從“數(shù)字水務(wù)”奔向“智慧水網(wǎng)”

胡傳廉

摘要：本文探索按照信息化發(fā)展規(guī)律，通過分析超大規(guī)模中心城市面對的新技術(shù)發(fā)展與機構(gòu)改革趨勢機遇，以及城市水安全資源環(huán)境挑戰(zhàn)，研究得出“智慧水網(wǎng)”必將快速跨越“數(shù)字水務(wù)”“智慧水務(wù)”成為“智慧城市”的重要建設(shè)組成部分論斷，并針對當前城市水務(wù)行政監(jiān)管和公共服務(wù)的短板和瓶頸，提出“智慧水網(wǎng)”建設(shè)設(shè)想和實施路徑。

關(guān)鍵詞：數(shù)字水務(wù)；智慧水網(wǎng)；建設(shè)設(shè)想；實施路徑

中圖法分類號：X24 文獻標志碼：A DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2018.0313

1 “數(shù)字水務(wù)”面臨的挑戰(zhàn)

“數(shù)字水務(wù)”是利用先進信息技術(shù)手段把城市自然水和社會水循環(huán)所有信息數(shù)字化，并用空間信息的形式組織成一個有機的整體，從而全面有效地反映城市水務(wù)行政治理、經(jīng)營服務(wù)過程的網(wǎng)絡(luò)化虛擬現(xiàn)實，且提供各種業(yè)務(wù)的數(shù)字化服務(wù)。

2003年《上海市水務(wù)信息化規(guī)劃》首次提出了“數(shù)字水務(wù)”建設(shè)戰(zhàn)略目標和指導(dǎo)思想，規(guī)劃設(shè)計了“數(shù)字水務(wù)”框架內(nèi)容和保障措施。此后，“數(shù)字水務(wù)”在信息化建設(shè)發(fā)展過程中，結(jié)合各自水務(wù)行政管理和生產(chǎn)運營服務(wù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用，其內(nèi)涵得以不斷擴展和延伸。

作為“數(shù)字城市”建設(shè)的重要組成部分，數(shù)字水務(wù)是水務(wù)信息化建設(shè)的一個系統(tǒng)工程或發(fā)展戰(zhàn)略。得益于上海水務(wù)一體化體制先行改革優(yōu)勢，上海市建設(shè)的“數(shù)字水務(wù)”公共信息平臺雖然實現(xiàn)了涉水信息自動采集和匯聚，其功能目標是實現(xiàn)城市水務(wù)一體精細化管理、自動化監(jiān)測、實時化調(diào)度、科學(xué)化決策、網(wǎng)絡(luò)化辦事、規(guī)范化服務(wù)，促進城鄉(xiāng)水務(wù)管理與服務(wù)從單一、粗放、定性、靜態(tài)方式逐漸向協(xié)同、精細、定量、動態(tài)方式轉(zhuǎn)變，大幅提高水務(wù)工作的精準性、及時性、協(xié)同性和規(guī)范性，為水務(wù)事業(yè)科學(xué)發(fā)展提供有力支撐。但是，面臨新時代的機遇和挑戰(zhàn)，“數(shù)字水務(wù)”戰(zhàn)略目標實現(xiàn)按照信息化發(fā)展規(guī)律從管理服務(wù)對象要素數(shù)字化、業(yè)務(wù)過程數(shù)字化勢必向決策評價數(shù)字化循序漸進，水務(wù)信息化必然轉(zhuǎn)向“智慧水務(wù)”，乃至“智慧水網(wǎng)”。

