浅析智能水务管理系统的建设

杨 超，刘忠祥，刘 杰，解存福

（中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津 300381）

0 引言

中国是一个贫水的国家，全国范围内缺水的城市有很多，为了使水资源得到更合理的应用，有必要对水资源进行更合理的管理。因此，在很多城市已经开展了智能水务的建设。一个完善的智能水务系统，可以将水务系统中的供水、排水、污水再利用等功能结合为一体，真正实现将水务系统中的各个功能统一管理，通过智能水务的信息管理系统，还可以更好地管理供水设备，有效防止井盖等设备被盗取。因此，智能水务系统是一个有效的将城市的各项水务功能进行一体化管理的系统，可以方便地实现水务系统的集中管理，将水务管理从多部门共同管理转换为同一部门的管理。

1 智能水务的研究现状

1.1 国内智能水务研究现状

自从智能水务这一概念提出之后，国内很多地区先后开展了“智能水务”相关建设，比如江苏、上海、浙江、北京等地区，都已经进行了智能水务建设。

江苏省于2010 年开展了“感知太湖，智慧水利”项目，该项目以物联网为核心，对太湖打捞蓝藻的车船进行智能管理。在物联网技术下，通过实施该项目使太湖的环境治理手段更加智能化，更有效地减缓太湖蓝藻泛滥的情况，对打捞蓝藻的船进行更好地感知和调度，为当地的水利建设提供了一个良好的平台。

深圳的水务建设秉承低碳环保、安全高效的原则，努力建设一个在规划和管理上都比较统一的水务平台，并为其制定统一的标准，从而实现统一建设，将随水务的信息化建设进行一定的统筹规划，从而把水务部门的信息收集、网络规划、数据库规划统筹到一个统一的数据平台上，从而建设了城市智能水务。

上海也发展了“智能水网”业务，以上海的“四个中心”建设为核心思想，旨在建设一个具有高度信息化的水务网络，从而使水务更安全、更环保，使资源的利用更加合理。把用户的需求作为首要考虑，尽可能地在应用中创新思维，并制定一套更合理的标准。智能水网是智能城市的重要组成部分，在智能城市建设的城市网络基础下，整合多个相关行业来使水务的行政执法、应用服务、评估决策机制更加合理，更好地为公众服务。

1.2 国外智能水务研究现状

2008 年，IBM 提出了“智慧地球”理念。水资源是地球资源的重要部分，在水资源的管理上也需要一定的智能化，这也成为了IBM 重要的探索方向之一。IBM 把水资源的管理按照利用、预测与协调分为了三大部分。首先是利用，这里指的是对水资源管理的相关数据进行利用。通过对这些数据进行分析来优化水资源的管理，从而提升水务部门的管理与运营水平；第二步预测，是通过分析水资源管理的数据和现存的问题来对之后可能出现的问题以及水资源的需求量进行预测；第三步协调，是对水资源的运营管理进行更合理地统筹和调整，促进水资源的合理利用和可持续发展。通过IBM 开发的智能水资源利用系统，水务管理更加公开，相关信息也更方便查询，无论是信息采集还是故障收集都变得更加便捷与快速，并使各部门的协同工作更便捷。

智能水系统也是日本正在研究的一个重要课题。日本的智能水系统不仅仅基于常规的城市水务系统，更是将城市的自来水、中水、污水处理合为一体，形成了一个高度一体化的智能水务处理系统，该系统对城市的水务系统营运起到了很好的作用。这样的一个系统还可以更方便地实现数据收集，并对水务的状态起到很好的监控作用，无论是自来水厂提供用水，还是污水处理厂处理过的水，都可以进行实时的水质监控，保证工业与居民用水的质量，同时还可以对城市各出水管的状态，包括水量等进行监控，这对城市用水的调度很有帮助。

韩国的一些专家也在研究智能水网的建设问题，韩国专家认为，智能水网将是未来水资源管理的趋势，也是一项重大的技术，要将城市水网的建设与现代通信技术与信息技术相结合，从而提高水务系统管理的效率。

2 智能水务发展战略

2.1 改变观念

随着信息化技术不断发展，传统的设备已经不能满足现代化的需求。因此，要从观念上开始改变，将水务智能化作为必然的趋势，切实地进行改革，而不是形势所迫才开展改革。要积极地从根本开始对水务进行改革，让智慧水务发挥其优势，让居民体会到智能水务带来的便利。

