宗延萍

（東營市市政工程設計院）

1 引言

在信息化發(fā)展過程中，傳統(tǒng)水務管理體系與模式已經(jīng)無法很好地應對城市供水的諸多需求，并會引發(fā)一些不利問題，對城市供水效率與質(zhì)量均造成影響。智慧水務系統(tǒng)屬于水務信息化發(fā)展的高級階段，是未來水務的發(fā)展方向，其所發(fā)揮出的優(yōu)勢與作用是毋庸置疑的。從當前智慧水務體系的建設來說，主要依賴于云計算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、BIM監(jiān)護信息管理、GIS地理信息系統(tǒng)、3D打印技術(shù)、VR技術(shù)、人工智能?；谶@些科學技術(shù)，智慧水務系統(tǒng)在城市供水中的應用場景越來越豐富，讓水務企業(yè)的生產(chǎn)與運營發(fā)生了較大轉(zhuǎn)變。針對此，必須進一步做好智慧水務系統(tǒng)的建設與優(yōu)化工作，切實發(fā)揮好智慧水務系統(tǒng)在城市供水中的價值。

2 智慧水務系統(tǒng)在城市供水中的運用價值

智慧水務系統(tǒng)是新型水務管理系統(tǒng)，本質(zhì)上是無線水務，終端可以隨處可見，借助云計算、射頻識別、物聯(lián)網(wǎng)可以將水廠的各類基礎設施有效聯(lián)系起來，從而構(gòu)建一個智慧化的水務系統(tǒng)。另外，智慧水務系統(tǒng)可以自動采集數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)的深度分析，努力讓整個水務系統(tǒng)成為及時反應和統(tǒng)一指揮決策的大腦[1]。從當前所建設的智慧水務系統(tǒng)來看，可以將精細化管理、智能調(diào)度和供水服務標準化聯(lián)系起來，對水務工作實現(xiàn)智慧管控和動態(tài)化管理?？偟膩碚f，智慧水務系統(tǒng)在城市供水中的運用價值集中體現(xiàn)在以下方面（見圖1）。

圖1 城市智慧水務系統(tǒng)框圖

①與傳統(tǒng)的水務技術(shù)相比，智慧水務系統(tǒng)可以借助物聯(lián)網(wǎng)將制水過程清晰展示出來，直接有效地克服了人工監(jiān)控的局限性，在自動化操作與監(jiān)控中可以對水質(zhì)安全實施24h的動態(tài)監(jiān)控，方便技術(shù)人員隨時掌握水質(zhì)情況。

②智慧水務系統(tǒng)借助多種科學技術(shù)，完全改變了傳統(tǒng)水務工作的方式方法，可以讓管網(wǎng)調(diào)度更加科學高效。從管網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)操作這一角度來說，工作人員通過打開管網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)操作平臺，能夠全面清晰地查閱各個區(qū)域的供水與用水情況，并且可以實時監(jiān)測用水量信息。通過分析實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，可以迅速優(yōu)化調(diào)度方案，始終確保用戶用水質(zhì)量。

③在智慧水務系統(tǒng)的幫助下，數(shù)據(jù)采集設備與傳輸設備可以在線監(jiān)測出水務系統(tǒng)的運行情況，同步整合水務管理部門設施，構(gòu)建出“水務物聯(lián)網(wǎng)”[2]。

3 城市智慧水務系統(tǒng)的建設路徑

3.1 總體框架

城市智慧水務系統(tǒng)包括兩大部分，一是應用層，二是用戶層。用戶層主要包括業(yè)務人員、管理人員與公眾人員，可實現(xiàn)信息的自動化采集，應用層可以對水務業(yè)務實施集成化管理，從整體上來提升城市水務工作的科學性與合理性，城市智慧水務系統(tǒng)的總體框架見表1。

