智慧水务系统在城市供水中的应用

杨哲

摘 要：系统讲解了供水管网面临的紧迫问题，利用“智慧供水”的概念，介绍了网络技术和系统通过数据自动采集和深度分析。“智慧供水”充分利用网络、物联网技术和信息资源，可有效地进行服务、效能整合与升级，介绍了“智慧供水”的发展前景和社会效益，展望了“智慧供水”未来发展趋势。

关键词：智慧水务 城市供水 系统应用

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）04（b）-0036-03

1 智慧水务概述

随着城市化水平的发展，城市供水近年也在高速发展，供水问题得到广泛关注，但历年供水管网改造经费投入较少，供水管网综合情况不清，供水管网的管理困难，常出现爆管等事故，用户端的水质影响较大，每天漏损较严重，其主要原因如下：（1）资料缺乏，频繁发生施工事故导致供水系统被破坏，无法统计经常破坏的地点、位置、材料等。（2）数据标准不完善，数据管理维护分散，科室信息得不到交流，形成信息孤岛。（3）系统数据较多，无法整合利用。（4）多个系统独立运行，厂家及供货商不一样，缺少一个供水管网数据库管理平台。（5）缺乏专业的供水网专业分析及管理工具，对供水管网数据（含管网图形、管线、阀门等重点设施和开口等资料）不能实现全面而准确的综合管理，不能随时掌握水司供水系统的最新资料，缺少一个能够支撑供水管网管理、规划设计、运行调度、决策管理的系统平台。以上的问题我们要如何解决呢？这是目前自来水公司面临的紧迫问题，必须要找出一套解决方案出来。

2 “智慧供水”的概念

智慧（Wisdom，Wit）：对事物能迅速、灵活、正确地理解和解决的能力；供水（Watersupply）：按一定质量要求，供给不同的用户和用水地区一定水量的措施。通过射频识别技术、物联网技术、云计算技术等新一代信息可以将水厂工程基础设施、供水管网基础设施、供水社区基础设施、地理基础设施等供水相关的基础设施连接起来，使其成为新一代的智慧化基础设施，使供水各领域、各系统之间的内在关是将信息资源作为重要的生产要素，推动供水改革，再创供水新辉煌；智慧供水是无线水务，终端将无所不在，每个人都随时在线；智慧供水是一个通过数据自动采集和深度分析，具有可控制功能的智能化系统；智慧供水使得整个水务系统就好像装上了网络神经系统，形成可以统一指挥决策、实时反应、协调运作的大脑；可以做出相应的处理结果与辅助决策建议，以更加精细和动态的控制方式管理供水系统的整个生产、管理和服务流程。智慧供水系统以供水服务标准化、调度智能化、管理精细化建为设目标，实现对供水设施的全面、动态化管理，实时监控管网关键点，自动预警，辅助爆管事故处理。充分利用网络、物联网技术和信息资源，进行服务效能整合与升级、加强资源整合与共享，实现节能减排，提高资产运维管理效率。

3 建设背景——政策背景

十八大报告指出：加快转变经济发展方式，推动产业结构优化升级，把政治、经济、文化、生态、民生五位一体发展，这是关系国民经济全局紧迫而重大的战略任务。国家“十二五”规划纲要明确指出：“智慧供水”推动信息化和工业化深度融合，加快经济社会各领域信息化。加强重要信息系统建设，强化地理、人口、金融、税收、统计等基础信息资源开发利用。推进物联网研发应用。以信息共享、互联互通为重点，大力推进国家电子政务网络建设，整合提升政府公共服务和管理能力。确保基础信息网络和重要信息系统安全。山東省“十二五”规划前瞻性提出：着力提升城市管理水平和服务效能，加强城市管理，推进城市管理现代化，加快“智慧城市”建设。智慧供水对于拉动地方经济发展、刺激内需、推动民生将起到重要的推动作用已经成为普遍共识，国家对TD等3G、4G发展的扶持也为智慧供水的建设提供了良好的政策和环境。

4 建设背景——环境背景

经济社会发展取得了巨大成就，为全面推进“智慧供水”建设创造了条件。（1）城市建成区面积继续扩大。（2）城镇化率达60%以上。（3）居民收入在“十一五”末基础上大幅度上升。（4）移动互联网、物联网等新兴产业逐渐兴起。（5）各类商务、个人应用不断地完善丰富。

5 智慧水务的意义

（1）改善投资环境，促进招商引资，提升城市信息化水平。（2）提高水司核心竞争力，智慧供水是水司继续发展的优势保证，对水司未来发展意义重大。节能减排，提高运维效率。（3）提高办事效率，提高服务水平。智慧水务是现代服务业的基础平台，是政府职能部门的门户窗口。因此，通过智慧供水的建设将提高办事效率，提升政府相关部门的服务和管理水平。

