智慧水务系统在城市供水中的运用

宗延萍

（东营市市政工程设计院）

1 引言

在信息化发展过程中，传统水务管理体系与模式已经无法很好地应对城市供水的诸多需求，并会引发一些不利问题，对城市供水效率与质量均造成影响。智慧水务系统属于水务信息化发展的高级阶段，是未来水务的发展方向，其所发挥出的优势与作用是毋庸置疑的。从当前智慧水务体系的建设来说，主要依赖于云计算技术、物联网、大数据、移动互联网、实时动态监测系统、BIM监护信息管理、GIS地理信息系统、3D打印技术、VR技术、人工智能。基于这些科学技术，智慧水务系统在城市供水中的应用场景越来越丰富，让水务企业的生产与运营发生了较大转变。针对此，必须进一步做好智慧水务系统的建设与优化工作，切实发挥好智慧水务系统在城市供水中的价值。

2 智慧水务系统在城市供水中的运用价值

智慧水务系统是新型水务管理系统，本质上是无线水务，终端可以随处可见，借助云计算、射频识别、物联网可以将水厂的各类基础设施有效联系起来，从而构建一个智慧化的水务系统。另外，智慧水务系统可以自动采集数据，并进行数据的深度分析，努力让整个水务系统成为及时反应和统一指挥决策的大脑[1]。从当前所建设的智慧水务系统来看，可以将精细化管理、智能调度和供水服务标准化联系起来，对水务工作实现智慧管控和动态化管理。总的来说，智慧水务系统在城市供水中的运用价值集中体现在以下方面（见图1）。

图1 城市智慧水务系统框图

①与传统的水务技术相比，智慧水务系统可以借助物联网将制水过程清晰展示出来，直接有效地克服了人工监控的局限性，在自动化操作与监控中可以对水质安全实施24h的动态监控，方便技术人员随时掌握水质情况。

②智慧水务系统借助多种科学技术，完全改变了传统水务工作的方式方法，可以让管网调度更加科学高效。从管网优化调度系统操作这一角度来说，工作人员通过打开管网优化调度系统操作平台，能够全面清晰地查阅各个区域的供水与用水情况，并且可以实时监测用水量信息。通过分析实时数据和历史数据，可以迅速优化调度方案，始终确保用户用水质量。

③在智慧水务系统的帮助下，数据采集设备与传输设备可以在线监测出水务系统的运行情况，同步整合水务管理部门设施，构建出“水务物联网”[2]。

3 城市智慧水务系统的建设路径

3.1 总体框架

城市智慧水务系统包括两大部分，一是应用层，二是用户层。用户层主要包括业务人员、管理人员与公众人员，可实现信息的自动化采集，应用层可以对水务业务实施集成化管理，从整体上来提升城市水务工作的科学性与合理性，城市智慧水务系统的总体框架见表1。

表1 城市智慧水务系统的总体框架

3.2 信息采集传输层

物联网是智慧水务系统信息采集传输层的核心技术，在物联网的支撑下可以借助数据采集模块、网络设备、现场仪表实时动态监测城市水资源信息，让城市供水的一切因子互联互通，确保城市供水的及时、有效与安全，向着信息化与高效化的方向发展。

3.3 数据层

在整个城市供水智慧水务系统中，数据层是核心所在，包含着大量的数据信息，同时也是智慧水务系统的信息来源。为切实发挥好智慧水务系统的价值，要重点建设完整的基础设施与数据库，增强数据层的资源整合水平，为水务工作的开展提供良好的基础条件[3]。在城市化进程不断加快的大背景下，在进一步发展智慧水务系统的过程中，要做好水务业务的数据挖掘工作，将智慧水务系统真正应用到城市供水中。

3.4 门户层

从当前所建设的智慧水务系统来看，门户层主要可以分为两种，一种是行业门户，另一种是公共信息门户。内部门户由管理人员直接负责，开展日常的运营与维修工作，同时业务人员可以借助行业门户与其他的业务人员展开沟通交流，确保各项水务工作均有序展开，增强智慧水务系统的服务能力。值得一提的是，所建立的公共信息门户能够为城市用户的咨询提供渠道，用户可以及时且动态地获取水务信息，参与水务建设。

