近年來(lái)，智慧水務(wù)已成為傳統(tǒng)水務(wù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)型升級(jí)或業(yè)務(wù)拓展的重要方向。智慧水務(wù)是水務(wù)信息化發(fā)展的高級(jí)階段，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，傳統(tǒng)水務(wù)企業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的必經(jīng)之路。我國(guó)智慧水務(wù)已進(jìn)入高速發(fā)展期，智慧水務(wù)的發(fā)展不僅將助推我國(guó)水處理行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，也將促進(jìn)城市綠色發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)標(biāo)的。智慧水務(wù)的發(fā)展離不開(kāi)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的支撐。
水資源困境加速智慧水務(wù)發(fā)展
我國(guó)是水資源需求大國(guó)，但是長(zhǎng)期面臨水資源分布不均、人均占有量少、水資源利用率低的問(wèn)題。我國(guó)水資源總量為2.8萬(wàn)億立方米，人均水資源量為2220立方米，預(yù)測(cè)到2030年人口增至15億時(shí)，人均水資源量將降到1660立方米。有關(guān)專家發(fā)出警告，從2010年開(kāi)始，我國(guó)進(jìn)入嚴(yán)重缺水期，而未來(lái)缺水問(wèn)題將會(huì)進(jìn)一步加重。
此外，隨著我國(guó)城市供水量的逐年增長(zhǎng)、供水管道布局的日益復(fù)雜和水資源污染問(wèn)題，水務(wù)信息化建設(shè)急需提升。面對(duì)我國(guó)的水資源困境，推動(dòng)智慧水務(wù)建設(shè)是必經(jīng)之路。
國(guó)家政策助力智慧水務(wù)發(fā)展
智慧水務(wù)作為智慧城市建設(shè)的重要部分，是我國(guó)戰(zhàn)略層面的重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)。為更好的推動(dòng)智慧水務(wù)的發(fā)展，2019年，水利部先后印發(fā)了《水利業(yè)務(wù)需求分析報(bào)告》、《加快推進(jìn)智慧水利指導(dǎo)意見(jiàn)》、《智慧水利總體方案》和《水利網(wǎng)信水平提升三年行動(dòng)方案(2019-2021年》，系統(tǒng)規(guī)劃了水利網(wǎng)信發(fā)展的時(shí)間表、路線圖、任務(wù)書(shū)，旨在推動(dòng)水務(wù)工作的信息化進(jìn)程。同時(shí)，各省市政府也積極響應(yīng)“水十條”，不斷提升水務(wù)行業(yè)的智慧化水平。智慧水務(wù)已成為傳統(tǒng)水務(wù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)型升級(jí)或業(yè)務(wù)拓展的重要方向。
智慧水務(wù)技術(shù)架構(gòu)
智慧水務(wù)是通過(guò)數(shù)據(jù)采集傳感器、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、水質(zhì)水壓表等在線監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)感知城市供排水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，采用可視化的方式有機(jī)整合水務(wù)管理部門與供排水設(shè)施，形成“城市水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)”，對(duì)水務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行智能化管理，保障用水安全，實(shí)現(xiàn)污水治理的精準(zhǔn)化，提高水務(wù)管理和服務(wù)水平。
智慧水務(wù)的技術(shù)架構(gòu)包括信息安全、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、業(yè)務(wù)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)重心、信息采集和基礎(chǔ)設(shè)施。其中，信息采集是智慧水務(wù)“感覺(jué)系統(tǒng)”，助力監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)涉水對(duì)象及其環(huán)境信息的感知和接受。
從采集、傳輸、處理、整編、分析，到數(shù)據(jù)推送的一系列規(guī)范化數(shù)據(jù)服務(wù)。從縱橫向開(kāi)展數(shù)據(jù)的自動(dòng)化傳感或人工方式的采集、視頻資源等共享和信息化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施與安全體系建設(shè)。