2 上?，F(xiàn)代化水管理亟待提高

進入互聯(lián)網(wǎng)新時代，一方面上海市作為特大型中心城市，應(yīng)對全球氣候變化和超大城市多重風(fēng)險壓力，保障城市水務(wù)系統(tǒng)安全，提高城市水網(wǎng)智能化運行水平，建設(shè)有韌性、有恢復(fù)力的水安全保障系統(tǒng)勢在必行。另一方面，新興技術(shù)快速發(fā)展和人們對美好生活的向往對城市水務(wù)行政管理和公共服務(wù)提出更高的品質(zhì)要求。當前，城市涉水管理體系仍存在條線分割，監(jiān)管服務(wù)和公共服務(wù)智能化程度偏低，飲用水優(yōu)質(zhì)安全保障、防汛安全風(fēng)險管理、水生態(tài)環(huán)境治理修復(fù)有待進一步提高，與上海建設(shè)卓越的全球城市還有很大差距，這也是上海城市精細化管理面臨的短板和瓶頸。主要表現(xiàn)為，一是供水管網(wǎng)方面，全市3.5萬km的供水管網(wǎng)漏損率居高不下，遠高于國際一流城市5%的水平；管網(wǎng)爆裂時有發(fā)生，極大影響城市正常運行；城市原水、供水、排水綜合調(diào)度不夠，安全保障還有待提高；小區(qū)優(yōu)質(zhì)飲用水二次供水以及抄表收費服務(wù)水平有待進一步提高。二是排水管網(wǎng)方面，城市水污染治理控源、雨污混接頑癥難以根治，初期雨水排放造成突發(fā)性水污染事件時有發(fā)生，嚴重破壞生態(tài)修復(fù)整治成果；排水管網(wǎng)高標運行養(yǎng)護難以監(jiān)管，淤堵破損、次生污染時有發(fā)生；工業(yè)污水納管、農(nóng)村生活污水、污水污泥處理達標排放監(jiān)管不力，手段能力有待提高。三是河湖水網(wǎng)方面，城鄉(xiāng)河湖水面率控制不力，從1990年的11%下降到2016年9.72%；城市防洪治澇標準不高，對照相似條件的國際一流城市20年一遇以上的內(nèi)澇防治標準，以及2～5年一遇的城鎮(zhèn)排水標準，目前全市區(qū)域除澇能力總體為10～15年一遇，全市城鎮(zhèn)雨水排水系統(tǒng)普遍只有1年一遇。城鄉(xiāng)面源污染排放、船舶排污、蓄養(yǎng)種植業(yè)截污監(jiān)管能力不足，生態(tài)整治與評估手段有待加強，中小河道綜合整治長效管理和水污染治理水平有待提高。四是水服務(wù)網(wǎng)方面，對照高質(zhì)量“互聯(lián)網(wǎng)+政務(wù)服務(wù)”，以及城市精細化管理要求，水行政監(jiān)管與公共服務(wù)信息系統(tǒng)建設(shè)還存在短板：政府部門行業(yè)條線分割，立體監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)不全，行政服務(wù)平臺復(fù)雜、監(jiān)管服務(wù)資源分散，數(shù)據(jù)應(yīng)用資源重復(fù)，分析處理手段不夠，監(jiān)管服務(wù)水平不高等，河長制監(jiān)控服務(wù)和防汛指揮調(diào)度手段有待進一步提高。

因此，基于精細化協(xié)同的行政監(jiān)管和科學(xué)分析的行政決策能力有待提高、基于靈敏可靠的應(yīng)急保障和基于精準體驗的政務(wù)服務(wù)能力仍待突破，城市現(xiàn)代化水管理有待突破提高，城市水安全水環(huán)境水資源服務(wù)提質(zhì)升級十分迫切。

3 “智慧水網(wǎng)”建設(shè)方案設(shè)想

伴隨著云計算、移動互聯(lián)和平臺技術(shù)飛速發(fā)展，“十二五”期間，許多城市提出“智慧城市”建設(shè)目標，作為“智慧城市”行業(yè)組成部分，許多城市水行政部門和涉水公共服務(wù)企業(yè)開展了“智慧水務(wù)”建設(shè)探索，業(yè)務(wù)涵蓋水雨情感知預(yù)報、防汛風(fēng)險評估、水資源監(jiān)管評價、水污染治理監(jiān)測、供排水設(shè)施運行和社區(qū)服務(wù)等領(lǐng)域，“智慧水務(wù)”運用新興技術(shù)開展系統(tǒng)創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新，通過對城市自然水循環(huán)和社會水循環(huán)過程進行透徹感知、全面互聯(lián)、智能應(yīng)用和泛在服務(wù)，促進城市水務(wù)行政管理、社會公共服務(wù)以及行業(yè)生產(chǎn)運營體系及其能力現(xiàn)代化的新理念和新模式，實現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化水務(wù)改革與發(fā)展的智慧化支撐。

