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      近年來(lái)，各大水務(wù)在智慧水務(wù)領(lǐng)域持續(xù)布局，先后在城市供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS）建設(shè)與水力模型應(yīng)用，供水管網(wǎng)漏損控制技術(shù)，多座污水廠控制系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)整合以及水務(wù)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)構(gòu)建等諸多方面開(kāi)展了系列研究，以服務(wù)于公司全面實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。

      智慧水務(wù)發(fā)展制約瓶頸的突破與實(shí)踐

      目前智慧水務(wù)發(fā)展過(guò)程中較關(guān)鍵的制約瓶頸是缺少一個(gè)規(guī)范的水務(wù)信息統(tǒng)一管理平臺(tái)；一些子系統(tǒng)各自為政，信息的處理和流轉(zhuǎn)僅局限于本部門(mén)，不能在整個(gè)水務(wù)集團(tuán)進(jìn)行很好的共享，信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重。此外，絕大所屬企業(yè)的信息化建設(shè)只完成了傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程管理，還遠(yuǎn)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)信息化帶動(dòng)企業(yè)現(xiàn)代化的目的；雖然建設(shè)了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、積累了大量數(shù)據(jù)，但是尚不注重?cái)?shù)據(jù)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(wù)公司應(yīng)建立起統(tǒng)一的信息規(guī)劃，整合現(xiàn)有的IT資源，不僅要采用標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)信息的共享，更為重要的是要搭建全面的管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)管理和業(yè)務(wù)的有機(jī)結(jié)合。

       2016年，中國(guó)節(jié)能環(huán)保集團(tuán)有限公司開(kāi)始水務(wù)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的建設(shè)工作。2018年，在集團(tuán)層面完成該系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用（第一階段），并獲評(píng)工信部 “2018大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展試點(diǎn)示范項(xiàng)目”。這一階段的開(kāi)發(fā)應(yīng)用任務(wù)主要包括從集團(tuán)水務(wù)板塊3家二級(jí)公司下屬項(xiàng)目公司總計(jì)運(yùn)營(yíng)的55座污水廠（城鎮(zhèn)污水處理及工業(yè)廢水處理），32座自來(lái)水廠及2座水庫(kù)中篩選出代表性生產(chǎn)廠站作為試點(diǎn)單位，部署安裝高性能工況數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與傳輸，并分類(lèi)按規(guī)則存儲(chǔ)在系統(tǒng)平臺(tái)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。項(xiàng)目公司及二級(jí)公司則可按照固定周期，通過(guò)水生產(chǎn)大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的填寫(xiě)上報(bào)?；谶@些日常的海 量生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，抽絲剝繭，針對(duì)各分析主題，抽象出各數(shù)據(jù)指標(biāo)之前的關(guān)聯(lián)關(guān)系，進(jìn)而找到提升企業(yè)運(yùn)行效率，優(yōu)化運(yùn)營(yíng)KPI指標(biāo)的關(guān)鍵因素，以量化的數(shù)據(jù)決策的形式呈現(xiàn)給管理人員，幫助各單位優(yōu)化生產(chǎn)，提高效率，增加行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)力。水生產(chǎn)大數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)上線運(yùn)行后，減少了各單位 90% 以上的數(shù)據(jù)匯總展示及問(wèn)題排查分析的時(shí)間。此外對(duì)一線生產(chǎn)單位而言，減少了 10% 左右的生產(chǎn)運(yùn)行成本。

圖  水務(wù)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)信息系統(tǒng)

      水務(wù)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)信息系統(tǒng)的建設(shè)堅(jiān)持頂層設(shè)計(jì)和底層設(shè)計(jì)“雙輪驅(qū)動(dòng)”的理念，創(chuàng)新提出了“全需求，做減法”的信息化建設(shè)思路來(lái)進(jìn)行水生產(chǎn)大數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)中數(shù)據(jù)字典體系的設(shè)計(jì)和搭建，并原創(chuàng)提出了管理視圖分析法，明確了在項(xiàng)目活動(dòng)中各子團(tuán)隊(duì)的基本任務(wù)和完成任務(wù)的基本思路，并梳理明確了各項(xiàng)任務(wù)涉及的數(shù)據(jù)項(xiàng)目。