表1 城市智慧水務系統(tǒng)的總體框架

3.2 信息采集傳輸層

物聯(lián)網(wǎng)是智慧水務系統(tǒng)信息采集傳輸層的核心技術(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)的支撐下可以借助數(shù)據(jù)采集模塊、網(wǎng)絡設備、現(xiàn)場儀表實時動態(tài)監(jiān)測城市水資源信息，讓城市供水的一切因子互聯(lián)互通，確保城市供水的及時、有效與安全，向著信息化與高效化的方向發(fā)展。

3.3 數(shù)據(jù)層

在整個城市供水智慧水務系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)層是核心所在，包含著大量的數(shù)據(jù)信息，同時也是智慧水務系統(tǒng)的信息來源。為切實發(fā)揮好智慧水務系統(tǒng)的價值，要重點建設完整的基礎設施與數(shù)據(jù)庫，增強數(shù)據(jù)層的資源整合水平，為水務工作的開展提供良好的基礎條件[3]。在城市化進程不斷加快的大背景下，在進一步發(fā)展智慧水務系統(tǒng)的過程中，要做好水務業(yè)務的數(shù)據(jù)挖掘工作，將智慧水務系統(tǒng)真正應用到城市供水中。

3.4 門戶層

從當前所建設的智慧水務系統(tǒng)來看，門戶層主要可以分為兩種，一種是行業(yè)門戶，另一種是公共信息門戶。內(nèi)部門戶由管理人員直接負責，開展日常的運營與維修工作，同時業(yè)務人員可以借助行業(yè)門戶與其他的業(yè)務人員展開溝通交流，確保各項水務工作均有序展開，增強智慧水務系統(tǒng)的服務能力。值得一提的是，所建立的公共信息門戶能夠為城市用戶的咨詢提供渠道，用戶可以及時且動態(tài)地獲取水務信息，參與水務建設。

3.5 數(shù)據(jù)管理平臺

之所以要建立數(shù)據(jù)管理平臺，最主要的原因是有效整理與存儲智慧水務系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息，一方面確保水務工作有效開展，另一方面為相關(guān)部門的水務工作開展提供數(shù)據(jù)支撐。從當前智慧水務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理平臺的應用來看，可以從兩個方面來開展數(shù)據(jù)的整合。①通過數(shù)據(jù)整合可以確保數(shù)據(jù)信息的存儲實現(xiàn)完整性，完成數(shù)據(jù)信息的備份與存儲[4]；②通過數(shù)據(jù)整合可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集約化管理，存儲空間也可以得到節(jié)約，有利于降低數(shù)據(jù)信息的存儲成本。

4 智慧水務系統(tǒng)在城市供水中的運用

4.1 發(fā)揮好相關(guān)科學技術(shù)的優(yōu)勢

城市供水有著復雜性與專業(yè)性的特點，要想確保智慧水務系統(tǒng)可以在城市供水中獲得良好的運用，必須發(fā)揮好相關(guān)科學技術(shù)的優(yōu)勢，不斷增強智慧水務系統(tǒng)的運用效果。

在應用云計算技術(shù)的過程中，可以謀求改善智慧水務系統(tǒng)的消費模式與服務模式，從之前的“購買軟硬件產(chǎn)品”朝著“提供和購買IT服務”轉(zhuǎn)變。在物聯(lián)網(wǎng)的應用中，要努力將水務業(yè)務與相關(guān)的部門和設施連接起來，實現(xiàn)信息交換與通信，引領(lǐng)水務行業(yè)實現(xiàn)“智慧升級”。

大數(shù)據(jù)在智慧水務系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，可以更好地整合與處理水務信息，且可以實現(xiàn)水務工作的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理模式與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理模式的結(jié)合，推動智慧水務系統(tǒng)不斷發(fā)展。

在實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的應用中，要將重點放在水污染事件的監(jiān)測上，一方面要實時動態(tài)監(jiān)測供水與排水情況，另一方面要及時排查所潛在的風險，切實實現(xiàn)水質(zhì)信息的實時跟蹤。

