基于利益相关者视角的智慧城市生活污水处理系统研究

郝巳瑄，黄海遥，黄子杰，金姗霖，贾鸿涛

（东南大学土木工程学院）

1 引言

随着社会经济发展、城镇扩张，城市生活污水问题日益严重，对城市环境及居民生活都有极大影响，治理中需要多部门、多方面的协调。然而，当前城市生活污水治理存在着利益相关者参与程度不高、各方协调不足等问题。城市生活污水处理智能化发展较为缓慢，这与水资源对城市发展的支撑作用极为不协调，亟需在智慧城市框架下，结合多方利益相关者,提升城市整体服务能力。

在智慧城市背景下，物联网、大数据、云计算和5G 等信息通信技术（Information Communication Technology,ICT）的发展为利益相关者的参与提供了便利的渠道。城市生活污水治理可通过ICT 的运用，更高效、合理地满足利益相关者的需求，实现城市生活污水的智慧治理，提升生活污水治理效率。通过分析智慧城市背景下城市生活污水治理利益相关者的需求及参与方式，以提升城市生活污水治理的效率，促进智慧城市建设与可持续发展，提高城市居民生活质量。

2 城市生活污水处理智慧化利益相关者参与方式及需求分析

根据城市生活污水处理智慧化利益相关者的参与方式与需求可以将其分为积极推动者、成果受益者和被影响者[1]。根据其角色，对其分类如下。接下来将逐个分析图1 提到的利益相关者。

2.1 参与方式

1）政府

政府是推动生活污水处理智慧化的基础，是污水处理的核心利益相关者。政府通过政策、文件，制定污水处理相关标准，使得智慧生活污水处理过程中参与企业有明确的目标。其次政府通过投资相应的基础设施和企业以建设智慧城市生活污水处理系统，保证污水处理系统的建立。最后政府对企业进行有效的监督管制，保证智慧化过程与智慧平台顺畅运行。

2）城市事业单位

如污水处理厂，水务集团，市政设计公司等。他们是城市污水处理智慧化具体应用和实施者。其参与目的是提升管理效益、节约成本与资源、提升服务水平与市场竞争力。但是在智慧化中他们会遇到诸多问题，如不同单位之间信息交互与信息壁垒会一定程度上影响智慧系统的效率，前期巨大成本投入与投资需求会让事业单位抗拒污水处理智慧化应用。

图1 城市生活污水处理智慧化利益相关者

3）公众以及相关团体

公众在污水处理事务的参与方式具有以下几大特点。

①参与方式较为被动，只有当污水处理出现问题，切身影响生活时才会主动进行反馈；

②污水处理并非公众主要关心的公共事务，虽然发生问题时有意愿参与，但是实际参与度实际不高。这也是当前智慧城市建设的通病；

③在智慧城市建设中，一定要时刻围绕市民是城市服务的最终使用者，是城市生活污水处理智慧化建设的影响和受影响者，也应是智慧城市建设的直接受益者。

4）相关企业

主要是软件开发商、方案和设备供应商等，他们也是城市生活污水处理智慧化主要的推动者之一。作为专业公司他们参与推动城市生活污水处理智慧化建设不仅能为公司自己开辟新的业务和市场，同时还能弥补政府部门的专业知识不足。

5）学术组织

如大学、研究机构等可以为生活污水处理智慧化建设提供理论和技术创新，在市政规划，平台建设等方面提供决策支撑。也可以为城市生活污水处理智慧化培养人才，提供相关专业教育等。

2.2 核心利益相关者需求

在城市生活污水处理智慧化中，政府，城市事业单位和公众是核心利益相关者，它们的需求如下。

1）政府

①创新建设融资模式，政府迫切需要新的融资方式和渠道，如随着PPP 模式在国内的发展，该模式也在污水处理中进行了一些尝试，但还是存在很多问题没有解决，需要不断摸索[2]。

②智慧运营监管模式，在政府组成部门中，涉及污水处理相关监管职责的机构较多，职能分布的侧重点不同，各部门之间缺乏信息共享。因此造成对同一单位、同一内容进行多次重复监管，造成监管冗杂、效率低下等负面影响。政府需要不断改革，建立公开透明、相互监督的相对完善的政府监管体系。这种改革不仅需要政府内部主动改革，需要相关技术支持改革进行，也需要公众作为外部驱动参与其中[3]。