6 智慧供水框架

生产管理系统：水厂集散控制系统、二次加压设备管理系统、水质在线监测系统、智能管网压力分析系统、供水调度系统、GIS。对外服务管理：热线电话系统、营业收费系统、公司网站、大用户计量、分区域计量。对内服务管理：OA办公，人事管理系统，财务管理系统。基础建设：生产仪表、水厂自动化、机房建设、PLC子站等建设原则。先进性：系统建设必须是高起点，充分考虑技术成熟性的同时必须采用标准化先进的计算机软硬件技术和信息技术开发系统，软硬件满足发展不断地升级，确保先进性。开放性：系统必须注意开放性，选用符合国际标准的硬件和软件平台，便于开发、使用、维护管理和系统的升级支持。相关系统留有相应接口，各类数据可以很好的共享。实用性：系统切合生产管理的实际应用，不但可以完成以往的人工操作，还要去完成很多人们想去完成的事宜，解决计算机单纯模仿人工传统作业的误区。安全性：建立智慧供水系统的安全机制，加载防火墙等安全措施，防止数据丢失、防病毒、防黑客攻击等由此可以模拟这种业务，将其他信息系统与之结合而产生新的应用。如，将营业收费系统与GIS结合，可以在GIS上按各种区域（自然地、行政的、经济的）统计计量的分布、增长趋势等在单纯的营收系统中不可能做到的统计结果。可以通过图表示方式了解抄表路线、抄表进度等各种资料，客户热线在接到用户来电时，GIS自动调出客户住处地图，同时通过SCADA及水力模型表示当地水压、有无停水事件等信息，把被动服务为主动服务。

7 “智慧供水”顶层设计

在智慧供水的框架下，按照“顶层设计、统筹管理、深度融合、全面提升”的工作要求，以整合现有资源、提升综合效能为核心，以创新体制机制、提高管理水平为重点，统筹编制和实施供水智慧化管理体系的顶层设计方案，为建设全市统一的、供水智慧化管理的信息资源库和应用平台，为建立该市供水智慧化管理的资源配置、队伍建设、保障体系、管理制度的一体化工作机制，提供总体规划设计思路。构建一个以基础资源、信息共享、视频监控为应用支撑，以数字供水、应急指挥、网上办事、决策辅助等为主要功能的智慧供水管理公共服务平台，促进供水管理工作由被动向主动、静态向动态、粗放向精细、无序向规范转变，提高该市供水智慧管理的精细化、信息化、现代化、智慧化水平。设计思路供水管理一体化，涉及传统供水以外的更多细分行业、专业，特别是管理层次上，供水信息化担负着更多业务管理精细化的义务和责任，包括大量面向社会、市民的社会管理和民生服务的信息化。更是因为涉及到精细化服务管理，部分供水信息化必须要走向智慧化、人性化、便民化，与社会化服务对接，充分利用社会化服务的信息平台、系统资源，来构建智慧供水服务。因此，智慧供水顶层设计需要大量细致的需求调研和分析工作，充分结合供水实际，并以中长期发展的眼光务求设计成果的长效性。同时，也需要创新设计理念，突破信息化规划传统思路、思维定势。在供水信息化规划中，往往有描述信息化体系框架方面的内容，但短中期规划一般以项目建设为重点，体系框架方面的内容不受到足够重视，实质上也不用管长期的时效性，因此，比较简要、粗略。但是项目建设毕竟属于短期行为，将来建成为什么样的基本框架，才是信息化中长期建设发展的目标所在。智慧供水顶层设计的要务之一就是长效性的基本框架，即设计的成果能满足指导或约束若干个短中期建设规划和具体的项目建设，适应于中长期信息化发展需要；智慧供水顶层设计另一个要务是要明确智慧供水顶层设计的主要内容；另外，还要提出智慧供水建设的主要目标，以保障信息化建设、发展的有序、稳步、健康和可持续。“智慧供水”顶层设计基本架构主要由12个层次构成，包括保障体系设计、安全体系设计、运行环境设计、信息采集设计、数据库及数据仓库设计、数据共享交互设计、数据管理设计、平台层设计、业务应用设计、电子政务设计、公共管理设计、应用门户设计。

智慧供水是智慧城市发展的必然产物。随着智慧城市的试点，物联网、云计算、下一代互联网等新技术将得到广泛应用，城市智能水平将不断地提高。目前，我国已有超过50个城市提出建设智慧城市的目标，从各地政府公开信息来看，目前全国开始建设“智慧城市”的地方涉及东中西部地区。从城市类型来看，除了北京、上海、广州、深圳等一线城市外，杭州、厦门、珠海等一些东部沿海地区的经济发达城市也纷纷开始了“智慧城市”的建设。预测下半年将有超过80个城市与运营商合作建“智慧城市”，到今年年底全国开建“智慧城市”的城市数有望突破400个。在“2012年十大经济风云人物”颁奖典礼上，知名经济学家郎咸平提出：智慧产业的发展，将降低成本，从而颠覆世界。数据显示，智慧产业10年来，美国制造业的总产值高达41万亿人民币，全世界排第一。

