目前，基于信息化技術(shù)的“智慧化解決方案”在我國水司的應(yīng)用主要有以下內(nèi)容：SCADA 系統(tǒng)，包含水量、水壓、水質(zhì)和水位等數(shù)據(jù)。營業(yè)收費系統(tǒng)，包含用戶、用水類型、水費繳納等數(shù)據(jù)。GIS 系統(tǒng)（地理信息系統(tǒng)），包含管道、閥門、流量計等資產(chǎn)空間數(shù)據(jù)。維修養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，包含管道巡檢、現(xiàn)場維修、泄漏修復(fù)、管道更換、工單派發(fā)等信息?？蛻舴?wù)熱線系統(tǒng)，包含客戶投訴、報修、偷漏水舉報等數(shù)據(jù)。

雖然信息化技術(shù)在我國水司的應(yīng)用已經(jīng)日益廣泛，但仍存在一些問題：

第一，規(guī)劃不到位，缺乏戰(zhàn)略性、整體性和前瞻性的IT 規(guī)劃，“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的現(xiàn)象比較突出。

第二，重硬件輕軟件，信息孤島問題嚴(yán)重。在實踐中，水司硬件設(shè)備安裝得多，軟件應(yīng)用得少，且對于軟件項目而言，定制開發(fā)多，靈活性、擴(kuò)展性差，從而導(dǎo)致兩方面的不利后果：一是各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)沒有交換，形成一個個的信息孤島，最終部分項目反成信息化包袱；二是信息數(shù)據(jù)繁雜，難以為管控決策有效利用。

第三，服務(wù)溝通存在障礙。一方面，被動式服務(wù)，缺乏高水平服務(wù)帶來的尊嚴(yán)和尊重感；另一方面，客戶服務(wù)和溝通渠道相對單一。

智慧水務(wù)建設(shè)及其實施路徑

智慧水務(wù)的建設(shè)原則

為了解決目前水司在信息化技術(shù)應(yīng)用上的諸多問題，智慧水務(wù)的建設(shè)應(yīng)遵循以下原則：

• 標(biāo)準(zhǔn)化，基于主流技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，建立健全各項技術(shù)規(guī)范和制度。

• 流程化，基于工作流程實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程。

• 集成化，多系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)集成與信息整合。

• 簡單化，用戶操作和體驗簡單易用。

• 先進(jìn)性，對技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展要有遠(yuǎn)景規(guī)劃，既能兼容目前的常規(guī)體系架構(gòu)，亦能支持未來對大數(shù)據(jù)和云計算環(huán)境。

智慧水務(wù)的系統(tǒng)構(gòu)架

智慧水務(wù)的系統(tǒng)構(gòu)架遵循物聯(lián)網(wǎng)傳統(tǒng)意義上四個層次的原理。具體而言，最基礎(chǔ)的“感知層”包括了水量、水壓、水位、水質(zhì)以及漏損等信息的監(jiān)控或數(shù)據(jù)收集設(shè)備。這些數(shù)據(jù)通過移動通信、互聯(lián)網(wǎng)、藍(lán)牙等方式所構(gòu)成_的“傳輸層”進(jìn)入數(shù)據(jù)的“存儲層”，并通過對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，從而在“應(yīng)用層”以各個功能模塊或平臺的方式展現(xiàn)出來，輔助管理層的決策行為以及幫助操作層的執(zhí)行行為。

實施路徑

對于目前國內(nèi)多數(shù)水司來講，智慧水務(wù)建設(shè)的起點并不是一張白紙，而是需要根據(jù)水司的戰(zhàn)略和發(fā)展目標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)狀進(jìn)行整體性規(guī)劃，并制定分布實施的計劃。在實施過程中，為了解決“信息孤島”的問題，讓各業(yè)務(wù)系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)真正得到有效利用，需要對現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行整合升級，并構(gòu)建一個可以集成各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的綜合管理平臺，根據(jù)給管理者提供智能決策支持的需求，開發(fā)不同的功能模塊。其中最關(guān)鍵的一點就是不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整合。在理論上，來自不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是海量的，對其進(jìn)行挖掘、分析，可以產(chǎn)生不同的功能模塊。為了讓智慧水務(wù)的建設(shè)更加容易落地，需要找到符合水司發(fā)展要求的突破口，然后在數(shù)據(jù)不斷完善、管理水平不斷提高的前提下，逐步擴(kuò)展綜合管理平臺的功能模塊。

產(chǎn)銷差綜合管理

產(chǎn)銷差管理是最易于落地的突破口，原因如下：

• 產(chǎn)銷差是所有水司都開始，或者將來會高度關(guān)注的問題。其對水司的重要意義體現(xiàn)在：在水資源匱乏的情況下，能更有效地利用資源；在政府控制的比較低的水價水平下，減少化學(xué)污染和能耗；減緩供水系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)從而減少投資；供水企業(yè)技術(shù)和管理水平的重要指標(biāo)。

• 產(chǎn)銷差的產(chǎn)生是一個綜合問題，涉及到現(xiàn)有各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整合，以及明確各部門在產(chǎn)銷差管理上的職責(zé)。