     “全需求”：按照系統(tǒng)化思維和結(jié)構(gòu)化方式，通過(guò)對(duì)業(yè)內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的需求進(jìn)行全面梳理，找到基于業(yè)務(wù)管理事項(xiàng)本身的“原子級(jí)”指標(biāo)，將大量看似個(gè)性化的活動(dòng)概括、提煉為指標(biāo)，形成符合MECE（相互獨(dú)立，完全窮盡）原則的全指標(biāo)覆蓋，成為集團(tuán)水務(wù)板塊的“標(biāo)準(zhǔn)字典”；此外建立個(gè)數(shù)有限的具有普適性、通用性的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模型。

      “做減法”：以單個(gè)企業(yè)或組織為對(duì)象，從其實(shí)際業(yè)務(wù)和管理事項(xiàng)出發(fā)，篩選滿足客觀需要的必要指標(biāo)，即從“標(biāo)準(zhǔn)字典”中刪減不必要的指標(biāo)，形成該企業(yè)的個(gè)性化指標(biāo)集合。

      “管理視圖”分析法：在明確項(xiàng)目組內(nèi)各子團(tuán)隊(duì)在本項(xiàng)目中承擔(dān)的基本任務(wù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)各子團(tuán)隊(duì)組織及任務(wù)特點(diǎn)完善相關(guān)輔助要素，例如：權(quán)責(zé)分配、資源配置、風(fēng)險(xiǎn)控制、過(guò)程管理、文檔管理等，有機(jī)融合各子團(tuán)隊(duì)既有管理體系，實(shí)現(xiàn)縱向銜接、橫向協(xié)調(diào)的管理目的，從而達(dá)到既統(tǒng)一共性，又彰顯個(gè)性的一體化的團(tuán)隊(duì)管理系統(tǒng)。

      通過(guò)試點(diǎn)單位的試運(yùn)行，進(jìn)行基于前期累積數(shù)據(jù)的各種綜合分析結(jié)論的有效性驗(yàn)證，根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果并經(jīng)過(guò)一系列算法優(yōu)化后，下一階段將在集團(tuán)水務(wù)板塊進(jìn)行大規(guī)模的鋪開(kāi)和推廣應(yīng)用水務(wù)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)信息系統(tǒng)，以期讓所有單位均能夠獲得系統(tǒng)提供的生產(chǎn)及運(yùn)營(yíng)優(yōu)化策略，供管理人員作為重要參考。同時(shí)也豐富生產(chǎn)大數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)素材，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綜合化的匯總分析及深度挖掘，由系統(tǒng)的功能模塊得到量化數(shù)據(jù)策略，為集團(tuán)水務(wù)板塊業(yè)務(wù)的投資預(yù)測(cè)、供應(yīng)商整體評(píng)估、生產(chǎn)工藝調(diào)整及優(yōu)化、能耗分析等提供量化數(shù)據(jù)支撐

       城市供水管網(wǎng)GIS的構(gòu)建與漏損控制技術(shù)研究

       就城市供水而言，智慧水務(wù)帶來(lái)的價(jià)值主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是降低漏損率，通過(guò)水表的網(wǎng)格化、實(shí)時(shí)監(jiān)控、快速定位管網(wǎng)問(wèn)題等實(shí)現(xiàn)漏損分析，從而降低漏損；二是減少投訴，通過(guò)自動(dòng)抄表杜絕人工抄表導(dǎo)致擾民、“抄不準(zhǔn)”、“估值”等現(xiàn)象，提升服務(wù)水平，減少投訴；三是通過(guò)水質(zhì)、水壓、溫度等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回傳，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、可視化管理，提升管理能力。

