翁正科 陳志靈

(1.深圳市東深電子股份有限公司，廣東 深圳 518057； 2.寧夏水投科技有限公司，寧夏 銀川 750002)

1 關于大數(shù)據(jù)

在維克托·邁爾-舍恩伯格及肯尼斯·庫克耶編寫的《大數(shù)據(jù)時代》定義大數(shù)據(jù)是指不用隨機分析法(抽樣調查)這樣捷徑，而采用所有數(shù)據(jù)進行分析處理。IBM提出大數(shù)據(jù)的5V特點：Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多樣)、Value(低價值密度)、Veracity(真實性)。

2 大數(shù)據(jù)對水務企業(yè)作用

大數(shù)據(jù)的低價值密度這一重要屬性決定了大數(shù)據(jù)的處理分析必須依托在巨量的數(shù)據(jù)采集和高頻的數(shù)據(jù)計算處理，與此同時，物聯(lián)網(wǎng)、云計算這兩項現(xiàn)代技術的快速發(fā)展及應用為建設大數(shù)據(jù)平臺創(chuàng)造了絕佳條件，也為當今水務企業(yè)表務管理奠定了良好的技術基礎，讓水務大數(shù)據(jù)平臺建設成為可能。水務企業(yè)很早以前提出的感知內容全覆蓋、采集信息全掌握、傳輸時間全天候、應用貫穿全過程的設想成為可能，指導水務企業(yè)以更加精準和動態(tài)的方式對表務管理工作進行規(guī)劃、設計和管理，改善了企業(yè)與用戶的關系，提高了企業(yè)對水量管理和利用的明確性、高效性、靈活性和有效性。促進水務企業(yè)由經驗管理到決策管理、由粗放管理到精細管理、由被動管理向主動管理、由靜態(tài)管理向動態(tài)管理、由條塊管理向協(xié)同管理、由傳統(tǒng)管理向現(xiàn)代管理的轉變提供全方位的科技支撐。

3 當前水務公司表務管理現(xiàn)狀

水務行業(yè)水表按公稱口徑通常分為小口徑水表和大口徑水表。公稱口徑40 mm及以下的水表通常稱為小口徑水表，一般占比為98%～99%，供水量占比35%以下，公稱口徑50 mm及以上的水表稱為大口徑水表。占比1%～2%，供水量占比65%以上。以筆者工作過的某中型水務企業(yè)為例，企業(yè)供水服務人口約100萬，包含各類型企業(yè)，平均日供水量45萬t，當前使用中的大口徑水表有1 610塊，水量占比在70%左右，小口徑水表125 000塊，水量占比在30%左右，詳細情況如表1所示。

以當前該城市發(fā)展速度，預計接下來10年中，大量高層住宅用戶會接入戶表，每年會有超過15 000塊新表納入表務管理。而根據(jù)國家質量技術監(jiān)督局JJG 162—2009(冷水水表檢定規(guī)程)，水表檢定更換周期表如表2所示。

表1 各口徑水表數(shù)量統(tǒng)計

表2 水表檢定更換周期表

數(shù)量龐大的表務資產需要統(tǒng)籌管理，除每月正常抄表工作之外，還要對水表的檢定更換，同時為了減少因水表計量問題造成的水量計量偏差，還要求水業(yè)公司各營業(yè)中心對計量水量波動情況進行統(tǒng)計，尤其是對大口徑水表，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)制定相應的措施。為此制定了水量及幅度波動預警如表3所示。

表3 水量及幅度波動預警

按企業(yè)正常的表務管理流程，各營業(yè)中心按月查抄各個水表數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計分析，同時處理水量及幅度波動數(shù)據(jù)，對異常的數(shù)據(jù)進行分析，及時發(fā)現(xiàn)因水表問題造成計量問題。水表檢定中心按歷史臺賬及各營業(yè)中心的數(shù)據(jù)對相關的水表進行檢定和更換。

但是數(shù)量如此之大的表務數(shù)據(jù)，每個月都有新表納入表務管理，除了新建的住宅小區(qū)是使用的普通遠傳水表外，大部分還是采用人工抄表模式，每個月十幾萬條抄表數(shù)據(jù)，同時處理水量及幅度波動數(shù)據(jù)，大量水表檢定更換數(shù)據(jù)。逐漸出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：所有的工作都是人在干，要干的活沒有減少；所有的事情都是人在想，要想的事情越來越復雜；所有的事情都是人在做，決策越來越難做；所有的數(shù)據(jù)還是人在看，數(shù)據(jù)已經看不過來。依靠原始的人工處理方式，難以對如此數(shù)量的低價值密度進行有效的分析處理，企業(yè)生產經營統(tǒng)計分析所需要的數(shù)據(jù)不能及時準確的獲取，也對企業(yè)戰(zhàn)略制定形成制約。

4 大數(shù)據(jù)平臺在水務企業(yè)的應用

針對當前水務公司表務管理現(xiàn)狀，水務企業(yè)通過建設水務大數(shù)據(jù)平臺，可完成表務大數(shù)據(jù)采集，采集到的數(shù)據(jù)種類多樣、數(shù)據(jù)量大、變化快；大數(shù)據(jù)挖掘專用技術專業(yè)化，通過對技術進行封裝，對業(yè)務分析人員提供更容易使用的WEB頁面，提供友好的圖形交互操作，輕松完成挖掘任務的創(chuàng)建與運行。針對不同的挖掘結果，提供一目了然的圖形呈現(xiàn)方式；大數(shù)據(jù)分析，從數(shù)據(jù)整合、打通、檢索、實時查詢、數(shù)據(jù)分析到可視化展示，大數(shù)據(jù)平臺可以完成和實現(xiàn)所有的數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，大數(shù)據(jù)分析針對水務企業(yè)的困擾給出大數(shù)據(jù)分析解決方案，真正挖掘企業(yè)中的沉淀數(shù)據(jù)資產，凸顯并激發(fā)數(shù)據(jù)最大的價值；大數(shù)據(jù)調度，分解數(shù)據(jù)處理計算任務，任務執(zhí)行之間能夠互相依賴,前置任務失敗,后續(xù)依賴任務不執(zhí)行，并行執(zhí)行任務,縮短執(zhí)行時間，定時觸發(fā)計算任務；并提供有詳細的、清晰的調度日志記錄。

