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(guān)于大數(shù)據(jù)

在維克托·邁爾-舍恩伯格及肯尼斯·庫(kù)克耶編寫的《大數(shù)據(jù)時(shí)代》定義大數(shù)據(jù)是指不用隨機(jī)分析法(抽樣調(diào)查)這樣捷徑，而采用所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。IBM提出大數(shù)據(jù)的5V特點(diǎn)：Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多樣)、Value(低價(jià)值密度)、Veracity(真實(shí)性)。

2 大數(shù)據(jù)對(duì)水務(wù)企業(yè)作用

大數(shù)據(jù)的低價(jià)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(jì)算處理，與此同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算這兩項(xiàng)現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展及應(yīng)用為建設(shè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)創(chuàng)造了絕佳條件，也為當(dāng)今水務(wù)企業(yè)表務(wù)管理奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，讓水務(wù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)成為可能。水務(wù)企業(yè)很早以前提出的感知內(nèi)容全覆蓋、采集信息全掌握、傳輸時(shí)間全天候、應(yīng)用貫穿全過程的設(shè)想成為可能，指導(dǎo)水務(wù)企業(yè)以更加精準(zhǔn)和動(dòng)態(tài)的方式對(duì)表務(wù)管理工作進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)和管理，改善了企業(yè)與用戶的關(guān)系，提高了企業(yè)對(duì)水量管理和利用的明確性、高效性、靈活性和有效性。促進(jìn)水務(wù)企業(yè)由經(jīng)驗(yàn)管理到?jīng)Q策管理、由粗放管理到精細(xì)管理、由被動(dòng)管理向主動(dòng)管理、由靜態(tài)管理向動(dòng)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(zhuǎn)變提供全方位的科技支撐。

3 當(dāng)前水務(wù)公司表務(wù)管理現(xiàn)狀

水務(wù)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(wù)企業(yè)為例，企業(yè)供水服務(wù)人口約100萬，包含各類型企業(yè)，平均日供水量45萬t，當(dāng)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(xì)情況如表1所示。

以當(dāng)前該城市發(fā)展速度，預(yù)計(jì)接下來10年中，大量高層住宅用戶會(huì)接入戶表，每年會(huì)有超過15 000塊新表納入表務(wù)管理。而根據(jù)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)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(jì)

表2 水表檢定更換周期表

數(shù)量龐大的表務(wù)資產(chǎn)需要統(tǒng)籌管理，除每月正常抄表工作之外，還要對(duì)水表的檢定更換，同時(shí)為了減少因水表計(jì)量問題造成的水量計(jì)量偏差，還要求水業(yè)公司各營(yíng)業(yè)中心對(duì)計(jì)量水量波動(dòng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，尤其是對(duì)大口徑水表，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)制定相應(yīng)的措施。為此制定了水量及幅度波動(dòng)預(yù)警如表3所示。

表3 水量及幅度波動(dòng)預(yù)警

按企業(yè)正常的表務(wù)管理流程，各營(yíng)業(yè)中心按月查抄各個(gè)水表數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)處理水量及幅度波動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)異常的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)因水表問題造成計(jì)量問題。水表檢定中心按歷史臺(tái)賬及各營(yíng)業(yè)中心的數(shù)據(jù)對(duì)相關(guān)的水表進(jìn)行檢定和更換。

但是數(shù)量如此之大的表務(wù)數(shù)據(jù)，每個(gè)月都有新表納入表務(wù)管理，除了新建的住宅小區(qū)是使用的普通遠(yuǎn)傳水表外，大部分還是采用人工抄表模式，每個(gè)月十幾萬條抄表數(shù)據(jù)，同時(shí)處理水量及幅度波動(dòng)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(fù)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(jīng)看不過來。依靠原始的人工處理方式，難以對(duì)如此數(shù)量的低價(jià)值密度進(jìn)行有效的分析處理，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)統(tǒng)計(jì)分析所需要的數(shù)據(jù)不能及時(shí)準(zhǔn)確的獲取，也對(duì)企業(yè)戰(zhàn)略制定形成制約。

4 大數(shù)據(jù)平臺(tái)在水務(wù)企業(yè)的應(yīng)用

針對(duì)當(dāng)前水務(wù)公司表務(wù)管理現(xiàn)狀，水務(wù)企業(yè)通過建設(shè)水務(wù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可完成表務(wù)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?qū)Ｓ眉夹g(shù)專業(yè)化，通過對(duì)技術(shù)進(jìn)行封裝，對(duì)業(yè)務(wù)分析人員提供更容易使用的WEB頁(yè)面，提供友好的圖形交互操作，輕松完成挖掘任務(wù)的創(chuàng)建與運(yùn)行。針對(duì)不同的挖掘結(jié)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(shí)時(shí)查詢、數(shù)據(jù)分析到可視化展示，大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以完成和實(shí)現(xiàn)所有的數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，大數(shù)據(jù)分析針對(duì)水務(wù)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(chǎn)，凸顯并激發(fā)數(shù)據(jù)最大的價(jià)值；大數(shù)據(jù)調(diào)度，分解數(shù)據(jù)處理計(jì)算任務(wù)，任務(wù)執(zhí)行之間能夠互相依賴,前置任務(wù)失敗,后續(xù)依賴任務(wù)不執(zhí)行，并行執(zhí)行任務(wù),縮短執(zhí)行時(shí)間，定時(shí)觸發(fā)計(jì)算任務(wù)；并提供有詳細(xì)的、清晰的調(diào)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(shù)的智能水表，實(shí)現(xiàn)對(duì)表務(wù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，水表狀態(tài)的實(shí)時(shí)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(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析處理，做出相應(yīng)的處理結(jié)果與輔助決策建議，對(duì)水量信息異常做出相應(yīng)的提醒預(yù)警，制定相應(yīng)的措施計(jì)劃，對(duì)水表狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)感知，制定水表檢定更換計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)水務(wù)企業(yè)表務(wù)管理由被動(dòng)向主動(dòng)轉(zhuǎn)變，更具有科學(xué)性和針對(duì)性，通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)問題溯源，智慧決策。

