為全方面掌握水務(wù)企業(yè)智慧水務(wù)建設(shè)與應(yīng)用現(xiàn)狀，探索智慧水務(wù)發(fā)展方向和趨勢(shì)，《給水排水》編輯部針對(duì)24家水務(wù)企業(yè)及科技企業(yè)開展調(diào)研。受到內(nèi)部和政策雙重驅(qū)動(dòng)下，水務(wù)企業(yè)積極推進(jìn)智慧水務(wù)建設(shè)，但整體上仍處于信息化邁向數(shù)字化階段，當(dāng)前智慧水務(wù)還存在著需求與數(shù)字化應(yīng)用匹配性仍需提升、系統(tǒng)集成與數(shù)據(jù)共享難度大、設(shè)施數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性欠佳、運(yùn)營(yíng)保障機(jī)制有待優(yōu)化、人才隊(duì)伍短缺等問(wèn)題待解決。
本文觀點(diǎn)根據(jù)抽樣調(diào)研整理而成，在此對(duì)參與調(diào)研的企業(yè)一并致謝！如對(duì)結(jié)論持有不同觀點(diǎn)，歡迎與編輯部一起討論！
城市水務(wù)系統(tǒng)主要由供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和水環(huán)境三部分組成，是城市高質(zhì)量發(fā)展和提升城鄉(xiāng)建設(shè)管理水平的重要環(huán)節(jié)。智慧水務(wù)是智慧城市的重要組成部分，其是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，目前業(yè)內(nèi)對(duì)智慧水務(wù)的認(rèn)知并不統(tǒng)一，究其目的，是為了充分挖掘和利用數(shù)據(jù)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)水務(wù)各業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)智能化控制、智慧化決策與管理。
智慧水務(wù)建設(shè)是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、空間地理信息集成等新一代信息技術(shù)，實(shí)時(shí)感知城鎮(zhèn)水務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析對(duì)水務(wù)信息進(jìn)行及時(shí)處理，提供輔助決策支持，形成融合智能感知、智能仿真、智能診斷、智能預(yù)警、智能調(diào)度、智能處置、智能控制和智能服務(wù)的全方位水務(wù)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)水務(wù)系統(tǒng)全流程的科學(xué)化、精細(xì)化、智能化運(yùn)行管理。智慧水務(wù)建設(shè)不僅可以幫助水務(wù)行業(yè)創(chuàng)造多種價(jià)值，還將對(duì)用戶和運(yùn)營(yíng)環(huán)境帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。
建設(shè)智慧水務(wù)內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力
對(duì)于水務(wù)行業(yè)本身發(fā)展來(lái)說(shuō)，不斷增長(zhǎng)的用水需求和運(yùn)營(yíng)成本驅(qū)使行業(yè)使用數(shù)字化技術(shù)來(lái)提高生產(chǎn)效率。根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《中國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2022），截至2022年底，我國(guó)城市供水綜合生產(chǎn)能力和供水管道長(zhǎng)度分別為31510.40萬(wàn)m³/d和110.30萬(wàn)km，城市建成區(qū)供水管道密度為14.87km/km²，19個(gè)國(guó)家級(jí)城市群供水綜合生產(chǎn)能力和供水管道長(zhǎng)度分別為24366.34萬(wàn)m³/d和83.74萬(wàn)km，分別占全國(guó)總量的77.33%和75.92%。我國(guó)城市排水管道長(zhǎng)度達(dá)到91.35萬(wàn)km，，建成區(qū)排水管道密度為12.34km/km2，城市污水處理廠數(shù)量和污水處理能力分別為2894座、21606.10萬(wàn)m³/d。19個(gè)國(guó)家級(jí)城市群污水處理廠數(shù)量、污水處理能力、排水管道長(zhǎng)度分別為2064座、17679.2萬(wàn)m³/d、72.24萬(wàn)km，分別占全國(guó)總量的71.32%、81.83%、79.08%。
圖1 國(guó)家級(jí)城市群污水處理概況
文獻(xiàn)計(jì)量分析
