近年來，智慧水務已成為傳統(tǒng)水務領域轉型升級或業(yè)務拓展的重要方向。智慧水務是水務信息化發(fā)展的高級階段，是數(shù)字經濟環(huán)境下，傳統(tǒng)水務企業(yè)轉變發(fā)展方式、實現(xiàn)科學發(fā)展的必經之路。我國智慧水務已進入高速發(fā)展期，智慧水務的發(fā)展不僅將助推我國水處理行業(yè)轉型升級，也將促進城市綠色發(fā)展的長遠標的。智慧水務的發(fā)展離不開先進科學技術的支撐。
水資源困境加速智慧水務發(fā)展
我國是水資源需求大國，但是長期面臨水資源分布不均、人均占有量少、水資源利用率低的問題。我國水資源總量為2.8萬億立方米，人均水資源量為2220立方米，預測到2030年人口增至15億時，人均水資源量將降到1660立方米。有關專家發(fā)出警告，從2010年開始，我國進入嚴重缺水期，而未來缺水問題將會進一步加重。
此外，隨著我國城市供水量的逐年增長、供水管道布局的日益復雜和水資源污染問題，水務信息化建設急需提升。面對我國的水資源困境，推動智慧水務建設是必經之路。
國家政策助力智慧水務發(fā)展
智慧水務作為智慧城市建設的重要部分，是我國戰(zhàn)略層面的重點發(fā)展產業(yè)。為更好的推動智慧水務的發(fā)展，2019年，水利部先后印發(fā)了《水利業(yè)務需求分析報告》、《加快推進智慧水利指導意見》、《智慧水利總體方案》和《水利網信水平提升三年行動方案(2019-2021年》，系統(tǒng)規(guī)劃了水利網信發(fā)展的時間表、路線圖、任務書，旨在推動水務工作的信息化進程。同時，各省市政府也積極響應“水十條”，不斷提升水務行業(yè)的智慧化水平。智慧水務已成為傳統(tǒng)水務領域轉型升級或業(yè)務拓展的重要方向。
智慧水務技術架構
智慧水務是通過數(shù)據(jù)采集傳感器、無線網絡、水質水壓表等在線監(jiān)測設備實時感知城市供排水系統(tǒng)的運行狀態(tài)，采用可視化的方式有機整合水務管理部門與供排水設施，形成“城市水務物聯(lián)網”，對水務系統(tǒng)進行智能化管理，保障用水安全，實現(xiàn)污水治理的精準化，提高水務管理和服務水平。
智慧水務的技術架構包括信息安全、標準規(guī)范、業(yè)務應用、大數(shù)據(jù)重心、信息采集和基礎設施。其中，信息采集是智慧水務“感覺系統(tǒng)”，助力監(jiān)測網絡對涉水對象及其環(huán)境信息的感知和接受。
從采集、傳輸、處理、整編、分析，到數(shù)據(jù)推送的一系列規(guī)范化數(shù)據(jù)服務。從縱橫向開展數(shù)據(jù)的自動化傳感或人工方式的采集、視頻資源等共享和信息化網絡基礎設施與安全體系建設。
發(fā)展方向從“信息化”邁向“智慧化”
中國智慧水務發(fā)展大體可分為三個階段。
水務自動化（1.0）階段，以自動化控制為核心，著眼于工藝優(yōu)化以及生產效率的提升；水務信息化（2.0）階段，以企業(yè)信息化為核心，更多地在企業(yè)資源管理、移動應用、算法應用方面進行突破；水務智慧化（3.0）階段，則是大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈的綜合應用。目前，我國正從信息化階段，邁向智慧化階段。
中國智慧水務行業(yè)發(fā)展階段分析情況
隨著物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算及移動互聯(lián)網等新技術不斷融入傳統(tǒng)行業(yè)的各個環(huán)節(jié)，新興技術和智能工業(yè)的不斷融合，智慧水務行業(yè)發(fā)展具有明顯的前景。“智慧水務”是水務信息化發(fā)展的高級階段，是數(shù)字經濟環(huán)境下，傳統(tǒng)水務企業(yè)轉變發(fā)展方式、實現(xiàn)科學發(fā)展的必經之路。