2）城市事业单位

①信息共享，实现前后端、上下游和全处理流程上各个事业单位之间信息共享，以提高污水处理效率。

②明晰的监管模式，明确监管主体并建立一套清晰有效的监管方式，在受各方监督的同时避免监督内容的重复，提高事业单位管理效率。

③完善基础设施，包括老城区地下管网系统翻新，新城区管网合理规划，便于污水处理设备高效运行。

④后勤团队，组建能够快速反应、高效解决问题的后勤团队，保障智慧化设备、系统在出现问题后快速恢复正常运作。

⑤智慧化“带头人”：有专门部门负责更换智慧化设备、完善信息共享系统，同时维持后勤保障团队，污水治理智慧化急需“带头人”。

3）公众

公众对于生活污水处理需求较为基础，可以维持正常生活，出现问题能够反馈和及时解决，服务价格较为合理即可。目前的其参与途径基本可以满足其需求，但是在智慧城市背景下，尤其是智慧社区的构建中，可以将生活污水处理作为其中一环，整合至智慧平台当中，明晰权责与参与途径，加快反馈交流效率。

3 城市生活污水处理利益相关者协调困境与协调机制

3.1 信息困境

信息困境是指智慧城市建设所要求的信息采集、处理、传递与应用中所面临的困境与问题。由于当前智慧城市生活污水系统设计不完善、建设不充分、应用不全面，导致城市生活污水处理系统智慧化面临以下困境：

1）事业单位信息共享平台难以建立

智慧城市理念要求我们进行大数据采集并建立统一的管理平台。然而，目前的相关事业单位工作相互独立，没有共享水源水质信息的条件。污水处理智慧化所要求的整合数据，统一储存，集中应用的工作想法难以落实。

2）政府部门之间信息不能有效共享

在收集水质信息时，各政府部门之间不能有效共享。各自装设检测设备，建立数据平台，造成社会资源浪费，影响污水处理厂等正常运作。以J 省N 市某污水处理厂为例，相同的水质数据监控平台，税务局，环保厅等部门各自安装，相同数据多次采集，信息互不共享。

3）动态调控不够及时

虽然目前的监控技术可以得到污水进水或者出水的部分指标如氮含量、固体悬浮物等，虽然在污水处理过程中可以得到这些数据，但是由于信息不能及时反馈——当出水出现指标问题时，调整处理方式已来不及，难以真正应用于投药量等的调控上。因此，如何及时前馈和反馈数据信息并对其进行协调是目前技术上需要突破的问题。

4）公共平台信息更新缓慢

公众对于污水处理过后中水的水质问题如水的清澈程度、水中有害物质的含量及时了解的需求与现在水质信息公开系统的信息更新速度较慢存在着一定的矛盾。目前公众可以查询水质信息的平台普遍更新较为缓慢，不能满足公众查询、监督、反馈的参与需求。

3.2 参与困境

参与困境是指由于各利益相关者自身禀赋不足、参与方式与需求难以协调，导致在系统智慧化过程中面临诸多困难与问题，具体来说有以下四点。

1）监管机构责权不明

政府监管体制还不明晰。如污水处理厂受环保局、住建委等多部门监管，各部门之间监管工作或有重合，监管责权不够明晰，导致工厂受监督程序繁琐，降低工作效率。

2）事业单位缺乏创新改革动力

事业单位参与智慧城市建设，必然需要创新和改革，但大多满足于既得利益，缺乏动力。同时创新和改革面临投资风险巨大，事业单位没有足够的承担能力。在没有政府政策硬性要求下，不愿意主动更换、加装智能化设备，改变事业单位运行模式。

3）城市管网系统不够完善

城市污水处理智慧化需要有完善的城市管网系统作为保障。目前，我国管网系统敷设并不完善，雨污分流等相关的配套基建缺乏，智慧化难以推行。

4）公众参与意愿低

公众受自身知识结构限制，缺乏与污水处理相关的知识背景，知识壁垒使公众无法正确认知水质相关数据。调研发现公众往往关注PH，水温，液位，而对重要水质数据如COD、总磷、总氮却不了解。污水厂处理出水为中水，一般排入江河、绿化灌溉、中水回用。目前我国中水回用率较低，排入江河和绿化灌溉又难以被公众发现水质问题，并且与公众日常生活关联不够密切，所以公众对生活污水处理参与意愿低下。

