升空間。

      水務企業在建立了基礎數據收集與存儲模塊后，仍可能存在數據孤島問題，數據孤島是限制智慧水務發展的關鍵問題之一。造成數據孤島的原因在于：一是各模塊所使用的軟件系統存在兼容性問題，導致數據無法流通共享；二是數據共享平臺設施搭建仍不完善。只有突破數據互聯共享這一瓶頸才能讓水務系統充分利用多維度信息，實現更高層次的智慧應用。

      此外，在水務信息數據化階段，需要各參與單位對智慧水務體系有統一認知，對智慧水務整體系統的構建保持足夠的大局觀，對水務分析智能化與決策智慧化架構進行頂層設計，在基礎軟硬件設施的方案設計與搭建過程中，保證系統發展的可持續性以及系統的延展性，減少后期系統構建與升級過程中的無效與重復投入。