智慧水務系統在城市供水中的應用

楊哲

摘 要：系統講解了供水管網面臨的緊迫問題，利用“智慧供水”的概念，介紹了網絡技術和系統通過數據自動采集和深度分析?！爸腔酃┧背浞掷镁W絡、物聯網技術和信息資源，可有效地進行服務、效能整合與升級，介紹了“智慧供水”的發展前景和社會效益，展望了“智慧供水”未來發展趨勢。

關鍵詞：智慧水務 城市供水 系統應用

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）04（b）-0036-03

1 智慧水務概述

隨著城市化水平的發展，城市供水近年也在高速發展，供水問題得到廣泛關注，但歷年供水管網改造經費投入較少，供水管網綜合情況不清，供水管網的管理困難，常出現爆管等事故，用戶端的水質影響較大，每天漏損較嚴重，其主要原因如下：（1）資料缺乏，頻繁發生施工事故導致供水系統被破壞，無法統計經常破壞的地點、位置、材料等。（2）數據標準不完善，數據管理維護分散，科室信息得不到交流，形成信息孤島。（3）系統數據較多，無法整合利用。（4）多個系統獨立運行，廠家及供貨商不一樣，缺少一個供水管網數據庫管理平臺。（5）缺乏專業的供水網專業分析及管理工具，對供水管網數據（含管網圖形、管線、閥門等重點設施和開口等資料）不能實現全面而準確的綜合管理，不能隨時掌握水司供水系統的最新資料，缺少一個能夠支撐供水管網管理、規劃設計、運行調度、決策管理的系統平臺。以上的問題我們要如何解決呢？這是目前自來水公司面臨的緊迫問題，必須要找出一套解決方案出來。

2 “智慧供水”的概念

智慧（Wisdom，Wit）：對事物能迅速、靈活、正確地理解和解決的能力；供水（Watersupply）：按一定質量要求，供給不同的用戶和用水地區一定水量的措施。通過射頻識別技術、物聯網技術、云計算技術等新一代信息可以將水廠工程基礎設施、供水管網基礎設施、供水社區基礎設施、地理基礎設施等供水相關的基礎設施連接起來，使其成為新一代的智慧化基礎設施，使供水各領域、各系統之間的內在關是將信息資源作為重要的生產要素，推動供水改革，再創供水新輝煌；智慧供水是無線水務，終端將無所不在，每個人都隨時在線；智慧供水是一個通過數據自動采集和深度分析，具有可控制功能的智能化系統；智慧供水使得整個水務系統就好像裝上了網絡神經系統，形成可以統一指揮決策、實時反應、協調運作的大腦；可以做出相應的處理結果與輔助決策建議，以更加精細和動態的控制方式管理供水系統的整個生產、管理和服務流程。智慧供水系統以供水服務標準化、調度智能化、管理精細化建為設目標，實現對供水設施的全面、動態化管理，實時監控管網關鍵點，自動預警，輔助爆管事故處理。充分利用網絡、物聯網技術和信息資源，進行服務效能整合與升級、加強資源整合與共享，實現節能減排，提高資產運維管理效率。

3 建設背景——政策背景

十八大報告指出：加快轉變經濟發展方式，推動產業結構優化升級，把政治、經濟、文化、生態、民生五位一體發展，這是關系國民經濟全局緊迫而重大的戰略任務。國家“十二五”規劃綱要明確指出：“智慧供水”推動信息化和工業化深度融合，加快經濟社會各領域信息化。加強重要信息系統建設，強化地理、人口、金融、稅收、統計等基礎信息資源開發利用。推進物聯網研發應用。以信息共享、互聯互通為重點，大力推進國家電子政務網絡建設，整合提升政府公共服務和管理能力。確?；A信息網絡和重要信息系統安全。山東省“十二五”規劃前瞻性提出：著力提升城市管理水平和服務效能，加強城市管理，推進城市管理現代化，加快“智慧城市”建設。智慧供水對于拉動地方經濟發展、刺激內需、推動民生將起到重要的推動作用已經成為普遍共識，國家對TD等3G、4G發展的扶持也為智慧供水的建設提供了良好的政策和環境。

4 建設背景——環境背景

經濟社會發展取得了巨大成就，為全面推進“智慧供水”建設創造了條件。（1）城市建成區面積繼續擴大。（2）城鎮化率達60%以上。（3）居民收入在“十一五”末基礎上大幅度上升。（4）移動互聯網、物聯網等新興產業逐漸興起。（5）各類商務、個人應用不斷地完善豐富。

5 智慧水務的意義

（1）改善投資環境，促進招商引資，提升城市信息化水平。（2）提高水司核心競爭力，智慧供水是水司繼續發展的優勢保證，對水司未來發展意義重大。節能減排，提高運維效率。（3）提高辦事效率，提高服務水平。智慧水務是現代服務業的基礎平臺，是政府職能部門的門戶窗口。因此，通過智慧供水的建設將提高辦事效率，提升政府相關部門的服務和管理水平。