GIS地理信息系統(tǒng)在智慧水務系統(tǒng)中也發(fā)揮著較好的作用，尤其是可以對管網(wǎng)基礎數(shù)據(jù)資源實施數(shù)字化管理與可視化管理[5]。具體來說，GIS地理信息系統(tǒng)能夠發(fā)揮三維模擬技術(shù)的優(yōu)勢展示地下管線的詳況，克服了以往管網(wǎng)管理過程中存在的重疊度較差與隱蔽性強的局限性。

人工智能是智慧水務系統(tǒng)得以發(fā)展的關(guān)鍵之一，所具備的故障診斷、優(yōu)化設計、智能檢測的功能均是智慧水務系統(tǒng)所缺失的?？梢哉f，在人工智能的幫助下，智慧水務系統(tǒng)在水務領(lǐng)域的應用會越來越廣泛，改變水務企業(yè)的生產(chǎn)理念與運營模式。

4.2 建立供水管理智慧服務平臺

在運用智慧水務系統(tǒng)的過程中，要考慮使用網(wǎng)絡技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)建立城市供水管理智慧服務平臺，形成數(shù)字化的供水管理體系。通過建立城市供水管理智慧服務平臺，一方面可以實現(xiàn)視頻監(jiān)控和資源共享，另一方面可以為工作人員的水務業(yè)務開展提供諸多便利。需要注意一點，在建立城市供水管理智慧服務平臺時，要對城市居民的實際生活需求多加考慮，借助智慧服務平臺向居民提供更多人性化與便利化的服務[6]。

4.3 建立信息資源系統(tǒng)

信息資源系統(tǒng)對智慧水務系統(tǒng)的運用有較大影響，要考慮使用多種科學技術(shù)優(yōu)化信息資源系統(tǒng)，尤其是要使用好物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)。比如，在使用大數(shù)據(jù)技術(shù)的過程中，要做好水務信息的收集與處理，建立基礎信息數(shù)據(jù)庫，不斷增強信息資源系統(tǒng)對智慧水務系統(tǒng)的支撐能力。

4.4 落實智慧水廠運維平臺的建設

為了讓智慧水務系統(tǒng)可以更加數(shù)字化與智慧化，必須完全融入水廠管理中，落實好智慧水廠運維平臺的建設工作。在建設智慧水廠運維平臺時，要將重點放在三個方面：①數(shù)字三維仿真；②巡檢及設備管理系統(tǒng)；③水廠生產(chǎn)運維管理和能耗監(jiān)測與節(jié)能分析。比如，在巡檢及設備管理系統(tǒng)中，必須對水廠運行設備實施動態(tài)化監(jiān)測，掌握動態(tài)化的運行信息，實現(xiàn)完整生命周期的管理[7]。再比如，開展水廠生產(chǎn)運維管理和能耗監(jiān)測與節(jié)能分析時，需要對水廠的生產(chǎn)經(jīng)營、數(shù)據(jù)建模、過程優(yōu)化、耗能指標、故障診斷開展綜合性處理，始終確保城市供水處于穩(wěn)定和高效狀態(tài)，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的用水。

5 結(jié)語

智慧水務系統(tǒng)在城市供水中的運用效果與優(yōu)勢是毋庸置疑的，對推進水務工作規(guī)范化、科學化與高效化十分有益。為發(fā)揮出智慧水務系統(tǒng)的最大優(yōu)勢，要注重相關(guān)科學技術(shù)的應用，幫助智慧水務實現(xiàn)信息化，破解水務行業(yè)發(fā)展困局，助力城市智慧水務的發(fā)展。在智慧水廠運維平臺的建設中，要做好智慧水務的規(guī)劃，努力與水廠互聯(lián)互通，實現(xiàn)信息的即時獲取與共享，為城市供水發(fā)展奠定良好的基礎條件。