10年来，美国制造业的效率提高了51%，但是使用工人数量却下跌了28%，产值上涨而用工数量下跌，说明每个工人效率增长20%，薪水增长只有2.8%，美国工人10年来越来越便宜，这一点值得我们深思。目前，我国的智慧产业发展形势如何呢？近几年来，我国在智慧产业上初步起航，由“数字城市”转向“智慧城市”，由“数字供水”转向“智慧供水”，并且在有些地方取得初步成效。如，宁波城市构建“智慧供水”系统平台、浙江省台州市“智慧水务”示范试点项目建设、“国家智能水网工程框架设计”的起动实施、太湖的“感知太湖，智慧水利”项目建设、新津县“水务物联网”系统、塘厦镇“智慧供水”项目建设和清溪镇“智慧供水”项目建设等。“智慧供水”信息化作为智慧城市管理的重要组成部分，是体现城市管理信息化水平的标志之一，也是保民生的技术支撑手段。智慧供水对政府、社会和用户的价值在于，它将最大程度上帮供水公司进行资产建库，便于公司的营运管理、便于公司的辦公服务和对外公众服务，提高企业透明度，让公众信息对称，使社会和谐（如图1）。

8 效益分析

8.1 社会效益

（1）保障供水安全是城市供水必须实现的基本目标，对于维护稳定和构建和谐社会具有重要意义。城市供水安全已经成为现代化城市安全和防灾体系的重要组成部分。加强供水安全保障需要从供水水源、水厂运行和管网运行3个环节予以充分考虑，从水质、水压合格和水量满足需求及水源保证等几个方面，建立供水的安全保障目标。此外，对于影响供水系统正常“智慧供水运行的各类事故和突发事件，要采取安全措施和制定应急预案，全面加强安全保障体系和应急系统的建设。（2）提高供水水质，对于人民群众的生活质量和促进城市经济社会的全面发展具有重要作用。目前该市部分水源还存在一定程度的污染情况，针对这些问题，需要采取相应措施，进一步提高城市供水水质，并使城市供水满足经济发展和人民生活水平提高的需要，保证城市居民每时每刻都能用上健康的生活饮用水。（3）改善供水服务。供水企业不仅需要生产符合水质标准的产品，提高企业的供水安全保障水平，还要着眼于提高服务意识，力求在提高水质、保证水量、水压合格等安全供水的同时，充分体现“以人为本”的服务理念，实现供水服务的人性化、智能化和现代化，提升整个供水行业的服务水平。供水企业要进一步增强服务意识，提高服务质量，要从制度建设、技术支持机制保障等全方位落实各项改善供水服务的措施，力争创造服务一流的企业。同时，还要制定和完善供水服务标准规范，建立有政府监管、公众参与、信息公开、规范化的供水服务体系。

8.2 企业效益

“智慧供水”系统建设能够极大地提升自来水公司形象，同时也提高了管理部门的办事效率和业务部门的工作效率，降低了经验管理成本。“智慧供水”加快了企业的反应速度，提高了自来水公司的服务质量，为城市基础设施的建设添砖加瓦，更有利于促进城市经济的发展，有利于创建良好的投资环境。优化供水成本，是必须继续坚持的行业自我约束目标，对于实现城市供水行业良性发展和促进资源节约型城市建设具有的重要作用。城市供水设施的建设，应根据城市供水规划，全面考虑城市经济社会的发展，依据国家有关政策和标准、规范，结合城市功能变化、产业结构调整和节水技术进步，合理确定建设规模。要进一步制定和完善相关标准和规范，建立企业成本约束机制，绩效指标体系和考核制度，促进企业优化和降低成本。通过技术进步、加强管理、减少冗员和提高生产效率，进一步降低能耗、降低漏耗、降低药耗，控制运行成本。供水企业要通过资源整合、科学调度、自动化和信息化以及设备优化和节能降耗来实现成本优化和提高管理效率、劳动效率和设备效率。

参考文献

[1] 张诗军，蔡文海，王海吉.基于信息资源规划的企业级共享数据模型构建方法[J].计算机应用与软件，2010（11）：154-156.

[2] 宋洪涛.浅谈企业信息资源规划[J].科技信息，2009（33）：369.

[3] 艾萍，吴礼福，陈子丹.水利信息化顶层设计的基本思路与核心内容分析[J].水利信息化，2010（2）：9-12.