智慧水務對政府、社會和用戶的價值在于，它將最大程度上提升水務公司的應急響應能力，包括對管網的搶修、水質安全監(jiān)測等。通過建模，水務公司對供水管網的壓力進行更精確的細化計算，不同的小區(qū)將更科學地分配水壓，高層建筑水壓力不夠的現(xiàn)象將大大減少。智慧水務的建設能夠有效地緩解水資源短缺的情況。
智慧水務建設的思考——以南京市為例
智慧水利是智慧社會的重要組成部分，是新時代水利信息化發(fā)展的更高階段，是落實水利十大業(yè)務需求分析、補短板和強監(jiān)管的重要抓手，是水利業(yè)務流程優(yōu)化再造的驅動引擎、水利工作模式創(chuàng)新的技術支撐，也是推進水治理體系和治理能力現(xiàn)代化的客觀要求。
南京市地處中國東部、長江下游，瀕江近海，市內水系發(fā)達，作為東部沿海經濟帶與長江經濟帶戰(zhàn)略交匯的重要節(jié)點城市，開發(fā)設計智慧水務管控平臺是當前水務管理工作的必然選擇。
本文通過對南京市智慧水務管理的思考，探索智慧水務建設思路和主要任務，以期為南京打造智慧水務、提升水務基礎設施網絡化智能化水平提供依據(jù)，為其他地區(qū)的智慧水務管理提供參考。
一、南京市智慧水務管理現(xiàn)狀
經過 10 余年的不斷努力，南京水務信息化建設取得了較大的進步，智慧水務建設已進行了很多積極有效的探索，建設完成水情、雨情、工情、水質、管網液位、壓力等多種類型物聯(lián)網感知系統(tǒng)，為水務工程調度、供排水管理等業(yè)務提供全面詳實的數(shù)據(jù)支撐。建設了水務基礎數(shù)據(jù)資源數(shù)據(jù)庫，涵蓋了 40 多類工程數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)了基礎數(shù)據(jù)的集中管理與共享。在業(yè)務管理方面已經建設了較多的業(yè)務系統(tǒng)，建設完成水務工程調度、供水管理、排水管理、河長制、農村基層防汛預報預警體系等多個專項應用系統(tǒng)。
這些建設成果有力地支撐了南京水務現(xiàn)代化的發(fā)展，然而南京智慧水務建設仍處于起步階段，無論從物聯(lián)感知體系還是業(yè)務應用系統(tǒng)建設方面，南京水務信息化仍落后同等層次發(fā)達城市，與南京智慧城市建設要求仍存在差距。對照“基礎設施集約完善、業(yè)務應用協(xié)同智能、信息資源全面共享、信息網絡泛在安全”的智慧水務標準，還存在一定的問題和差距。
（一）透徹感知不夠。目前雖然已經建立了工程調度、供排水監(jiān)測、水資源管理、河湖管理等方面的監(jiān)測采集系統(tǒng)，但是，受限于投資預算、技術發(fā)展、業(yè)務需求等原因，感知監(jiān)測體系存在覆蓋范圍不夠、數(shù)量不足，監(jiān)測種類不全面、技術標準不統(tǒng)一等問題，導致數(shù)據(jù)的維護、應用和共享能力不足，無法有效支撐“安全水務、資源水務、生態(tài)水務、民生水務、法治水務”統(tǒng)籌發(fā)展的需要。
（二）信息資源開發(fā)利用不夠。內部整合不夠 ：南京市在水務業(yè)務管理方面已經建設了較多的業(yè)務系統(tǒng)，但現(xiàn)有系統(tǒng)未能做到有效集成，導致“業(yè)務孤島”現(xiàn)象嚴重，也增加了業(yè)務管理人員的工作量，在提高工作效率、實現(xiàn)業(yè)務協(xié)同等方面存在不足。外部共享不足 ：目前主要接入了防汛需要的部分氣象數(shù)據(jù)、城市內澇監(jiān)控視頻等監(jiān)測數(shù)據(jù)，其他行業(yè)相關數(shù)據(jù)如規(guī)劃與自然資源部門的基礎地理數(shù)據(jù)、環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)等還未能做到共享接入。數(shù)據(jù)開發(fā)利用不夠深入 ：信息資源數(shù)據(jù)分散，未進行有效的數(shù)據(jù)整合，開發(fā)利用程度不高，缺乏對數(shù)據(jù)的有效抽取和匯集、建庫管理、分析加工，對業(yè)務決策支撐能力不夠強。