在中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，以“智慧水務(wù)”為關(guān)鍵詞，分別對(duì)2014~2023年發(fā)表（布）的論文和專利進(jìn)行檢索和統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示：智慧水務(wù)相關(guān)的期刊發(fā)文量在近年穩(wěn)步增加，研究主題從智慧水務(wù)的需求、構(gòu)想和思考逐漸向總體框架、平臺(tái)設(shè)計(jì)、信息化建設(shè)等方向發(fā)展，2023年發(fā)文主題主要集中在供排水一體化建設(shè)、城市水環(huán)境智慧化建設(shè)等。在專利方面，專利最早出現(xiàn)于2014年，之后近幾年呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。申請(qǐng)內(nèi)容主要體現(xiàn)在設(shè)備和管理平臺(tái)，包括供水設(shè)備、預(yù)制泵站、清污設(shè)備、云平臺(tái)、云計(jì)算等（見圖2）。
圖2 智慧水務(wù)相關(guān)論文與專利統(tǒng)計(jì)
智慧水務(wù)現(xiàn)狀
對(duì)24家水務(wù)運(yùn)營(yíng)企業(yè)及智慧水務(wù)科技企業(yè)進(jìn)行針對(duì)性調(diào)研，其中水務(wù)運(yùn)營(yíng)企業(yè)20家，從地域上看，華東、華南、華中、東北分別調(diào)研7家、4家、3家、3家，其余區(qū)域各1家；從供排水規(guī)模上看，10萬(wàn)m³/d以下4家，10萬(wàn)~50萬(wàn)m³/d的9家，萬(wàn)m³/d以上7家。主要了解當(dāng)前智慧水務(wù)建設(shè)與應(yīng)用現(xiàn)狀、存在主要難點(diǎn)等。內(nèi)容包括智慧水務(wù)頂層規(guī)劃、智慧水務(wù)建設(shè)現(xiàn)狀、智慧水務(wù)應(yīng)用現(xiàn)狀等。
3.1 頂層規(guī)劃
依據(jù)調(diào)研結(jié)果可以看到，截至當(dāng)前，無(wú)論水務(wù)企業(yè)規(guī)模小大、區(qū)域如何，均在企業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃中提出智慧水務(wù)建設(shè)，并給予較高的地位，當(dāng)然，被調(diào)研者也提出當(dāng)前階段只能達(dá)到或規(guī)劃智能化水務(wù)、數(shù)字化水務(wù)。其中，規(guī)模較大的水務(wù)企業(yè)由相對(duì)完善的智慧水務(wù)相關(guān)規(guī)劃，同時(shí)建設(shè)內(nèi)容相對(duì)完善且系統(tǒng)性較強(qiáng)。
3.2 建設(shè)歷程
根據(jù)被調(diào)研水務(wù)企業(yè)情況，將水務(wù)企業(yè)智慧化發(fā)展歷程分為三階段：
（1）單一業(yè)務(wù)信息化階段：大部分企業(yè)均處于此階段，以自動(dòng)化控制為重點(diǎn)，著眼于儀表、設(shè)備等硬件設(shè)施的工藝優(yōu)化與升級(jí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與機(jī)器操控的自動(dòng)化進(jìn)程，釋放了勞動(dòng)力，提升生產(chǎn)效率。
（2）多項(xiàng)業(yè)務(wù)信息化和門戶集成階段：以信息化建設(shè)為重點(diǎn)，相繼搭建企業(yè)水務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)水務(wù)行業(yè)的數(shù)據(jù)采集、信息互通、數(shù)字化應(yīng)用等，初步形成城市水務(wù)系統(tǒng)與管理體系的信息化建設(shè)。
（3）大數(shù)據(jù)分析與決策階段：以互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)的綜合應(yīng)用為重點(diǎn)，將智慧化與水務(wù)深入融合，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘、分析與處理，加強(qiáng)資源整合與共享，加速水務(wù)綜合管理的精細(xì)化、動(dòng)態(tài)化、協(xié)同化、高效化進(jìn)程，全面提升水務(wù)綜合治理能力。
3.3 系統(tǒng)集成與數(shù)據(jù)共享