6 智慧供水框架

生產管理系統：水廠集散控制系統、二次加壓設備管理系統、水質在線監測系統、智能管網壓力分析系統、供水調度系統、GIS。對外服務管理：熱線電話系統、營業收費系統、公司網站、大用戶計量、分區域計量。對內服務管理：OA辦公，人事管理系統，財務管理系統?；A建設：生產儀表、水廠自動化、機房建設、PLC子站等建設原則。先進性：系統建設必須是高起點，充分考慮技術成熟性的同時必須采用標準化先進的計算機軟硬件技術和信息技術開發系統，軟硬件滿足發展不斷地升級，確保先進性。開放性：系統必須注意開放性，選用符合國際標準的硬件和軟件平臺，便于開發、使用、維護管理和系統的升級支持。相關系統留有相應接口，各類數據可以很好的共享。實用性：系統切合生產管理的實際應用，不但可以完成以往的人工操作，還要去完成很多人們想去完成的事宜，解決計算機單純模仿人工傳統作業的誤區。安全性：建立智慧供水系統的安全機制，加載防火墻等安全措施，防止數據丟失、防病毒、防黑客攻擊等由此可以模擬這種業務，將其他信息系統與之結合而產生新的應用。如，將營業收費系統與GIS結合，可以在GIS上按各種區域（自然地、行政的、經濟的）統計計量的分布、增長趨勢等在單純的營收系統中不可能做到的統計結果?？梢酝ㄟ^圖表示方式了解抄表路線、抄表進度等各種資料，客戶熱線在接到用戶來電時，GIS自動調出客戶住處地圖，同時通過SCADA及水力模型表示當地水壓、有無停水事件等信息，把被動服務為主動服務。

7 “智慧供水”頂層設計

在智慧供水的框架下，按照“頂層設計、統籌管理、深度融合、全面提升”的工作要求，以整合現有資源、提升綜合效能為核心，以創新體制機制、提高管理水平為重點，統籌編制和實施供水智慧化管理體系的頂層設計方案，為建設全市統一的、供水智慧化管理的信息資源庫和應用平臺，為建立該市供水智慧化管理的資源配置、隊伍建設、保障體系、管理制度的一體化工作機制，提供總體規劃設計思路。構建一個以基礎資源、信息共享、視頻監控為應用支撐，以數字供水、應急指揮、網上辦事、決策輔助等為主要功能的智慧供水管理公共服務平臺，促進供水管理工作由被動向主動、靜態向動態、粗放向精細、無序向規范轉變，提高該市供水智慧管理的精細化、信息化、現代化、智慧化水平。設計思路供水管理一體化，涉及傳統供水以外的更多細分行業、專業，特別是管理層次上，供水信息化擔負著更多業務管理精細化的義務和責任，包括大量面向社會、市民的社會管理和民生服務的信息化。更是因為涉及到精細化服務管理，部分供水信息化必須要走向智慧化、人性化、便民化，與社會化服務對接，充分利用社會化服務的信息平臺、系統資源，來構建智慧供水服務。因此，智慧供水頂層設計需要大量細致的需求調研和分析工作，充分結合供水實際，并以中長期發展的眼光務求設計成果的長效性。同時，也需要創新設計理念，突破信息化規劃傳統思路、思維定勢。在供水信息化規劃中，往往有描述信息化體系框架方面的內容，但短中期規劃一般以項目建設為重點，體系框架方面的內容不受到足夠重視，實質上也不用管長期的時效性，因此，比較簡要、粗略。但是項目建設畢竟屬于短期行為，將來建成為什么樣的基本框架，才是信息化中長期建設發展的目標所在。智慧供水頂層設計的要務之一就是長效性的基本框架，即設計的成果能滿足指導或約束若干個短中期建設規劃和具體的項目建設，適應于中長期信息化發展需要；智慧供水頂層設計另一個要務是要明確智慧供水頂層設計的主要內容；另外，還要提出智慧供水建設的主要目標，以保障信息化建設、發展的有序、穩步、健康和可持續?！爸腔酃┧表攲釉O計基本架構主要由12個層次構成，包括保障體系設計、安全體系設計、運行環境設計、信息采集設計、數據庫及數據倉庫設計、數據共享交互設計、數據管理設計、平臺層設計、業務應用設計、電子政務設計、公共管理設計、應用門戶設計。

智慧供水是智慧城市發展的必然產物。隨著智慧城市的試點，物聯網、云計算、下一代互聯網等新技術將得到廣泛應用，城市智能水平將不斷地提高。目前，我國已有超過50個城市提出建設智慧城市的目標，從各地政府公開信息來看，目前全國開始建設“智慧城市”的地方涉及東中西部地區。從城市類型來看，除了北京、上海、廣州、深圳等一線城市外，杭州、廈門、珠海等一些東部沿海地區的經濟發達城市也紛紛開始了“智慧城市”的建設。預測下半年將有超過80個城市與運營商合作建“智慧城市”，到今年年底全國開建“智慧城市”的城市數有望突破400個。在“2012年十大經濟風云人物”頒獎典禮上，知名經濟學家郎咸平提出：智慧產業的發展，將降低成本，從而顛覆世界。數據顯示，智慧產業10年來，美國制造業的總產值高達41萬億人民幣，全世界排第一。

