宗延萍

（東營(yíng)市市政工程設(shè)計(jì)院）

1 引言

在信息化發(fā)展過程中，傳統(tǒng)水務(wù)管理體系與模式已經(jīng)無法很好地應(yīng)對(duì)城市供水的諸多需求，并會(huì)引發(fā)一些不利問題，對(duì)城市供水效率與質(zhì)量均造成影響。智慧水務(wù)系統(tǒng)屬于水務(wù)信息化發(fā)展的高級(jí)階段，是未來水務(wù)的發(fā)展方向，其所發(fā)揮出的優(yōu)勢(shì)與作用是毋庸置疑的。從當(dāng)前智慧水務(wù)體系的建設(shè)來說，主要依賴于云計(jì)算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、BIM監(jiān)護(hù)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(xué)技術(shù)，智慧水務(wù)系統(tǒng)在城市供水中的應(yīng)用場(chǎng)景越來越豐富，讓水務(wù)企業(yè)的生產(chǎn)與運(yùn)營(yíng)發(fā)生了較大轉(zhuǎn)變。針對(duì)此，必須進(jìn)一步做好智慧水務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)與優(yōu)化工作，切實(shí)發(fā)揮好智慧水務(wù)系統(tǒng)在城市供水中的價(jià)值。

2 智慧水務(wù)系統(tǒng)在城市供水中的運(yùn)用價(jià)值

智慧水務(wù)系統(tǒng)是新型水務(wù)管理系統(tǒng)，本質(zhì)上是無線水務(wù)，終端可以隨處可見，借助云計(jì)算、射頻識(shí)別、物聯(lián)網(wǎng)可以將水廠的各類基礎(chǔ)設(shè)施有效聯(lián)系起來，從而構(gòu)建一個(gè)智慧化的水務(wù)系統(tǒng)。另外，智慧水務(wù)系統(tǒng)可以自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的深度分析，努力讓整個(gè)水務(wù)系統(tǒng)成為及時(shí)反應(yīng)和統(tǒng)一指揮決策的大腦[1]。從當(dāng)前所建設(shè)的智慧水務(wù)系統(tǒng)來看，可以將精細(xì)化管理、智能調(diào)度和供水服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化聯(lián)系起來，對(duì)水務(wù)工作實(shí)現(xiàn)智慧管控和動(dòng)態(tài)化管理?？偟膩碚f，智慧水務(wù)系統(tǒng)在城市供水中的運(yùn)用價(jià)值集中體現(xiàn)在以下方面（見圖1）。

圖1 城市智慧水務(wù)系統(tǒng)框圖

①與傳統(tǒng)的水務(wù)技術(shù)相比，智慧水務(wù)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(dòng)化操作與監(jiān)控中可以對(duì)水質(zhì)安全實(shí)施24h的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，方便技術(shù)人員隨時(shí)掌握水質(zhì)情況。

②智慧水務(wù)系統(tǒng)借助多種科學(xué)技術(shù)，完全改變了傳統(tǒng)水務(wù)工作的方式方法，可以讓管網(wǎng)調(diào)度更加科學(xué)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(tái)，能夠全面清晰地查閱各個(gè)區(qū)域的供水與用水情況，并且可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用水量信息。通過分析實(shí)時(shí)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(wù)系統(tǒng)的幫助下，數(shù)據(jù)采集設(shè)備與傳輸設(shè)備可以在線監(jiān)測(cè)出水務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，同步整合水務(wù)管理部門設(shè)施，構(gòu)建出“水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)”[2]。

3 城市智慧水務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)路徑

3.1 總體框架

城市智慧水務(wù)系統(tǒng)包括兩大部分，一是應(yīng)用層，二是用戶層。用戶層主要包括業(yè)務(wù)人員、管理人員與公眾人員，可實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)化采集，應(yīng)用層可以對(duì)水務(wù)業(yè)務(wù)實(shí)施集成化管理，從整體上來提升城市水務(wù)工作的科學(xué)性與合理性，城市智慧水務(wù)系統(tǒng)的總體框架見表1。

表1 城市智慧水務(wù)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(wù)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(luò)設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)儀表實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)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(shí)、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(gè)城市供水智慧水務(wù)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(shí)也是智慧水務(wù)系統(tǒng)的信息來源。為切實(shí)發(fā)揮好智慧水務(wù)系統(tǒng)的價(jià)值，要重點(diǎn)建設(shè)完整的基礎(chǔ)設(shè)施與數(shù)據(jù)庫，增強(qiáng)數(shù)據(jù)層的資源整合水平，為水務(wù)工作的開展提供良好的基礎(chǔ)條件[3]。在城市化進(jìn)程不斷加快的大背景下，在進(jìn)一步發(fā)展智慧水務(wù)系統(tǒng)的過程中，要做好水務(wù)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)挖掘工作，將智慧水務(wù)系統(tǒng)真正應(yīng)用到城市供水中。