       2012年，中環(huán)水務(wù)下屬湘潭中環(huán)著手開(kāi)展“城市供水系統(tǒng)（湘潭市）安全評(píng)價(jià)及優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”的研究，以構(gòu)建基于GIS的管網(wǎng)信息化管理數(shù)據(jù)庫(kù)與模型，建立區(qū)域管網(wǎng)漏損預(yù)警與評(píng)估方法，并通過(guò)技術(shù)集成與工程示范，建立集供水管網(wǎng)的監(jiān)測(cè)、預(yù)警、控制與管理的綜合模式。

      項(xiàng)目組成員從2010年便開(kāi)始針對(duì)管網(wǎng)GIS及水力模型應(yīng)用進(jìn)行了全面調(diào)研，以期借鑒同行成功經(jīng)驗(yàn)，規(guī)避項(xiàng)目實(shí)施的潛在風(fēng)險(xiǎn)，選擇一條適合公司實(shí)際情況的管網(wǎng)信息化建設(shè)最 佳路徑。

       2013年3月，開(kāi)始覆蓋全市供水管網(wǎng)探測(cè)與水表普查，以及GIS軟件定制開(kāi)發(fā)與工程調(diào)試工作，并于同年年底完成工作成果驗(yàn)收。

       2014年4月，組織完成相關(guān)部門(mén)工作人員參加管網(wǎng)GIS操作培訓(xùn)。6月，編制完成管網(wǎng)GIS管理制度，并建立完成基于管網(wǎng)GIS的新建管網(wǎng)探測(cè)、移交管網(wǎng)工程、管網(wǎng)數(shù)據(jù)糾錯(cuò)及管道搶修等的工作流程。8月，供水管網(wǎng)GIS正式上線運(yùn)行。

       2015年，開(kāi)展充分利用現(xiàn)有管網(wǎng)GIS成果，探尋管網(wǎng)漏損率降低突破口的相關(guān)工作。針對(duì)漏損率較高的小區(qū)，開(kāi)展以壓力控制、DMA分區(qū)管理和漏損探測(cè)相結(jié)合的綜合漏控技術(shù)試點(diǎn)研究，為全市建立五大區(qū)域 DMA 分區(qū)管理模式，探明技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑。

      目前正在安裝區(qū)域監(jiān)控計(jì)量總表；在安裝一定數(shù)量區(qū)域監(jiān)控總表安裝的基礎(chǔ)上，將陸續(xù)建立管網(wǎng)搶維修、水力模型、SCADA 、水表集抄管理平臺(tái)等應(yīng)用系統(tǒng)，并構(gòu)建集上述應(yīng)用系統(tǒng)為一體的管網(wǎng)漏控綜合管理信息系統(tǒng)，使其具備管網(wǎng)歷史漏控?cái)?shù)據(jù)的管理、DMA分區(qū)管理、漏控方案的生成和決策支持等功能，以實(shí)時(shí)掌控供水系統(tǒng)的異常，做到迅速排查和及時(shí)解決



       全球智慧水務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀

       2014-2022年期間，國(guó)務(wù)院、國(guó)家發(fā)改委、水利部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部等多部門(mén)都陸續(xù)印發(fā)了支持智慧水務(wù)行業(yè)的發(fā)展政策，智慧水務(wù)內(nèi)容涉及發(fā)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(xù)出臺(tái)為水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，對(duì)智慧城市建設(shè)與智慧水務(wù)體系發(fā)展提供了相當(dāng)力度的政策性支撐。例如早在2014年8月國(guó)家發(fā)改委、住建部等八部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)智慧城市健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確提出須將大幅提升水務(wù)等公用基礎(chǔ)設(shè)施的智能化水平和實(shí)現(xiàn)運(yùn)行管理精 準(zhǔn)化、協(xié)同化、一體化作為未來(lái)發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)加快建設(shè)全過(guò)程智能水務(wù)管理系統(tǒng)和飲用水安全電子監(jiān)控系統(tǒng)。在之后《“十四五”規(guī)劃和2035遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中提出“加快數(shù)字化發(fā)展，建設(shè)數(shù)字中國(guó)”，以及要分級(jí)分類(lèi)推進(jìn)新型智慧城市建設(shè)，將物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)施、通信系統(tǒng)等納入公共基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)，推進(jìn)市政公用設(shè)施、建筑等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和智能化改造。同時(shí)，水務(wù)行業(yè)專(zhuān)項(xiàng)政策也加速推動(dòng)著企業(yè)數(shù)字化能力提升。例如中國(guó)水協(xié)發(fā)布的《城鎮(zhèn)水務(wù)2035年行業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》提出智慧水務(wù)發(fā)展目標(biāo)、實(shí)施路徑與方法。這些政策支撐促進(jìn)了水務(wù)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和發(fā)展。