進入“十三五”發(fā)展新時代，伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)迅猛發(fā)展和成熟，以及行政體制改革不斷深入，跨越行政部門與傳統(tǒng)行業(yè)分類，政府與企業(yè)分層、流域區(qū)域分割的“智慧水網(wǎng)”必將超越“智慧水務(wù)”，成為支撐涉水自然資源、生態(tài)環(huán)境、應(yīng)急管理以及工程管理的信息化大平臺?！爸腔鬯W(wǎng)”作為“智慧城市”的應(yīng)用大系統(tǒng)，運用大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)集成創(chuàng)新和融通創(chuàng)新，感知監(jiān)測、協(xié)同處理、集約整合、綜合分析跨區(qū)域流域、跨行政部門、跨行業(yè)業(yè)務(wù)的涉水安全運行保障核心系統(tǒng)的各項關(guān)聯(lián)信息，及時作出預(yù)警預(yù)報、指揮調(diào)度、評價仿真、診斷處置、互動服務(wù)等智能應(yīng)用集群體系。面對城市運行安全保障的難點、熱點、痛點，當前“智慧水網(wǎng)”主要建設(shè)目標應(yīng)是針對河網(wǎng)水系生態(tài)環(huán)境監(jiān)管、供水管網(wǎng)監(jiān)控調(diào)度與社會服務(wù)，以及防汛指揮調(diào)度建設(shè)面向行政協(xié)同監(jiān)管和社會公共服務(wù)的智能應(yīng)用體系建設(shè)。

一是加快建設(shè)“智慧河網(wǎng)”管理服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)空天地一體感知監(jiān)測、智能化監(jiān)管的河湖監(jiān)測評估體系，運用衛(wèi)星飛機遙感、無人機無人船遙測、站網(wǎng)自動與人工動態(tài)監(jiān)測、實驗室檢測等組合手段，通過對河湖的水文水生態(tài)環(huán)境智能化動態(tài)監(jiān)測技術(shù)，實現(xiàn)感知監(jiān)測全覆蓋。匯集面向社會公眾的各類互動式發(fā)現(xiàn)舉報監(jiān)督數(shù)據(jù)，通過對綜合遙感遙測、監(jiān)測檢測、調(diào)查普查數(shù)、監(jiān)督舉報數(shù)據(jù)智能分析，實現(xiàn)對河湖水面率、用水總量、用水效率和水環(huán)境容量，以及各種水污染排放實施監(jiān)控管理，全面提高水環(huán)境監(jiān)控管理能力與水平。建設(shè)河長制服務(wù)體系，通過匯聚市區(qū)各行業(yè)中小河道綜合整治和長效管理全要素的數(shù)據(jù)、對水污染治理行動計劃實施效果進行全覆蓋動態(tài)監(jiān)測和客觀評價，進行河湖生態(tài)環(huán)境治理態(tài)勢分析，實現(xiàn)各級河長智能決策支持，全面提高河湖生態(tài)環(huán)境治理智能協(xié)同監(jiān)管和服務(wù)水平。

二是加快建設(shè)“智能供水”管理服務(wù)系統(tǒng)。對水源、原水、取水、制水、輸水、用水、節(jié)水全過程進行精細管理、感知預(yù)警、監(jiān)控調(diào)度，實現(xiàn)全市供水一張網(wǎng)智能調(diào)度。整合利用分類供水管網(wǎng)狀態(tài)基礎(chǔ)信息、運行監(jiān)控實時信息、養(yǎng)護管理動態(tài)信息，城市網(wǎng)格化及市民城管熱線受理處置信息、以及城市道路交通流量和路面狀態(tài)等可能影響管網(wǎng)破損的實時信息，經(jīng)過大數(shù)據(jù)智能分析，實現(xiàn)供水管網(wǎng)漏損檢測、爆管預(yù)警等決策支持服務(wù)。通過移動互聯(lián)方式向社會公眾提供智能供水泛在服務(wù)，市民用戶可以隨時隨地獲悉自來水量質(zhì)情況、所在小區(qū)供應(yīng)狀態(tài)、突發(fā)情況提醒、以及水表狀態(tài)與計量情況、水費標準與收繳狀態(tài)等信息，并開展互動式體驗服務(wù)，全面提高城市供水生產(chǎn)運營、應(yīng)急調(diào)度和公共服務(wù)水平。