3.4 門戶層

從當(dāng)前所建設(shè)的智慧水務(wù)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(fù)責(zé)，開展日常的運(yùn)營(yíng)與維修工作，同時(shí)業(yè)務(wù)人員可以借助行業(yè)門戶與其他的業(yè)務(wù)人員展開溝通交流，確保各項(xiàng)水務(wù)工作均有序展開，增強(qiáng)智慧水務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)能力。值得一提的是，所建立的公共信息門戶能夠?yàn)槌鞘杏脩舻淖稍兲峁┣?，用戶可以及時(shí)且動(dòng)態(tài)地獲取水務(wù)信息，參與水務(wù)建設(shè)。

3.5 數(shù)據(jù)管理平臺(tái)

之所以要建立數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，最主要的原因是有效整理與存儲(chǔ)智慧水務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息，一方面確保水務(wù)工作有效開展，另一方面為相關(guān)部門的水務(wù)工作開展提供數(shù)據(jù)支撐。從當(dāng)前智慧水務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的應(yīng)用來看，可以從兩個(gè)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(chǔ)實(shí)現(xiàn)完整性，完成數(shù)據(jù)信息的備份與存儲(chǔ)[4]；②通過數(shù)據(jù)整合可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集約化管理，存儲(chǔ)空間也可以得到節(jié)約，有利于降低數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)成本。

4 智慧水務(wù)系統(tǒng)在城市供水中的運(yùn)用

4.1 發(fā)揮好相關(guān)科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

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

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

大數(shù)據(jù)在智慧水務(wù)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，可以更好地整合與處理水務(wù)信息，且可以實(shí)現(xiàn)水務(wù)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(dòng)智慧水務(wù)系統(tǒng)不斷發(fā)展。

在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用中，要將重點(diǎn)放在水污染事件的監(jiān)測(cè)上，一方面要實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)供水與排水情況，另一方面要及時(shí)排查所潛在的風(fēng)險(xiǎn)，切實(shí)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)信息的實(shí)時(shí)跟蹤。

GIS地理信息系統(tǒng)在智慧水務(wù)系統(tǒng)中也發(fā)揮著較好的作用，尤其是可以對(duì)管網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源實(shí)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(shì)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(qiáng)的局限性。

人工智能是智慧水務(wù)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(shè)計(jì)、智能檢測(cè)的功能均是智慧水務(wù)系統(tǒng)所缺失的。可以說，在人工智能的幫助下，智慧水務(wù)系統(tǒng)在水務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛，改變水務(wù)企業(yè)的生產(chǎn)理念與運(yùn)營(yíng)模式。

4.2 建立供水管理智慧服務(wù)平臺(tái)

在運(yùn)用智慧水務(wù)系統(tǒng)的過程中，要考慮使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)建立城市供水管理智慧服務(wù)平臺(tái)，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(wù)平臺(tái)，一方面可以實(shí)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(wù)業(yè)務(wù)開展提供諸多便利。需要注意一點(diǎn)，在建立城市供水管理智慧服務(wù)平臺(tái)時(shí)，要對(duì)城市居民的實(shí)際生活需求多加考慮，借助智慧服務(wù)平臺(tái)向居民提供更多人性化與便利化的服務(wù)[6]。

4.3 建立信息資源系統(tǒng)

信息資源系統(tǒng)對(duì)智慧水務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)用有較大影響，要考慮使用多種科學(xué)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(wù)信息的收集與處理，建立基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，不斷增強(qiáng)信息資源系統(tǒng)對(duì)智慧水務(wù)系統(tǒng)的支撐能力。

4.4 落實(shí)智慧水廠運(yùn)維平臺(tái)的建設(shè)

為了讓智慧水務(wù)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(shí)好智慧水廠運(yùn)維平臺(tái)的建設(shè)工作。在建設(shè)智慧水廠運(yùn)維平臺(tái)時(shí)，要將重點(diǎn)放在三個(gè)方面：①數(shù)字三維仿真；②巡檢及設(shè)備管理系統(tǒng)；③水廠生產(chǎn)運(yùn)維管理和能耗監(jiān)測(cè)與節(jié)能分析。比如，在巡檢及設(shè)備管理系統(tǒng)中，必須對(duì)水廠運(yùn)行設(shè)備實(shí)施動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)，掌握動(dòng)態(tài)化的運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)完整生命周期的管理[7]。再比如，開展水廠生產(chǎn)運(yùn)維管理和能耗監(jiān)測(cè)與節(jié)能分析時(shí)，需要對(duì)水廠的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、數(shù)據(jù)建模、過程優(yōu)化、耗能指標(biāo)、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(wù)系統(tǒng)在城市供水中的運(yùn)用效果與優(yōu)勢(shì)是毋庸置疑的，對(duì)推進(jìn)水務(wù)工作規(guī)范化、科學(xué)化與高效化十分有益。為發(fā)揮出智慧水務(wù)系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)，要注重相關(guān)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，幫助智慧水務(wù)實(shí)現(xiàn)信息化，破解水務(wù)行業(yè)發(fā)展困局，助力城市智慧水務(wù)的發(fā)展。在智慧水廠運(yùn)維平臺(tái)的建設(shè)中，要做好智慧水務(wù)的規(guī)劃，努力與水廠互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)信息的即時(shí)獲取與共享，為城市供水發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)條件。