• 產(chǎn)銷差管理可以更容易找到商業(yè)模式。以上海城投水務(wù)集團(tuán)為例，其平均供水規(guī)模以600 萬噸/ 日計，當(dāng)前居民水價1.92 元/ 噸計，每降低1%產(chǎn)銷差節(jié)約的經(jīng)濟(jì)效益約4200 萬元；如從當(dāng)前約28%的水平降低至15%，則累計節(jié)約5.5 億元。

科學(xué)構(gòu)建供水調(diào)度決策系統(tǒng)

以水力模型應(yīng)用為核心，首先實現(xiàn)源水+ 供水的調(diào)度整合，打造從源頭到水龍頭的一網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)。目前，我國水司的供水調(diào)度系統(tǒng)存在三方面的問題：

• 有限的監(jiān)測手段和數(shù)據(jù)無法全面反映管網(wǎng)的水力狀態(tài)。

• 基于人工經(jīng)驗的調(diào)度，其全面性、一致性、穩(wěn)定性、可傳承性比較差。

• 傳統(tǒng)指令發(fā)布的方式可追溯性差，難以進(jìn)行有效統(tǒng)計和分析，從而進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化。

供水調(diào)度系統(tǒng)以水力水質(zhì)模型為核心，集成來自GIS系統(tǒng)、SCADA 系統(tǒng)、新裝和現(xiàn)維系統(tǒng)、泵站能效評估系統(tǒng)、危機(jī)和預(yù)案管理系統(tǒng)、大閥門管理系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)，輸出在線監(jiān)測和報警、模型預(yù)測、危機(jī)和預(yù)案管理、圖表和報告等輔助決策分析、在線調(diào)度和指令管理、應(yīng)急響應(yīng)事件管理等信息，實現(xiàn)實時監(jiān)測、輔助決策和科學(xué)調(diào)度指令發(fā)布等功能。這種以水力模型的應(yīng)用為基礎(chǔ)的科學(xué)調(diào)度系統(tǒng)，可以根據(jù)用水需求實施合理的調(diào)度措施，優(yōu)化管網(wǎng)運行，在確保供水安全的基礎(chǔ)上降低管網(wǎng)運營維護(hù)費用。

構(gòu)建能源管理系統(tǒng)

從水司主要的能耗源頭，泵站的節(jié)能改造和用電監(jiān)測入手，打造能源監(jiān)測和管理平臺，開展能耗監(jiān)測、數(shù)據(jù)集成分析、優(yōu)化調(diào)度、泵效測試、變配電系統(tǒng)改造等綜合措施，建立能源綜合管理平臺，可為水司節(jié)能降耗提供信息化和輔助決策，幫助水司降本增效。建立水務(wù)業(yè)務(wù)全過程中的綜合能源管理平臺，對電、水、氣、熱等能源，以及泵機(jī)（含各式泵、各式風(fēng)機(jī)，電機(jī)等）、變配電設(shè)備（變壓器等）、照明（含辦公，樓宇，工廠車間等）、供熱（鍋爐，蒸汽等）等耗能實施綜合管理，優(yōu)化能源的管理使用。

具體而言，通過用能設(shè)備的耗能數(shù)據(jù)采集和用能監(jiān)測，有效管控能源使用，進(jìn)行必要的設(shè)備和系統(tǒng)的節(jié)能改造，建設(shè)信息化的能源管理平臺，實現(xiàn)降本增效。在原水和供水環(huán)節(jié)，制水廠、輸配水管網(wǎng)泵站的耗電占比高達(dá)90%，其中，水泵機(jī)組和電力變壓器是最重要的耗能來源，可通過開展泵站能效分析和改造以及實施能耗監(jiān)測的方式實施節(jié)能減排增效工作。在污水和排水環(huán)節(jié)，水泵、鼓風(fēng)機(jī)、污泥脫水機(jī)組和配電主變等是主要的耗能來源，可通過改造落后工藝和變配電設(shè)備、開展耗能設(shè)備用電監(jiān)測、廠網(wǎng)泵站的綠色照明改造等方式實施節(jié)能減排增效工作。

結(jié)語

智慧水務(wù)的建設(shè)具有很好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，不僅可以更加合理地利用水資源，確保水量、水質(zhì)、水壓和供水安全，為用戶提供更高水平的供水服務(wù)，降低由于管網(wǎng)漏損或爆管對路面建筑以及城市交通和用戶生產(chǎn)生活的影響，還可以提高水司運維水平，保持合理的運維成本，從而減緩供水成本升高對水價的壓力。在智慧水務(wù)的建設(shè)實踐中，各水司應(yīng)根據(jù)實際情況，按照整體規(guī)劃、分部實施的原則，將先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與水務(wù)管理緊密結(jié)合，從最易落地的項目開始著手，逐步完善智慧水務(wù)的建設(shè)。

本文部分節(jié)選自《智慧水務(wù)及其實施路徑研究》，原文作者|上海云瀚科技股份有限公司 田培杰。