      政策紅利的不斷釋放與發(fā)酵得到了水務(wù)行業(yè)的積極反饋。北控、首創(chuàng)等龍頭水務(wù)公司均已在數(shù)字化水廠、水務(wù)管理信息化等業(yè)務(wù)板塊積極布局。具備研發(fā)實(shí)力的環(huán)保技術(shù)公司通過(guò)團(tuán)隊(duì)擴(kuò)充或者外部合作，積極為自己的產(chǎn)品和解決方案增添智能化元素，以智能水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器、智能水表為代表的智能化設(shè)備不斷涌現(xiàn)。與此同時(shí)，信息技術(shù)巨頭們也紛紛布局中國(guó)水務(wù)市場(chǎng)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)格局在悄無(wú)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(wù)團(tuán)隊(duì)，旨在通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)驅(qū)動(dòng)水務(wù)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。通訊互聯(lián)網(wǎng)巨頭的跨界進(jìn)軍給智慧水務(wù)行業(yè)注入了新鮮血液與活力，傳統(tǒng)水務(wù)公司不但可以更高效的完成技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)，同時(shí)與其他產(chǎn)業(yè)的交叉碰撞也不斷拓展著傳統(tǒng)水務(wù)行業(yè)的外延，為水務(wù)行業(yè)提供了全新的商業(yè)可能與業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。

      總體而言，我國(guó)智慧水務(wù)行業(yè)正處于整體布局和技術(shù)爬坡階段。技術(shù)發(fā)展階段屬于水務(wù)信息數(shù)據(jù)化階段，現(xiàn)階段的發(fā)展重點(diǎn)在于完善底層數(shù)據(jù)采集 (如水質(zhì)、資產(chǎn)等數(shù)據(jù)) 與數(shù)據(jù)監(jiān)控存儲(chǔ)系統(tǒng) (如地理信息系統(tǒng)及SCADA等系統(tǒng)) 。精 準(zhǔn)高效的底層數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)是水務(wù)系統(tǒng)智能化的必要條件，是數(shù)據(jù)分析以及決策流程準(zhǔn)確性的根本保障。目前國(guó)內(nèi)水務(wù)信息化底層建設(shè)的開(kāi)展速度不斷加快，各水務(wù)服務(wù)商與相關(guān)企業(yè)在技術(shù)發(fā)展水準(zhǔn)上參差不齊，行業(yè)整體仍有很大的上升空間。

      水務(wù)企業(yè)在建立了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)模塊后，仍可能存在數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題，數(shù)據(jù)孤島是限制智慧水務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。造成數(shù)據(jù)孤島的原因在于：一是各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；二是數(shù)據(jù)共享平臺(tái)設(shè)施搭建仍不完善。只有突破數(shù)據(jù)互聯(lián)共享這一瓶頸才能讓水務(wù)系統(tǒng)充分利用多維度信息，實(shí)現(xiàn)更高層次的智慧應(yīng)用。

      此外，在水務(wù)信息數(shù)據(jù)化階段，需要各參與單位對(duì)智慧水務(wù)體系有統(tǒng)一認(rèn)知，對(duì)智慧水務(wù)整體系統(tǒng)的構(gòu)建保持足夠的大局觀，對(duì)水務(wù)分析智能化與決策智慧化架構(gòu)進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，在基礎(chǔ)軟硬件設(shè)施的方案設(shè)計(jì)與搭建過(guò)程中，保證系統(tǒng)發(fā)展的可持續(xù)性以及系統(tǒng)的延展性，減少后期系統(tǒng)構(gòu)建與升級(jí)過(guò)程中的無(wú)效與重復(fù)投入。