10年來，美國制造業的效率提高了51%，但是使用工人數量卻下跌了28%，產值上漲而用工數量下跌，說明每個工人效率增長20%，薪水增長只有2.8%，美國工人10年來越來越便宜，這一點值得我們深思。目前，我國的智慧產業發展形勢如何呢？近幾年來，我國在智慧產業上初步起航，由“數字城市”轉向“智慧城市”，由“數字供水”轉向“智慧供水”，并且在有些地方取得初步成效。如，寧波城市構建“智慧供水”系統平臺、浙江省臺州市“智慧水務”示范試點項目建設、“國家智能水網工程框架設計”的起動實施、太湖的“感知太湖，智慧水利”項目建設、新津縣“水務物聯網”系統、塘廈鎮“智慧供水”項目建設和清溪鎮“智慧供水”項目建設等?！爸腔酃┧毙畔⒒鳛橹腔鄢鞘泄芾淼闹匾M成部分，是體現城市管理信息化水平的標志之一，也是保民生的技術支撐手段。智慧供水對政府、社會和用戶的價值在于，它將最大程度上幫供水公司進行資產建庫，便于公司的營運管理、便于公司的辦公服務和對外公眾服務，提高企業透明度，讓公眾信息對稱，使社會和諧（如圖1）。

8 效益分析

8.1 社會效益

（1）保障供水安全是城市供水必須實現的基本目標，對于維護穩定和構建和諧社會具有重要意義。城市供水安全已經成為現代化城市安全和防災體系的重要組成部分。加強供水安全保障需要從供水水源、水廠運行和管網運行3個環節予以充分考慮，從水質、水壓合格和水量滿足需求及水源保證等幾個方面，建立供水的安全保障目標。此外，對于影響供水系統正常“智慧供水運行的各類事故和突發事件，要采取安全措施和制定應急預案，全面加強安全保障體系和應急系統的建設。（2）提高供水水質，對于人民群眾的生活質量和促進城市經濟社會的全面發展具有重要作用。目前該市部分水源還存在一定程度的污染情況，針對這些問題，需要采取相應措施，進一步提高城市供水水質，并使城市供水滿足經濟發展和人民生活水平提高的需要，保證城市居民每時每刻都能用上健康的生活飲用水。（3）改善供水服務。供水企業不僅需要生產符合水質標準的產品，提高企業的供水安全保障水平，還要著眼于提高服務意識，力求在提高水質、保證水量、水壓合格等安全供水的同時，充分體現“以人為本”的服務理念，實現供水服務的人性化、智能化和現代化，提升整個供水行業的服務水平。供水企業要進一步增強服務意識，提高服務質量，要從制度建設、技術支持機制保障等全方位落實各項改善供水服務的措施，力爭創造服務一流的企業。同時，還要制定和完善供水服務標準規范，建立有政府監管、公眾參與、信息公開、規范化的供水服務體系。

8.2 企業效益

“智慧供水”系統建設能夠極大地提升自來水公司形象，同時也提高了管理部門的辦事效率和業務部門的工作效率，降低了經驗管理成本。“智慧供水”加快了企業的反應速度，提高了自來水公司的服務質量，為城市基礎設施的建設添磚加瓦，更有利于促進城市經濟的發展，有利于創建良好的投資環境。優化供水成本，是必須繼續堅持的行業自我約束目標，對于實現城市供水行業良性發展和促進資源節約型城市建設具有的重要作用。城市供水設施的建設，應根據城市供水規劃，全面考慮城市經濟社會的發展，依據國家有關政策和標準、規范，結合城市功能變化、產業結構調整和節水技術進步，合理確定建設規模。要進一步制定和完善相關標準和規范，建立企業成本約束機制，績效指標體系和考核制度，促進企業優化和降低成本。通過技術進步、加強管理、減少冗員和提高生產效率，進一步降低能耗、降低漏耗、降低藥耗，控制運行成本。供水企業要通過資源整合、科學調度、自動化和信息化以及設備優化和節能降耗來實現成本優化和提高管理效率、勞動效率和設備效率。

參考文獻

[1] 張詩軍，蔡文海，王海吉.基于信息資源規劃的企業級共享數據模型構建方法[J].計算機應用與軟件，2010（11）：154-156.

[2] 宋洪濤.淺談企業信息資源規劃[J].科技信息，2009（33）：369.

[3] 艾萍，吳禮福，陳子丹.水利信息化頂層設計的基本思路與核心內容分析[J].水利信息化，2010（2）：9-12.