在終端數(shù)據(jù)采集采用基于LoRa或者NB-IoT技術的智能水表，實現(xiàn)對表務數(shù)據(jù)的實時采集，水表狀態(tài)的實時感知。終端采集的所有數(shù)據(jù)和水表的屬性數(shù)據(jù)通過大數(shù)據(jù)平臺進行實時的分析處理，做出相應的處理結果與輔助決策建議，對水量信息異常做出相應的提醒預警，制定相應的措施計劃，對水表狀態(tài)進行實時感知，制定水表檢定更換計劃，實現(xiàn)水務企業(yè)表務管理由被動向主動轉變，更具有科學性和針對性，通過大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)問題溯源，智慧決策。

通過大數(shù)據(jù)平臺，可以更直觀、及時、便捷的監(jiān)控所有戶表狀態(tài)，針對戶表狀態(tài)做出預防性的維護和保養(yǎng)，設備管理無紙化，合理優(yōu)化庫存，水表檢定更換任務零遺漏，更準確的掌握數(shù)據(jù)資產，以實現(xiàn)表務資產的全生命周期管理。

通過建立動態(tài)數(shù)學模型，利用數(shù)據(jù)挖掘等技術，實現(xiàn)表務大數(shù)據(jù)分析和可視化?；诟黝惤Y構化數(shù)據(jù)和非結構化數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)用戶用水量變化圖、區(qū)域用水量變化圖等多維角度的展示，提供從數(shù)據(jù)源到挖掘模型的圖形化創(chuàng)建及維護流程，只需理解SQL就能完成專業(yè)化的挖掘業(yè)務，大大降低了使用門檻。且通過分布式系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)的處理能力超出了單機的范圍。

通過數(shù)學模型的建立可以達到包括但不限于以下目標：

1)漏損計算。

通過數(shù)學模型可以基于實時和歷史數(shù)據(jù)分析進行包括輸水管網(wǎng)和配水管網(wǎng)的漏損計算，尤其實時漏水分析將基于水表、壓力計、閥門等的實時數(shù)據(jù)、管網(wǎng)地圖，實時計算漏水情況，尤其對于爆管等應急情況，根據(jù)管網(wǎng)特性和流量進行漏損初步定位，并計算出漏水量。

DMA(分區(qū)裝表計量)是配水管網(wǎng)的組成部分，其邊界既可以是流量儀監(jiān)控或由關閉閥門進行隔離。對于已建立了DMA的配水管網(wǎng)，WMS通過配水管網(wǎng)漏損計算模塊進行計算，既可以實時計算配水管網(wǎng)漏損量，也可以分析配水管網(wǎng)的產銷差。

2)主動漏損控制。

利用GIS地圖、水表等計量漏水監(jiān)測數(shù)據(jù)、模型仿真數(shù)據(jù)等，以直觀的方式展現(xiàn)漏水情況，地圖顯示漏水區(qū)域，計算并顯示每小時漏水量曲線，漏水發(fā)生時間，漏點數(shù)量等信息。

通過對完善的漏水分析計算方法，對可疑的漏水區(qū)域進行定位和漏水量計算，按照重要等級設置優(yōu)先級，并提供工具編制檢漏計劃，安排相關檢漏人員對現(xiàn)場進行勘察和維護，并對檢漏之后的效果進行評估，反饋到漏水管理系統(tǒng)中，對檢漏效果進行績效評價。

集成人工檢漏數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)提示的漏水區(qū)域基礎上，管理人工確認漏點數(shù)量、維修后的漏點數(shù)量、節(jié)水量估算、人工檢漏方法等，并對每次檢漏、漏水區(qū)域維護后的漏水情況進行評估，使漏水管理從漏水監(jiān)測、漏水分析、漏水維修、維修績效評估、基礎設施改造計劃和投資管理，形成漏水管理的閉環(huán)控制。

3)區(qū)域用水量分析。

掌握用水量數(shù)據(jù)有助于了解漏損異常情況，便于計算漏損率，分析漏損與用水量直接的關系。漏損管理系統(tǒng)可以計算任意一個管理層級的用水量數(shù)據(jù)，并在曲線圖中展現(xiàn)，包括全水務公司用水量、管網(wǎng)所、一級分區(qū)、二級分區(qū)、DMA等。如果導入氣溫數(shù)據(jù)，還可以比對氣溫和用水量之間的關系。

5 結語

水務企業(yè)作為與城市中每個人的生活息息相關的重要民生企業(yè)，應抓住和利用好新一輪科技革命，在互聯(lián)網(wǎng)經濟發(fā)展大潮中適應新常態(tài)、建設新水務，推行問題導向，通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)技術解決企業(yè)運營中出現(xiàn)的問題，從根本上推進水務企業(yè)信息化水平，全面提升服務水平和企業(yè)效益，積極改善企業(yè)與用戶的關系。當前水務企業(yè)在表務管理方面，可結合適應企業(yè)實際情況，建設基于大數(shù)據(jù)的表務管理平臺。通過大數(shù)據(jù)平臺，將能很好的解決當前水務企業(yè)表務管理的問題。