3.5 数据管理平台

之所以要建立数据管理平台，最主要的原因是有效整理与存储智慧水务系统中的数据信息，一方面确保水务工作有效开展，另一方面为相关部门的水务工作开展提供数据支撑。从当前智慧水务系统的数据管理平台的应用来看，可以从两个方面来开展数据的整合。①通过数据整合可以确保数据信息的存储实现完整性，完成数据信息的备份与存储[4]；②通过数据整合可以实现数据的集约化管理，存储空间也可以得到节约，有利于降低数据信息的存储成本。

4 智慧水务系统在城市供水中的运用

4.1 发挥好相关科学技术的优势

城市供水有着复杂性与专业性的特点，要想确保智慧水务系统可以在城市供水中获得良好的运用，必须发挥好相关科学技术的优势，不断增强智慧水务系统的运用效果。

在应用云计算技术的过程中，可以谋求改善智慧水务系统的消费模式与服务模式，从之前的“购买软硬件产品”朝着“提供和购买IT服务”转变。在物联网的应用中，要努力将水务业务与相关的部门和设施连接起来，实现信息交换与通信，引领水务行业实现“智慧升级”。

大数据在智慧水务系统中发挥着重要作用，可以更好地整合与处理水务信息，且可以实现水务工作的传统结构化数据管理模式与非结构化数据管理模式的结合，推动智慧水务系统不断发展。

在实时动态监测系统的应用中，要将重点放在水污染事件的监测上，一方面要实时动态监测供水与排水情况，另一方面要及时排查所潜在的风险，切实实现水质信息的实时跟踪。

GIS地理信息系统在智慧水务系统中也发挥着较好的作用，尤其是可以对管网基础数据资源实施数字化管理与可视化管理[5]。具体来说，GIS地理信息系统能够发挥三维模拟技术的优势展示地下管线的详况，克服了以往管网管理过程中存在的重叠度较差与隐蔽性强的局限性。

人工智能是智慧水务系统得以发展的关键之一，所具备的故障诊断、优化设计、智能检测的功能均是智慧水务系统所缺失的。可以说，在人工智能的帮助下，智慧水务系统在水务领域的应用会越来越广泛，改变水务企业的生产理念与运营模式。

4.2 建立供水管理智慧服务平台

在运用智慧水务系统的过程中，要考虑使用网络技术和数字化技术建立城市供水管理智慧服务平台，形成数字化的供水管理体系。通过建立城市供水管理智慧服务平台，一方面可以实现视频监控和资源共享，另一方面可以为工作人员的水务业务开展提供诸多便利。需要注意一点，在建立城市供水管理智慧服务平台时，要对城市居民的实际生活需求多加考虑，借助智慧服务平台向居民提供更多人性化与便利化的服务[6]。

4.3 建立信息资源系统

信息资源系统对智慧水务系统的运用有较大影响，要考虑使用多种科学技术优化信息资源系统，尤其是要使用好物联网、大数据、人工智能等技术。比如，在使用大数据技术的过程中，要做好水务信息的收集与处理，建立基础信息数据库，不断增强信息资源系统对智慧水务系统的支撑能力。

4.4 落实智慧水厂运维平台的建设

为了让智慧水务系统可以更加数字化与智慧化，必须完全融入水厂管理中，落实好智慧水厂运维平台的建设工作。在建设智慧水厂运维平台时，要将重点放在三个方面：①数字三维仿真；②巡检及设备管理系统；③水厂生产运维管理和能耗监测与节能分析。比如，在巡检及设备管理系统中，必须对水厂运行设备实施动态化监测，掌握动态化的运行信息，实现完整生命周期的管理[7]。再比如，开展水厂生产运维管理和能耗监测与节能分析时，需要对水厂的生产经营、数据建模、过程优化、耗能指标、故障诊断开展综合性处理，始终确保城市供水处于稳定和高效状态，为用户提供优质的用水。

5 结语

智慧水务系统在城市供水中的运用效果与优势是毋庸置疑的，对推进水务工作规范化、科学化与高效化十分有益。为发挥出智慧水务系统的最大优势，要注重相关科学技术的应用，帮助智慧水务实现信息化，破解水务行业发展困局，助力城市智慧水务的发展。在智慧水厂运维平台的建设中，要做好智慧水务的规划，努力与水厂互联互通，实现信息的即时获取与共享，为城市供水发展奠定良好的基础条件。