發(fā)展方向從“信息化”邁向“智慧化”
中國(guó)智慧水務(wù)發(fā)展大體可分為三個(gè)階段。
水務(wù)自動(dòng)化（1.0）階段，以自動(dòng)化控制為核心，著眼于工藝優(yōu)化以及生產(chǎn)效率的提升；水務(wù)信息化（2.0）階段，以企業(yè)信息化為核心，更多地在企業(yè)資源管理、移動(dòng)應(yīng)用、算法應(yīng)用方面進(jìn)行突破；水務(wù)智慧化（3.0）階段，則是大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈的綜合應(yīng)用。目前，我國(guó)正從信息化階段，邁向智慧化階段。
中國(guó)智慧水務(wù)行業(yè)發(fā)展階段分析情況
隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)不斷融入傳統(tǒng)行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，新興技術(shù)和智能工業(yè)的不斷融合，智慧水務(wù)行業(yè)發(fā)展具有明顯的前景。“智慧水務(wù)”是水務(wù)信息化發(fā)展的高級(jí)階段，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，傳統(tǒng)水務(wù)企業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的必經(jīng)之路。
智慧水務(wù)對(duì)政府、社會(huì)和用戶的價(jià)值在于，它將最大程度上提升水務(wù)公司的應(yīng)急響應(yīng)能力，包括對(duì)管網(wǎng)的搶修、水質(zhì)安全監(jiān)測(cè)等。通過(guò)建模，水務(wù)公司對(duì)供水管網(wǎng)的壓力進(jìn)行更精確的細(xì)化計(jì)算，不同的小區(qū)將更科學(xué)地分配水壓，高層建筑水壓力不夠的現(xiàn)象將大大減少。智慧水務(wù)的建設(shè)能夠有效地緩解水資源短缺的情況。
智慧水務(wù)建設(shè)的思考——以南京市為例
智慧水利是智慧社會(huì)的重要組成部分，是新時(shí)代水利信息化發(fā)展的更高階段，是落實(shí)水利十大業(yè)務(wù)需求分析、補(bǔ)短板和強(qiáng)監(jiān)管的重要抓手，是水利業(yè)務(wù)流程優(yōu)化再造的驅(qū)動(dòng)引擎、水利工作模式創(chuàng)新的技術(shù)支撐，也是推進(jìn)水治理體系和治理能力現(xiàn)代化的客觀要求。
南京市地處中國(guó)東部、長(zhǎng)江下游，瀕江近海，市內(nèi)水系發(fā)達(dá)，作為東部沿海經(jīng)濟(jì)帶與長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶戰(zhàn)略交匯的重要節(jié)點(diǎn)城市，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)智慧水務(wù)管控平臺(tái)是當(dāng)前水務(wù)管理工作的必然選擇。
本文通過(guò)對(duì)南京市智慧水務(wù)管理的思考，探索智慧水務(wù)建設(shè)思路和主要任務(wù)，以期為南京打造智慧水務(wù)、提升水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)化智能化水平提供依據(jù)，為其他地區(qū)的智慧水務(wù)管理提供參考。
一、南京市智慧水務(wù)管理現(xiàn)狀
經(jīng)過(guò) 10 余年的不斷努力，南京水務(wù)信息化建設(shè)取得了較大的進(jìn)步，智慧水務(wù)建設(shè)已進(jìn)行了很多積極有效的探索，建設(shè)完成水情、雨情、工情、水質(zhì)、管網(wǎng)液位、壓力等多種類型物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)，為水務(wù)工程調(diào)度、供排水管理等業(yè)務(wù)提供全面詳實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。建設(shè)了水務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源數(shù)據(jù)庫(kù)，涵蓋了 40 多類工程數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的集中管理與共享。在業(yè)務(wù)管理方面已經(jīng)建設(shè)了較多的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，建設(shè)完成水務(wù)工程調(diào)度、供水管理、排水管理、河長(zhǎng)制、農(nóng)村基層防汛預(yù)報(bào)預(yù)警體系等多個(gè)專項(xiàng)應(yīng)用系統(tǒng)。