3.3 协调机制

协调利益相关者参与方式与需求的本质是各利益相关者之间的各种利益关系的调整。利益协调机制主要包括了三个特征。

①合目的性，利益相关者不同，参与方式也有差异，那就需要采用不同的手段与方法来实现一定的共同目标；

②协调手段的差异性，不同的利益冲突需要采用特定的方法和手段协调相互关系；

③利益协调是一个调整的过程，即对相关利益相关者的利益状态改变的过程。利益相关者参与方式协调机制需要从机制的角度，运用相关的方法使得各个利益相关者之间产生相互联系、相互制约的关系，进而保证相互间的协调机制的运行，实现相互间的利益最大化。

4 智慧城市生活污水处理系统建设

4.1 建设目标

智慧城市生活污水处理系统建的总体目标是:充分利用ICT 技术，为管理者提供决策支持平台和决策手段，为业务人员提供业务管理信息支撑和业务应用，为社会公众提供公众服务手段、信息获取渠道和参与途径。

智慧城市生活污水处理系统也是城市生活污水处理利益相关者协调系统，在统一系统实现各个利益相关者共同参与，充分实现纵向和横向信息交流沟通，实现公众、不同部门单位与上下级之间充分信息共享与治理合作，提高治理效率。

4.2 智慧城市生活污水处理系统

1）总体框架

如图2 所示，通过分析各地智慧平台框架设计，结合城市污水处理利益相关者需求与协调机制，得出框架主要有以下组成部分：智能感知、基础设施、水务大数据和智慧应用和门户共五个层次、标准规范和信息安全两大体系组成[4]（见图2）。

2）智能感知

智能感知通过遥感、物联网、视频等手段为智慧应用提供数据支撑，形成智能感知体系，实现对生活污水处理实时、全面的监测和监控。结合城市生活污水处理过程，其中应包括对于泵站水量、污水厂入口流量、出口水质、河道排水口流量、居民区污水管道流量等方面的监测与记录。全面收集数据，为后续的水务大数据奠定基础。

3）基础设施

基础设施包括云平台、网络工程、基础设施环境和信息安全等，其为智慧城市生活污水处理提供信息传输通道、基础设施运行环境，可根据前端业务需求调整，实现自动监控、自动控制等，其中云平台围绕以城市政务云为主的构建方式。

4）大数据

大数据包括大数据平台、数据库、大数据服务及分析和模型服务等内容。而当前处理单位不愿选择数字化的预警系统，很大原因是当前数据分析的功能尚未发展成熟，准确率还有待提高，或是数据库体量过小，无法使大数据分析发挥其应有的作用。

5）智慧应用

智慧应用包括应用支撑层、应用层和展示层等内容。支撑层包括服务流程、统一认证、统一报表、数据与业务集成平台等。支撑层可以提供智慧应用所需要的公共能力。应用层提供专题业务、政务服务和工程管理等各方面的应用，涵盖城市管网、污水处理、水质安全与生态环境等多个领域。展示层可以向不同用户与对象提供丰富全面准确的内容展现。

图2 智慧城市生活污水处理系统

6）门户

门户是整个智慧水务平台的统一入口，为政府管理部门、污水处理事业单位、公众提供定制门户。调研中发现，企业认为当前对于污水处理的监督体制较为混乱，常常需要接受来自上级不同部门的检查，而监督审查内容存在重叠部分，影响了企业管理层的工作效率。若能搭建信息公开透明的门户平台，便可一定程度上解决监督主体不明确，重复监督这一问题。

7）标准规范体系

标准规范是保证智慧城市生活污水处理体系高效、规范、有序建设、运维管理的基础。应当充分遵照已有国标与行标，参照国际先进实践经验，在过程中建设标准规范，形成标准规范体系。

8）信息安全体系

信息安全是信息交流与共享的基础与授信保证。信息安全体系需要基础设施层的充分支撑也需要对智慧体系中风险与脆弱点充分识别，结合城市实际，构建信息安全体系，保障系统安全稳定运营。

5 结语

本文从利益相关者角度，详细论述了城市污水处理智慧化参与者的参与方式与需求，利用利益相关者协调机制以及智慧城市理念与技术构建智慧城市污水处理系统，以解决利益相关方协调困境，满足其需求，提高其参与度。该系统有一定的普适性与前瞻性，但也应随科技发展，如5G、AI 等的成熟不断更新，以适应城市污水处理和利益相关者需求。