通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可以更直觀、及時(shí)、便捷的監(jiān)控所有戶表狀態(tài)，針對(duì)戶表狀態(tài)做出預(yù)防性的維護(hù)和保養(yǎng)，設(shè)備管理無紙化，合理優(yōu)化庫(kù)存，水表檢定更換任務(wù)零遺漏，更準(zhǔn)確的掌握數(shù)據(jù)資產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)表務(wù)資產(chǎn)的全生命周期管理。

通過建立動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)表務(wù)大數(shù)據(jù)分析和可視化?；诟黝惤Y(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的分析，實(shí)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(hù)流程，只需理解SQL就能完成專業(yè)化的挖掘業(yè)務(wù)，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(jī)的范圍。

通過數(shù)學(xué)模型的建立可以達(dá)到包括但不限于以下目標(biāo)：

1)漏損計(jì)算。

通過數(shù)學(xué)模型可以基于實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)分析進(jìn)行包括輸水管網(wǎng)和配水管網(wǎng)的漏損計(jì)算，尤其實(shí)時(shí)漏水分析將基于水表、壓力計(jì)、閥門等的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、管網(wǎng)地圖，實(shí)時(shí)計(jì)算漏水情況，尤其對(duì)于爆管等應(yīng)急情況，根據(jù)管網(wǎng)特性和流量進(jìn)行漏損初步定位，并計(jì)算出漏水量。

DMA(分區(qū)裝表計(jì)量)是配水管網(wǎng)的組成部分，其邊界既可以是流量?jī)x監(jiān)控或由關(guān)閉閥門進(jìn)行隔離。對(duì)于已建立了DMA的配水管網(wǎng)，WMS通過配水管網(wǎng)漏損計(jì)算模塊進(jìn)行計(jì)算，既可以實(shí)時(shí)計(jì)算配水管網(wǎng)漏損量，也可以分析配水管網(wǎng)的產(chǎn)銷差。

2)主動(dòng)漏損控制。

利用GIS地圖、水表等計(jì)量漏水監(jiān)測(cè)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(jì)算并顯示每小時(shí)漏水量曲線，漏水發(fā)生時(shí)間，漏點(diǎn)數(shù)量等信息。

通過對(duì)完善的漏水分析計(jì)算方法，對(duì)可疑的漏水區(qū)域進(jìn)行定位和漏水量計(jì)算，按照重要等級(jí)設(shè)置優(yōu)先級(jí)，并提供工具編制檢漏計(jì)劃，安排相關(guān)檢漏人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察和維護(hù)，并對(duì)檢漏之后的效果進(jìn)行評(píng)估，反饋到漏水管理系統(tǒng)中，對(duì)檢漏效果進(jìn)行績(jī)效評(píng)價(jià)。

集成人工檢漏數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)提示的漏水區(qū)域基礎(chǔ)上，管理人工確認(rèn)漏點(diǎn)數(shù)量、維修后的漏點(diǎn)數(shù)量、節(jié)水量估算、人工檢漏方法等，并對(duì)每次檢漏、漏水區(qū)域維護(hù)后的漏水情況進(jìn)行評(píng)估，使漏水管理從漏水監(jiān)測(cè)、漏水分析、漏水維修、維修績(jī)效評(píng)估、基礎(chǔ)設(shè)施改造計(jì)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(jì)算漏損率，分析漏損與用水量直接的關(guān)系。漏損管理系統(tǒng)可以計(jì)算任意一個(gè)管理層級(jí)的用水量數(shù)據(jù)，并在曲線圖中展現(xiàn)，包括全水務(wù)公司用水量、管網(wǎng)所、一級(jí)分區(qū)、二級(jí)分區(qū)、DMA等。如果導(dǎo)入氣溫?cái)?shù)據(jù)，還可以比對(duì)氣溫和用水量之間的關(guān)系。

5 結(jié)語(yǔ)

水務(wù)企業(yè)作為與城市中每個(gè)人的生活息息相關(guān)的重要民生企業(yè)，應(yīng)抓住和利用好新一輪科技革命，在互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展大潮中適應(yīng)新常態(tài)、建設(shè)新水務(wù)，推行問題導(dǎo)向，通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)解決企業(yè)運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)的問題，從根本上推進(jìn)水務(wù)企業(yè)信息化水平，全面提升服務(wù)水平和企業(yè)效益，積極改善企業(yè)與用戶的關(guān)系。當(dāng)前水務(wù)企業(yè)在表務(wù)管理方面，可結(jié)合適應(yīng)企業(yè)實(shí)際情況，建設(shè)基于大數(shù)據(jù)的表務(wù)管理平臺(tái)。通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)，將能很好的解決當(dāng)前水務(wù)企業(yè)表務(wù)管理的問題。