被調(diào)研水務(wù)企業(yè)正在從單一業(yè)務(wù)單元向多業(yè)務(wù)系統(tǒng)融合階段邁進(jìn)，但絕大多數(shù)的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)是孤立的，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，也就不能實(shí)現(xiàn)共享，限制了更高層次的智慧應(yīng)用。當(dāng)前建設(shè)較多的系統(tǒng)是營(yíng)業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)GIS，約50%水務(wù)企業(yè)存在的數(shù)據(jù)中心只是將各分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)從一個(gè)模塊“機(jī)械”地拷貝或?qū)氲搅硪粋�(gè)模塊數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)歷史數(shù)據(jù)過(guò)于龐大時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行緩慢、數(shù)據(jù)丟失等各類問(wèn)題。
3.4 建設(shè)策略
在智慧水務(wù)建設(shè)過(guò)程中，針對(duì)建設(shè)較早的原有存量系統(tǒng)繼續(xù)使用問(wèn)題進(jìn)行調(diào)研，根據(jù)被調(diào)研企業(yè)情況，可將智慧水務(wù)建建設(shè)策略分為：
（1）整合原有平臺(tái)系統(tǒng)，重建系統(tǒng)性更強(qiáng)的一體化平臺(tái)：以廣州自來(lái)水公司為例，通過(guò)“1+27”（一個(gè)平臺(tái)，27個(gè)域）的建設(shè)，覆蓋供水全流程，實(shí)現(xiàn)“源、廠、站、網(wǎng)、端”的全流程智慧化管理。
（2）分步有序補(bǔ)全智慧水務(wù)平臺(tái)建設(shè)：以深圳水務(wù)集團(tuán)為例，形成了從頂層設(shè)計(jì)到項(xiàng)目實(shí)施全流程建設(shè)方法，保障了智慧水務(wù)規(guī)劃完整、架構(gòu)先進(jìn)、基礎(chǔ)牢固、切合業(yè)務(wù)的需求。
（3）持續(xù)推進(jìn)補(bǔ)充完善業(yè)務(wù)平臺(tái)：以山東公用水務(wù)集團(tuán)為例，現(xiàn)有智慧水務(wù)平臺(tái)建設(shè)框架為“集團(tuán)→水務(wù)公司→水廠”三級(jí)管理模式，已建有SCADA系統(tǒng)、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等基礎(chǔ)平臺(tái)等，其智慧水務(wù)規(guī)劃需要從一線水廠的需求端出發(fā)，不斷完善水廠在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)等方面的單獨(dú)業(yè)務(wù)單元。
3.5 應(yīng)用情況
根據(jù)調(diào)研結(jié)果可以看到，盡管很多水務(wù)企業(yè)已經(jīng)建設(shè)了較為超前的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，但卻很難應(yīng)用起來(lái)，一方面是實(shí)際操作人員應(yīng)用原有系統(tǒng)駕輕就熟，意愿上并不支持信息系統(tǒng)辦公；另一方面智慧水務(wù)平臺(tái)建設(shè)源于各種目的，比如樹立行業(yè)/區(qū)域標(biāo)桿，但背后的數(shù)據(jù)并不能實(shí)現(xiàn)聯(lián)通，應(yīng)用困難。那么如何才能使智慧水務(wù)平臺(tái)既建設(shè)好又能應(yīng)用好呢？根據(jù)調(diào)研結(jié)果可以看到：
（1）操作層不能有太大阻力。所有布設(shè)的自動(dòng)化設(shè)施應(yīng)以操作友好、便于使用為原則，使一線操作工人對(duì)于智慧化建設(shè)不排斥。
（2）管理層能出成績(jī)。建設(shè)的自動(dòng)化設(shè)施和信息化系統(tǒng)能夠?qū)崒?shí)在在的實(shí)現(xiàn)降本增效等效果。
（3）決策層能出政績(jī)。當(dāng)前很多水工業(yè)場(chǎng)景屬于公共事業(yè)，智慧水務(wù)建設(shè)能夠體現(xiàn)水務(wù)企業(yè)的社會(huì)責(zé)任擔(dān)當(dāng)。
調(diào)研結(jié)果分析
本次調(diào)研同時(shí)參考了《城鎮(zhèn)水務(wù)行業(yè)智慧水務(wù)調(diào)研分析報(bào)告》結(jié)果，與其存在部分異同：
（1）對(duì)于水務(wù)企業(yè)信息建設(shè)關(guān)注程度基本一致，在水務(wù)企業(yè)的調(diào)研中，供水企業(yè)更關(guān)注于營(yíng)業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)、客戶服務(wù)系統(tǒng)等，而污水處理企業(yè)更關(guān)注廠內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。同時(shí)水務(wù)企業(yè)對(duì)GIS系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和系統(tǒng)集成也提升至更關(guān)注的層次。
