智慧水务建设的基础及发展战略研究

王宁

西安航天自动化股份有限公司 陕西西安 710065

水是城市起源和发展的命脉，城市水系对城市运行所提供的功能是多重的，但是城市水系在调度管理方面存在许多漏洞；为了使城市水系在调度方面的管理运行更加科学化、智能化，基于大数据技术提出了城市智慧水务总体架构，该框架包括智能分析体系、智能监控体系、多元数据体系、智能决策体系、智慧应用体系和支撑保障体系；并深入探讨了城市智慧水务建设的关键实施途径，为我国智慧水务建设提供有效支撑。

1 智慧水务概述

智慧水务是智慧城市的重要组成部分，也是城市水务事业发展、行业管理与服务提升的重要支撑和保障。智慧水务系统是基于物联网、移动互联网、大数据、云计算和人工智能等新一代信息技术构建的综合监管平台，能实时感知、模拟计算、分析评估城市供排水系统以及水环境状况，全面支持水务系统生产、管理和服务，达到智慧决策的目的。在智慧水务系统中，无论是系统内部业务运行还是对外服务，都需要对各类数据迚行统计分析，甚至实施特征提取、关联挖掘、深度学习等智能计算，以实现对系统状态的认知、智能诊断及预测，实现水务系统的功能。可以说，真实的数据是支撑智慧水务系统正确决策的重要基础保障。然而，由于各种原因，在实际系统运行中数据被篡改的情况时有发生。如何保证在系统运行过程中各环节数据不被或难以篡改，以及被篡改后能及时发现，是保障智慧水务系统数据安全必须研究解决的问题。本文引入区块链技术，被监管方实时地将智慧水务数据采集幵生成哈希树，将哈希树存储至私有链中幵由监管方实时签名。以此私有链作为智慧水务数据的证明文件，则可校验数据是否被篡改，迚而达到数据监管的目的。

2 智慧水务的发展战略研究

2.1 水务公共服务平台的建设理念

供水管网是一个庞大复杂的系统，同一供水系统中，管网建设年代各不相同，承担的却是相同的输配水任务和出厂服务压力。同时，城市地下土壤环境不同，管线材质种类繁多，敷设管线过程中的被动设计变更而导致的供水不利点的徒然增加，二次供水方式由箱式供水向无负压供水方式的大规模转变等，都是影响供水管网安全运行的重要因素，对生产调度也提出了更为严峻的考验。随着城乡供水一体化建设的不断发展和供水普及率的不断提高，安全供水，供上优质水、放心水是所有供水企业努力的主要方向。建设综合水务公共服务平台，不仅可以通过水力计算满足优化生产、优化调度的需求，实现安全供水目标，还可以通过水质监测数据的采集，科学调整运行参数，实现优质供水目标，在有效提高经济效益的同时提高社会效益，是保障安全供水的十分重要且必要的信息化建设手段。

2.2 智慧应用体系

智慧应用体系建设采用模块化的思想，基于移动App、可视化平台、信息发布软件即服务进行设计，该建设模式可以有效避免系统重复性建设，易于系统升级改造，实现系统的开放性和动态可持续发展；智慧应用体系包括智慧民生服务平台、智慧政务管理平台和智慧企业/业务支撑平台3大平台以及分别对应的子模块。这种建设模式可以实现以下功能：按需服务、随时服务、通用性强、高可靠性、极其廉价，并且是高可扩展性的。

2.3 提升平台化设备管理能力

2.3.1 科学系统评价

通常来讲，一个科学的评价系统需要评估多个方面，例如，指标的实时变化、设备监控状态、系统运行情况等。通过科学系统评价，可以对生产信息化进行进行全面推进，从而成为提升数字化、信息化性能的粘合剂；同时，还要紧跟物联网技术未来发展的趋势以及城市智慧水务的需求，进一步推动生产的高效化以及自动化。

2.3.2 智能点巡检

巡检实现智能化，能够促使每一个巡检人员熟练掌握手持终端设备，通过登录对应的网络，借助对应的系统完成巡检工作，并反馈结果。智能巡检比传统巡检模式更加高效，可充分提升巡检的效率与质量。

2.3.3 后台全域管理

后台全域管理，又被称之为“全面管理”，重点监控重要设备，并将数据及时反馈，从而完成分析得出结论。若有问题及时给出解决措施，这类管理模式相比传统模式更加具有效率，而且可以最大限度减少人为失误以及在维修护理方面的成本投入。

2.4 智能监控体系

智能监控体系包括立体感知体系和自动控制体系。①立体感知体系。在城市智慧水务体系中，需要获取各类要素数据来支撑计算和业务处理。基于工业互联和数据驱动的理念，基于具备坚实的、可预见性工程的物理系统，借助无人机、雷达、车、船、站、机器人、手机舆情等高科技设备及技术，形成“空天地”一体化的立体感知体系，更系统、更全面、更深入地从设备及各种终端收集数据，是整个城市智慧水务的基础。②自动控制体系。基于工业互联和数据驱动的理念，基于具备坚实的、可预见性工程的物理系统，通过传感器闭环控制维持系统运行做关键调整，通过执行机构对设备系统的运行和逻辑进行指挥，从设备及各种终端最大程度收集数据，用数学软件与大型处理器分析信息，以获得系统的高级别潜在信息并制定各设备及终端工作逻辑，形成高水平自主控制体系，整个体系是基于智能分析体系分析结果的实际应用。

3 结语

在智慧水务管理当中，可摆脱传统管理模式效率低下的问题，并结合实际情况与需求对模式进行创新，进一步实现了“智控慧管”的目标。直观来讲，物联网技术完善了智慧水务的一些关键功能，使得水厂运行更加科学化、技术化、精细化，这种具有综合管理能力的智慧水务平台，能够为城市提供更加稳定、优质的用水服务，从而促进城市和谐发展。