三是加快建設(shè)“智能防汛”應(yīng)急指揮系統(tǒng)。實施水情災(zāi)情與突發(fā)事件全面時空感知加密監(jiān)測、搶險救災(zāi)物資隊伍協(xié)同管理調(diào)度、災(zāi)害風(fēng)險動態(tài)評估、水情災(zāi)情預(yù)測預(yù)報、防汛排水設(shè)施運行調(diào)度智能化，實現(xiàn)全市防汛一張網(wǎng)智能化預(yù)警動員和搶險指揮智能調(diào)度，提高城市防汛運行管理能力和水平，升級完善“上海防汛”泛在互聯(lián)智能服務(wù)。

4 “智慧水網(wǎng)”實施途徑展望

一是健全“智慧水網(wǎng)”數(shù)據(jù)交換平臺體系。充分利用城市“政務(wù)云”基礎(chǔ)設(shè)施，遷移整合水務(wù)公共信息大平臺，構(gòu)建城市綜合管理平臺，通過上海市數(shù)據(jù)資源管理平臺、城市管理共享交換平臺的標準接口，交換獲取跨行業(yè)領(lǐng)域基礎(chǔ)管理數(shù)據(jù)、感知監(jiān)測數(shù)據(jù)、市-區(qū)兩級涉水監(jiān)控管理數(shù)據(jù)，共享 “互聯(lián)網(wǎng)+政務(wù)服務(wù)”信息、市民與城管熱線以及市區(qū)網(wǎng)格化管理、涉水企業(yè)運行服務(wù)等綜合信息，形成“智慧水網(wǎng)”公共信息虛擬云平臺。

二是集約化建設(shè)政務(wù)服務(wù)大數(shù)據(jù)中心。整合城市管理部門信息技術(shù)專業(yè)力量，創(chuàng)造條件轉(zhuǎn)型建設(shè)跨部門城鄉(xiāng)水信息服務(wù)中心，進行“智慧水網(wǎng)”框架結(jié)構(gòu)頂層設(shè)計，開展數(shù)據(jù)治理和大數(shù)據(jù)應(yīng)用管理。另外，基于上海市大數(shù)據(jù)交易中心，依托社會專業(yè)力量開展互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)交互分析，實現(xiàn)“智慧水網(wǎng)”決策支持智能應(yīng)用服務(wù)，并提供“智慧城市”其他外溢智能服務(wù)功能開發(fā)條件。

三是基于行政機構(gòu)改革與未來事業(yè)單位改革趨勢，充分發(fā)揮現(xiàn)有河長制行政首長責(zé)任制的領(lǐng)導(dǎo)體系和城市水務(wù)一體化監(jiān)管體制優(yōu)勢，開展基于“放管服”改革的管理體制監(jiān)管機制創(chuàng)新，“智慧水網(wǎng)”協(xié)同應(yīng)用大系統(tǒng)頂層設(shè)計，構(gòu)建行業(yè)部門協(xié)同、“政事企社”聯(lián)動的“智慧水網(wǎng)”監(jiān)管服務(wù)體系。開展城市精細化管理行政監(jiān)管模式創(chuàng)新，實現(xiàn)市、區(qū)兩級涉水行政監(jiān)管業(yè)務(wù)流程優(yōu)化再造。按照“智慧城市”要求開展“智慧水網(wǎng)”服務(wù)創(chuàng)新，指導(dǎo)企業(yè)創(chuàng)新開展“智慧水務(wù)”建設(shè)，深化按需智能泛在的涉水公共服務(wù)應(yīng)用，極大改善社會公眾個性化體驗的獲得感。

Abstract： This paper analyzes the law of informatization development， the opportunities brought by new technology development and institutional reforms for extra-large central cities， as well as the resources and environment challenges for urban water security. It is concluded that “smart water network” will quickly cross over the phases of “Digital Water” and “Smart Water”， becoming an important part of “smart city”. Furthermore， aiming at the weak link and bottlenecks in current urban water administrative supervision and public service， this paper proposes the vision for building “smart water network” and its implementation path.

Key words： digital water； smart water network； construction concept； implementation path