這些建設(shè)成果有力地支撐了南京水務(wù)現(xiàn)代化的發(fā)展，然而南京智慧水務(wù)建設(shè)仍處于起步階段，無(wú)論從物聯(lián)感知體系還是業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)方面，南京水務(wù)信息化仍落后同等層次發(fā)達(dá)城市，與南京智慧城市建設(shè)要求仍存在差距。對(duì)照“基礎(chǔ)設(shè)施集約完善、業(yè)務(wù)應(yīng)用協(xié)同智能、信息資源全面共享、信息網(wǎng)絡(luò)泛在安全”的智慧水務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，還存在一定的問(wèn)題和差距。
（一）透徹感知不夠。目前雖然已經(jīng)建立了工程調(diào)度、供排水監(jiān)測(cè)、水資源管理、河湖管理等方面的監(jiān)測(cè)采集系統(tǒng)，但是，受限于投資預(yù)算、技術(shù)發(fā)展、業(yè)務(wù)需求等原因，感知監(jiān)測(cè)體系存在覆蓋范圍不夠、數(shù)量不足，監(jiān)測(cè)種類不全面、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問(wèn)題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的維護(hù)、應(yīng)用和共享能力不足，無(wú)法有效支撐“安全水務(wù)、資源水務(wù)、生態(tài)水務(wù)、民生水務(wù)、法治水務(wù)”統(tǒng)籌發(fā)展的需要。
（二）信息資源開(kāi)發(fā)利用不夠。內(nèi)部整合不夠 ：南京市在水務(wù)業(yè)務(wù)管理方面已經(jīng)建設(shè)了較多的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，但現(xiàn)有系統(tǒng)未能做到有效集成，導(dǎo)致“業(yè)務(wù)孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重，也增加了業(yè)務(wù)管理人員的工作量，在提高工作效率、實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同等方面存在不足。外部共享不足 ：目前主要接入了防汛需要的部分氣象數(shù)據(jù)、城市內(nèi)澇監(jiān)控視頻等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，其他行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)如規(guī)劃與自然資源部門的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、環(huán)保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等還未能做到共享接入。數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)利用不夠深入 ：信息資源數(shù)據(jù)分散，未進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)整合，開(kāi)發(fā)利用程度不高，缺乏對(duì)數(shù)據(jù)的有效抽取和匯集、建庫(kù)管理、分析加工，對(duì)業(yè)務(wù)決策支撐能力不夠強(qiáng)。
（三）業(yè)務(wù)應(yīng)用覆蓋面與智慧化水平不高。系統(tǒng)和業(yè)務(wù)融合不深入，目前水務(wù)調(diào)度管理、供水等業(yè)務(wù)已基本完成管理要素的數(shù)字化，但排水管理、河湖管理等大多數(shù)業(yè)務(wù)信息化應(yīng)用水平總體偏低，各類信息在實(shí)際工作中未能規(guī)范流轉(zhuǎn)和充分應(yīng)用。專業(yè)決策支撐能力不足，水務(wù)專業(yè)算法和服務(wù)能力不足，依托預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的決策支撐能力相對(duì)薄弱，系統(tǒng)智慧化水平不高。前沿信息技術(shù)應(yīng)用水平不高，高新信息技術(shù)的潛能尚未得到充分挖掘，水利業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)主要以展示查詢、統(tǒng)計(jì)分析、流程運(yùn)轉(zhuǎn)、信息服務(wù)等功能為主，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等前沿技術(shù)基本未得到廣泛應(yīng)用，整體水平不能滿足應(yīng)用需要。
