水务企业建立智慧水务体系

陈 颉，郝 华

（中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津 300381）

0 概述

1）智慧水务的含义

所谓智慧水务，指的是通过互联网、数据采集系统、水质监测系统等实时监测设备监控城市管网供水系统的运行状态，并且通过数字技术将数字信号转化为可视化图形，呈现出水务管理企业与供排水设施的状态，打造“城市水务物联网”系统。系统可以处理大量实时城市水务状态信息，会自动显示处理结果以及问题处理意见，形成更加动态、实时、科学化的管理整个水务系统的工作流程，形成“智慧”水务系统。

2）智慧水务的理念

智慧水务是水务行业的一次技术变革，水务企业结合信息化技术，突破传统形式的运行方式，以更加科学、快捷、智能的形式运作整个系统。水务系统核心理念包括4个部分，其中“传感”是整个智慧水务系统的核心组成部分，其指的是运用各环节安置的传感器并与物联网相融合，共同组成智慧水务系统。传感器可以采集大量实时信息，并通过互联网使数据可视化，以此建立智慧水务的核心部分；“智能”指的是水厂使用先进的数据处理模型或者软件，应用计算机等设备对实时数据进行加工、筛选、分析等，利用有效的信息提升水厂管理决策能力；“协助”指的是在水务处理过程的每个关节间相互协作运行的关系，将整个水务系统有机合理地整合起来，可以极大提升水厂企业在业务、数据处理、管理层决策等方面的运行效率。

1 建立智慧水务的组成部分

建立智慧水务大致要完善4个部分，分别是设备管理、在线监测、模型决策、综合处理，下面分别对这4部分做出简要阐述说明。

1.1 设备管理

城市供水设备大部分埋藏于地下，数量庞大，结构错综复杂，并且随着时间的推移城市管道也在不断地完善或更替。在水厂考虑智慧设备时需要考虑建设数据库结构，使用高效率的存储设备，可以对天气、水流、管道网络更替等数据进行高速存储，确保相关数据的完整有效，为智慧水务提供数据平台。考虑到水务系统的特征，水务数据库应该遵守以下几点基本原则：数据共享原则、数据可查询原则、数据稳定性原则等。

1.2 在线监测

利用无线电监测技术，对水务管道等设施实施多点位、高频次的数据监测。这样做的好处是可以真实地反应出管道网络实时状况或者及时发现管道破裂等严重问题，可以做出及时应对措施，并且还可以对数据进行深入挖掘和分析，对水务系统长期供水状况做出周期性及典型案例分析。此外，还可以对管道网络做出短期检测，对潜在风险进行预警。此外，将收集到的大量数据与GIS结合，可以通过页面可视化呈现在工作人员面前，还可以支持历史数据的调取存储管理，对相关工作人员把握实时情况进行有效及时的决策应对有很大帮助。

1.3 模型决策

管理水务网络数据的智慧模型有很多，国外一些国家供水系统通常会使用Cybernet等，排水模型通常会使用MOUSE、SWMM等。因此，国内在水厂供排水处理的时候需要考虑与国际相同口径，方便统一标准。对模型的要求是方便、运行速度快、可处理数据量大，一般情况下智慧水务模型以底层模型为主。一般国内水厂供排水对模型的应用原因有以下3方面：现状评估与问题诊断、辅助决策、辅助管控。通过模型，水厂及污水厂可以有效及时地做出科学化的决策。

1.4 综合处理

基于前文3个组成部分，使用C/S、B/S的混合架构，对水务管理的重要流程进行优化处理，搭建智慧化水务管理平台，打造标准化智慧水务管理模式，为水厂或污水处理厂的生产经营、训练保护、防洪排水应急、城市供排水等处理提供科学化管理工具。其中，C/S实现资产信息的动态保护与复杂模拟，由数据维护人员处理；B/S是业务的标准化与精细化管理，由业务人员管理。

2 建立智慧水务的相关建议

2.1 规划阶段

规划阶段指的是水厂遵循预见性、针对性及实用性等原则对智慧水务进行规划，明确目的、制定细节、评估预算、预计完工时间。这些都为水厂打造智慧水务提供重要保障。

2.2 建设阶段

建设阶段指的是在完成规划阶段之后，水厂才真正进入到建设智慧型水务方面，此阶段主要分为4个方面。第一，管道网络的普查和资产管理阶段，主要由测绘人员实施开展整体管网的测量，由其他工作人员对资产资料进行整合归纳，制定实施方案，对数据进行标准化处理，组建可视化数据库；第二，水务业务管理系统组建阶段，对于整个业务流程实施数字化管理，收集数据、筛选数据、分析数据，通过科学化处理后的数据可以使整个业务流程更加透明；第三，在线监测与模拟阶段。此阶段要完成对整个城市管网布局的设计，并通过模型软件呈现出来，再通过模型进行分析评估，找出存在的问题及风险；第四，业务运行与决策阶段，经过以上3个阶段，形成动态化数据处理体系，实现业务的标准化、规范化运行，为应对城市内涝等应急措施做出决策。

3 总结

在整个智慧水务建设、实施过程中，水厂需要强化信息化专业程度的建设，符合本地实际具体情况，归纳总结智慧水务的顶层设计方案与实施技术路线，不要只单纯引进“智慧”“信息化”等名词，浮于表面而没有真真切切的理解、落实智慧水务的理念。在智慧水务整体建设工程中要关注数据的收集、管理、维护以及对数据的实施监测等，努力建设一套完整、科学的智慧水务管理系统。与此同时，相关单位还要培养一批具备专业技能的员工队伍，对相关智慧软件进行不断更新及弥补存在的漏洞，真正的将“水务”与“智慧”相结合，而不是夸夸而谈，切实提升水厂及污水处理厂的城市供排水的能力，提高企业运行管理及科学做出应急决策的能力。未来，各行各业都会与大数据、物联网、互联网相结合，使每个业务流程都变成“智慧型”，通过对大数据的分析、判断、决策，可以对突发事件做出最合理的判断，同时也可以极大释放人力资源，“智慧水务”是未来发展的趋势。