（三）業(yè)務應用覆蓋面與智慧化水平不高。系統(tǒng)和業(yè)務融合不深入，目前水務調度管理、供水等業(yè)務已基本完成管理要素的數(shù)字化，但排水管理、河湖管理等大多數(shù)業(yè)務信息化應用水平總體偏低，各類信息在實際工作中未能規(guī)范流轉和充分應用。專業(yè)決策支撐能力不足，水務專業(yè)算法和服務能力不足，依托預測預報的決策支撐能力相對薄弱，系統(tǒng)智慧化水平不高。前沿信息技術應用水平不高，高新信息技術的潛能尚未得到充分挖掘，水利業(yè)務應用系統(tǒng)主要以展示查詢、統(tǒng)計分析、流程運轉、信息服務等功能為主，大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等前沿技術基本未得到廣泛應用，整體水平不能滿足應用需要。
（四）應用系統(tǒng)網絡安全等級保護有待提升。南京市水務局在機房、電力環(huán)境保障以及設備、設施、介質的防盜、防破壞等方面已具有較為完善的措施，但隨著智慧水務建設的深入，應用系統(tǒng)規(guī)模、數(shù)據(jù)量持續(xù)增長，面臨著前所未有的威脅、風險和挑戰(zhàn)，水務網絡安全責任更加重大，應用系統(tǒng)網絡安全等級保護有待進一步提升。
二、智慧水務建設規(guī)模與內容
基本完成“智慧水務”框架體系的搭建，包括立體感知體系、數(shù)據(jù)中心、應用支撐平臺、智慧水務應用、標準規(guī)范體系等內容，初步形成平臺集約化、業(yè)務協(xié)同化、決策科學化的南京市智慧水務平臺。
（一）立體感知體系在現(xiàn)有基礎上，利用各種感知設備、技術手段和方法，完善重點業(yè)務監(jiān)測體系建設，為智慧水務提供內容全面、質量可靠的感知數(shù)據(jù)。
（二）水務數(shù)據(jù)中心完成水務系統(tǒng)內部和相關業(yè)務部門的數(shù)據(jù)匯集和治理，形成支撐整個南京市智慧水務平臺需要的數(shù)據(jù)中心。結合水務排水設施排查（二期）工作，對相關成果進行整合存儲應用。
（三）應用支撐平臺完成應用支撐平臺建設，為頂層水務應用提供地圖服務、視頻管理服務、專題數(shù)據(jù)服務等支撐，保障智慧水務應用穩(wěn)定、高效的運行。
（四）智慧水務應用平臺系統(tǒng)基于統(tǒng)一門戶實現(xiàn)單點登錄，具有水務全要素地圖展示的業(yè)務平臺與水務大屏展示平臺，行業(yè)應用方面實現(xiàn)水務調度管理、供水管理、排水管理、河湖管理的智慧化，同時建設智慧水務移動端行業(yè)應用。
（五）標準規(guī)范體系初步建立南京市水務信息化建設和管理的技術保障體系，為物聯(lián)數(shù)據(jù)接收、水務數(shù)據(jù)目錄管理及服務共享、運行維護提供統(tǒng)一的規(guī)范和指導，避免盲目和重復建設，提升信息資源的應用和共享效率。 （六）安全保障體系南京市水務局機房已按照等級保護二級要求建設了完善的網絡安全設備，并進行了相關測評，符合水務系統(tǒng)對網絡安全的需求，本項目新建設系統(tǒng)全部部署在政務云上，網絡安全保護利用政務云資源，保護系統(tǒng)安全。
三、智慧水務建設效益