（四）應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)有待提升。南京市水務(wù)局在機(jī)房、電力環(huán)境保障以及設(shè)備、設(shè)施、介質(zhì)的防盜、防破壞等方面已具有較為完善的措施，但隨著智慧水務(wù)建設(shè)的深入，應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)模、數(shù)據(jù)量持續(xù)增長(zhǎng)，面臨著前所未有的威脅、風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，水務(wù)網(wǎng)絡(luò)安全責(zé)任更加重大，應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)有待進(jìn)一步提升。
二、智慧水務(wù)建設(shè)規(guī)模與內(nèi)容
基本完成“智慧水務(wù)”框架體系的搭建，包括立體感知體系、數(shù)據(jù)中心、應(yīng)用支撐平臺(tái)、智慧水務(wù)應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系等內(nèi)容，初步形成平臺(tái)集約化、業(yè)務(wù)協(xié)同化、決策科學(xué)化的南京市智慧水務(wù)平臺(tái)。
（一）立體感知體系在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，利用各種感知設(shè)備、技術(shù)手段和方法，完善重點(diǎn)業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)體系建設(shè)，為智慧水務(wù)提供內(nèi)容全面、質(zhì)量可靠的感知數(shù)據(jù)。
（二）水務(wù)數(shù)據(jù)中心完成水務(wù)系統(tǒng)內(nèi)部和相關(guān)業(yè)務(wù)部門的數(shù)據(jù)匯集和治理，形成支撐整個(gè)南京市智慧水務(wù)平臺(tái)需要的數(shù)據(jù)中心。結(jié)合水務(wù)排水設(shè)施排查（二期）工作，對(duì)相關(guān)成果進(jìn)行整合存儲(chǔ)應(yīng)用。
（三）應(yīng)用支撐平臺(tái)完成應(yīng)用支撐平臺(tái)建設(shè)，為頂層水務(wù)應(yīng)用提供地圖服務(wù)、視頻管理服務(wù)、專題數(shù)據(jù)服務(wù)等支撐，保障智慧水務(wù)應(yīng)用穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。
（四）智慧水務(wù)應(yīng)用平臺(tái)系統(tǒng)基于統(tǒng)一門戶實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)登錄，具有水務(wù)全要素地圖展示的業(yè)務(wù)平臺(tái)與水務(wù)大屏展示平臺(tái)，行業(yè)應(yīng)用方面實(shí)現(xiàn)水務(wù)調(diào)度管理、供水管理、排水管理、河湖管理的智慧化，同時(shí)建設(shè)智慧水務(wù)移動(dòng)端行業(yè)應(yīng)用。
（五）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系初步建立南京市水務(wù)信息化建設(shè)和管理的技術(shù)保障體系，為物聯(lián)數(shù)據(jù)接收、水務(wù)數(shù)據(jù)目錄管理及服務(wù)共享、運(yùn)行維護(hù)提供統(tǒng)一的規(guī)范和指導(dǎo)，避免盲目和重復(fù)建設(shè)，提升信息資源的應(yīng)用和共享效率。 （六）安全保障體系南京市水務(wù)局機(jī)房已按照等級(jí)保護(hù)二級(jí)要求建設(shè)了完善的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，并進(jìn)行了相關(guān)測(cè)評(píng)，符合水務(wù)系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的需求，本項(xiàng)目新建設(shè)系統(tǒng)全部部署在政務(wù)云上，網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)利用政務(wù)云資源，保護(hù)系統(tǒng)安全。
三、智慧水務(wù)建設(shè)效益
通過(guò)智慧水務(wù)建設(shè)，將帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。
（一）增強(qiáng)快速協(xié)同指揮能力，降低經(jīng)濟(jì)損失智慧水務(wù)系統(tǒng)統(tǒng)一整合了南京市各區(qū)水雨情與泵閘站的監(jiān)測(cè)信息，并新增了監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，提高指揮調(diào)度能力，加強(qiáng)水環(huán)境治理效果，增強(qiáng)對(duì)突發(fā)性事件和潛在危險(xiǎn)的快速反應(yīng)能力，降低經(jīng)濟(jì)損失。