2.2 领域联合

要想完成智慧水务建设，所需要的不仅仅是水务部门自己的努力，而是需要很多部门共同进行智能水网的建设，将各部门的资源与信息进行共享，才能够建设一个更完善的智能水务系统。尤其是在水务系统的一些特殊情况中，需要气象、国土资源、交通、林业等部门的共同合作，并将必要的信息及时交予媒体部门进行公开。因此，需要进行信息上的共享，业务上的合作，共同支持政府部门的决策从而建设一个更完善的应急管理机制。同时在日常的水务服务方面也需要各部门的合作，才能给大众提供更加便捷舒适的服务。

2.3 服务升级

移动客户端的普及为水务服务提供了全新的平台，网站也是水务部门提供服务的重要门户，要想实现智慧水务的建设，这些基本的客户端必须利用起来，为公众提供一个支付水费、设备保修、水质投诉、行政许可办理的平台，更贴近公众的日常需求。

2.4 联系大众

智能水务归根结底是一个服务大众的平台，公众需要从该平台获取必要的信息。因此，要做好相关数据公开的工作，这也有利于公众利用这些数据进行开发研究。在该模式下，管理部门、公众和水厂都会有所收获，这是一个对多方都非常有利的新模式。

3 智能水务的关键技术

3.1 智能感知技术

要想实现智能水务的建设，首先需要大量的数据来实现对水务状况的分析，那么就需要数据收集设备。目前主要采用的是智能感知设备来收集数据，从地理空间的角度确定好数据的测量点，并使测量点按照一定的逻辑顺序进行排列，从而实现一个全面的数据收集。

RFID 是现在智能感知的主流技术，RFID 对水和电磁环境都有较强的耐受力，相对不容易受到环境的影响。RFID 设备无需接触即可实现操作，也有较快的读取速度和较强的数据读取能力。将RFID 标签置于管线上，并与GIS技术相结合，可以较快地实现数据的分析工作，直接将各测量点在地图上显示出来，并显示出该测量点所测量的管道情况，在施工环节和故障维修环节都可以更方便地进行施工，并减少意外事故的出现。

3.2 云计算技术

采用智能水务需要将数据传送到云端，并对数据进行一定的计算与分析，根据结果来对水资源的配置进行调整，这种基于互联网的技术使水资源的调度更加高效灵活。也就是通过云计算技术，将水务的计算环节从云端来进行处理，这样的业务实现了“水务云”。云空间为水务提供了更好的存储、交换、传输、计算平台，对水务的生产与管理提供很大的辅助作用。

3.3 大数据技术

大数据分析是智能水务建设中非常重要的技术。其不仅是水务的重要技术，也是各行各业都在发展的一个技术。在水务的运营过程中会产生大量的数据，无论是生产运营环节，还是用户的反馈环节都有很多相关数据。这里的数据经过大数据分析的筛选，会将数据从有序转变为无序，并筛选出具有统计价值的数据，这些数据是有很多潜在价值的。如果放弃使用大数据进行分析，这些数据就不能发挥真正的价值。比如分析城市的气候与客户用水量的关系，可以有助于制定更合理的自来水生产计划；对设备故障的频率进行分析，有助于制定更科学的设备检修计划等。

3.4 信息安全技术

将水务的相关信息投入到网络中去，信息安全的问题也随之而来。针对客户种类的不同，要对客户的信息有所保护，包括水务系统本身的数据都需要保护。存储在服务器的数据是不能随意篡改的，也要确保设备返回的信息是准确的。因此，需要对数据进行保护来保证信息的完整性和真实性，确保水务信息的安全，并要对重要的数据进行备份，以防数据被恶意破坏，从而避免不必要的损失。

4 总结

随着城市智能化的发展，水务作为人们生活的重要部分。一个更加智能的水务系统，无疑会使人们的生活更加便捷。如今的网络技术和信息通信技术都非常发达，大数据分析也为各行各业提供了更科学的数据处理方式，这些新技术都可以应用到水务系统之中，建立一个智能水务系统，不仅仅可以将水务部门的工作一体化，也可以让公众的生活更加便捷。