通過智慧水務建設，將帶來良好的經濟與社會效益。
（一）增強快速協(xié)同指揮能力，降低經濟損失智慧水務系統(tǒng)統(tǒng)一整合了南京市各區(qū)水雨情與泵閘站的監(jiān)測信息，并新增了監(jiān)測站點，提高指揮調度能力，加強水環(huán)境治理效果，增強對突發(fā)性事件和潛在危險的快速反應能力，降低經濟損失。
（二）優(yōu)化資源共享應用，發(fā)揮投資效益遵循集約共享的基本原則，南京智慧水務所有信息基礎設施（包括采集、監(jiān)控、通信網絡、數(shù)據(jù)存貯、計算、安全和機房等軟硬件設施），基于南京市統(tǒng)一的云計算環(huán)境，按照資源共享的原則建設和應用。通過最大程度地共享水務行業(yè)內部信息資源和全市相關部門信息資源，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，信息互聯(lián)互通，處理按需協(xié)同，促進信息基礎設施和應用系統(tǒng)效能最大化，挖掘已有成果的效益，充分發(fā)揮投資效益。
（三）統(tǒng)一水務數(shù)據(jù)服務，減少重復投入通過建立南京市統(tǒng)一的排水管網專業(yè)數(shù)據(jù)庫，為領導決策、業(yè)務使用、公眾知情提供統(tǒng)一的水務設施數(shù)據(jù)服務，可以為各行業(yè)提供水務管理的數(shù)據(jù)服務和分析決策服務。通過摸清排水管網設施狀況，一方面可以減少水務設施的重復建設，另一方面可以加大水務信息的共享，具有良好的經濟效益。
（四）促進水務改革，保障南京市經濟發(fā)展內澇頻繁、水資源供需矛盾、水務設施薄弱等是水務發(fā)展的主要問題。構建智慧水務系統(tǒng)，促進“智慧水務”的建設，提升水務信息化水平，加快水務現(xiàn)代化步伐，能夠促進水務改革與發(fā)展，保障南京經濟發(fā)展。南京市水務局成立智慧水務建設推進機構，統(tǒng)籌智慧水務規(guī)劃建設 ；強化市區(qū)聯(lián)動，逐級分解責任，保障建設任務全面落實；推行共建共享，形成良好的建設成果及數(shù)據(jù)資源共享機制。
（五）摸清排水設施，完善排水基礎數(shù)據(jù)將進一步摸清南京市中心城區(qū)排水管網現(xiàn)狀和排水設施現(xiàn)狀，對水環(huán)境整治提升、消除劣Ⅴ類水等均能提供準確、完善的基礎數(shù)據(jù)，同時可為環(huán)境治理工程提供實時數(shù)據(jù)和分析決策數(shù)據(jù)，為南京市水環(huán)境治理提供信息化保障平臺和服務平臺。
（六）完善立體感知體系建設，提高水務監(jiān)管能力，減少水安全問題完善了立體感知體系，在現(xiàn)有基礎上加強了水位、工情、視頻監(jiān)控和排水干管水位監(jiān)測，提供了水務局對水務設施的狀態(tài)的感知能力和監(jiān)管能力，能有效加強對管網長期高水位運行，汛期泵閘站運行狀態(tài)不明等問題的感知與提前處理能力，減少污水冒溢、城市內澇等水安全問題對社會造成的影響。
四、結語
通過智慧水務管理，能為南京市帶來較好的經濟、社會、環(huán)境效益，構建靈敏及時的水務感知體系、功能完備的業(yè)務應用系統(tǒng)、準確高效的輔助決策調度指揮體系，是提高水務管理工作效能、實現(xiàn)水務智慧化、水務服務社會的重要途徑和必然要求，是改造傳統(tǒng)水務，促進水務改革與現(xiàn)代化發(fā)展的重要措施，是推動綠色生態(tài)發(fā)展保護青山綠水建設生態(tài)文明的重要保障，也是智慧城市建設的重要組成部分。
來源：江蘇智慧水務研究院，南京市水務設施管理中心
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