（二）優(yōu)化資源共享應(yīng)用，發(fā)揮投資效益遵循集約共享的基本原則，南京智慧水務(wù)所有信息基礎(chǔ)設(shè)施（包括采集、監(jiān)控、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)存貯、計(jì)算、安全和機(jī)房等軟硬件設(shè)施），基于南京市統(tǒng)一的云計(jì)算環(huán)境，按照資源共享的原則建設(shè)和應(yīng)用。通過(guò)最大程度地共享水務(wù)行業(yè)內(nèi)部信息資源和全市相關(guān)部門信息資源，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，信息互聯(lián)互通，處理按需協(xié)同，促進(jìn)信息基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用系統(tǒng)效能最大化，挖掘已有成果的效益，充分發(fā)揮投資效益。
（三）統(tǒng)一水務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)，減少重復(fù)投入通過(guò)建立南京市統(tǒng)一的排水管網(wǎng)專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，為領(lǐng)導(dǎo)決策、業(yè)務(wù)使用、公眾知情提供統(tǒng)一的水務(wù)設(shè)施數(shù)據(jù)服務(wù)，可以為各行業(yè)提供水務(wù)管理的數(shù)據(jù)服務(wù)和分析決策服務(wù)。通過(guò)摸清排水管網(wǎng)設(shè)施狀況，一方面可以減少水務(wù)設(shè)施的重復(fù)建設(shè)，另一方面可以加大水務(wù)信息的共享，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
（四）促進(jìn)水務(wù)改革，保障南京市經(jīng)濟(jì)發(fā)展內(nèi)澇頻繁、水資源供需矛盾、水務(wù)設(shè)施薄弱等是水務(wù)發(fā)展的主要問(wèn)題。構(gòu)建智慧水務(wù)系統(tǒng)，促進(jìn)“智慧水務(wù)”的建設(shè)，提升水務(wù)信息化水平，加快水務(wù)現(xiàn)代化步伐，能夠促進(jìn)水務(wù)改革與發(fā)展，保障南京經(jīng)濟(jì)發(fā)展。南京市水務(wù)局成立智慧水務(wù)建設(shè)推進(jìn)機(jī)構(gòu)，統(tǒng)籌智慧水務(wù)規(guī)劃建設(shè) ；強(qiáng)化市區(qū)聯(lián)動(dòng)，逐級(jí)分解責(zé)任，保障建設(shè)任務(wù)全面落實(shí)；推行共建共享，形成良好的建設(shè)成果及數(shù)據(jù)資源共享機(jī)制。
（五）摸清排水設(shè)施，完善排水基礎(chǔ)數(shù)據(jù)將進(jìn)一步摸清南京市中心城區(qū)排水管網(wǎng)現(xiàn)狀和排水設(shè)施現(xiàn)狀，對(duì)水環(huán)境整治提升、消除劣Ⅴ類水等均能提供準(zhǔn)確、完善的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)可為環(huán)境治理工程提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和分析決策數(shù)據(jù)，為南京市水環(huán)境治理提供信息化保障平臺(tái)和服務(wù)平臺(tái)。
（六）完善立體感知體系建設(shè)，提高水務(wù)監(jiān)管能力，減少水安全問(wèn)題完善了立體感知體系，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上加強(qiáng)了水位、工情、視頻監(jiān)控和排水干管水位監(jiān)測(cè)，提供了水務(wù)局對(duì)水務(wù)設(shè)施的狀態(tài)的感知能力和監(jiān)管能力，能有效加強(qiáng)對(duì)管網(wǎng)長(zhǎng)期高水位運(yùn)行，汛期泵閘站運(yùn)行狀態(tài)不明等問(wèn)題的感知與提前處理能力，減少污水冒溢、城市內(nèi)澇等水安全問(wèn)題對(duì)社會(huì)造成的影響。
四、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)智慧水務(wù)管理，能為南京市帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益，構(gòu)建靈敏及時(shí)的水務(wù)感知體系、功能完備的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、準(zhǔn)確高效的輔助決策調(diào)度指揮體系，是提高水務(wù)管理工作效能、實(shí)現(xiàn)水務(wù)智慧化、水務(wù)服務(wù)社會(huì)的重要途徑和必然要求，是改造傳統(tǒng)水務(wù)，促進(jìn)水務(wù)改革與現(xiàn)代化發(fā)展的重要措施，是推動(dòng)綠色生態(tài)發(fā)展保護(hù)青山綠水建設(shè)生態(tài)文明的重要保障，也是智慧城市建設(shè)的重要組成部分。
來(lái)源：江蘇智慧水務(wù)研究院，南京市水務(wù)設(shè)施管理中心
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