（2）對(duì)于系統(tǒng)和數(shù)據(jù)集成有所差異，依據(jù)水務(wù)企業(yè)智慧水務(wù)發(fā)展規(guī)律，進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)集成且實(shí)現(xiàn)主題分析的企業(yè)比例已經(jīng)有較大提升。調(diào)研結(jié)果表明未實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)集成的企業(yè)較少，但能夠?qū)崿F(xiàn)部分系統(tǒng)和數(shù)據(jù)集成但未能實(shí)現(xiàn)主題業(yè)務(wù)分析的企業(yè)占比最高，能夠達(dá)到50%，而當(dāng)前還沒(méi)有任何企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)所有應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)集成并能全面分析。
（3）對(duì)于智慧水務(wù)中存在的主要難點(diǎn)差異較大，調(diào)研結(jié)果表明，缺少專業(yè)人員配備、缺乏投資、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不完善等并不是水務(wù)企業(yè)亟待解決的難題，而投資時(shí)普遍的看不到投入產(chǎn)出是建設(shè)智慧水務(wù)的主要問(wèn)題，即水務(wù)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)共性認(rèn)為智慧水務(wù)平臺(tái)建設(shè)能夠提高業(yè)務(wù)和管理效率，但難以量化投入產(chǎn)出是當(dāng)前最棘手問(wèn)題。
建設(shè)難點(diǎn)
（1）投資與回報(bào)矛盾是智慧水務(wù)建設(shè)發(fā)展的主要問(wèn)題。智慧水務(wù)建設(shè)伴隨著較大的資金投入，智慧水務(wù)平臺(tái)產(chǎn)生的實(shí)際成效難以評(píng)估或量化，尤其是已建項(xiàng)目的價(jià)值，智慧水務(wù)投入產(chǎn)出之間的矛盾限制了其發(fā)展。
（2）數(shù)據(jù)孤島是限制智慧水務(wù)建設(shè)與應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。水務(wù)企業(yè)普遍存在各個(gè)業(yè)務(wù)模塊所使用的軟件系統(tǒng)存在兼容性問(wèn)題導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法流通共享，再加之?dāng)?shù)據(jù)共享平臺(tái)設(shè)施搭建仍不完善問(wèn)題，這些因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題阻礙了數(shù)據(jù)互聯(lián)共享及更高層次智慧水務(wù)應(yīng)用效果。
——本文作者李金龍，張彬*，王海霞，楊曦。研究結(jié)果來(lái)源于亞太建設(shè)科技信息研究院有限公司自立課題YT202306
作者
李金龍
《給水排水》編輯部副主任
基礎(chǔ)設(shè)施和公用事業(yè)特許經(jīng)營(yíng)管理辦法(2024年1月31日經(jīng)國(guó)家發(fā)展改革委第8次委務(wù)會(huì)通過(guò) 2024年3月28日國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部、水利部、中國(guó)人民銀行令第17號(hào)公布 自2024年5月1日起施行) http://m.ytziyue.cn/news/202411/20/162355.html 報(bào)告題目：新膜制備健康水關(guān)鍵技術(shù)難題及應(yīng)對(duì)策略
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上海水業(yè)嘉年華12月6日上午 演講主題及演講人：
1、污泥干化焚燒運(yùn)行效能提升研究與探索-上海白龍港污水處理廠污泥車間主任、大國(guó)工匠、全國(guó)勞模 楊戌雷
2、污泥水熱生物炭技術(shù)制備土壤改良劑的研究與示范-上海城投污水處理有限公司技術(shù)管理部技術(shù)主管 鄒博源
3、污水處理高效能運(yùn)行探索與試驗(yàn)-上海城投污水處理有限公司生產(chǎn)管理部副經(jīng)理 陶珺
4、污水處理新能源應(yīng)用技術(shù)研究與示范-上海復(fù)潔環(huán)�？萍脊煞萦邢薰靖笨偛� 盧宇飛
5、竹園污水廠綠色低碳運(yùn)行探索-上海竹園污水處理分公司經(jīng)理 呂燕
6、上海城鎮(zhèn)污水資源化利用政策研究-上海城市水資源開發(fā)利用國(guó)家工程中心有限公司副總工程師、副總經(jīng)理、排水研究所所長(zhǎng) 馬艷
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