智慧水務(wù)基本理念及其現(xiàn)實意義思索

裴 佩

（中國葛洲壩集團第一工程有限公司，湖北 宜昌 443002）

1 概述

1.1 智慧水務(wù)的含義

所謂智慧水務(wù)，指的是通過互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)等實時監(jiān)測設(shè)備監(jiān)控城市管網(wǎng)供水系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并且通過數(shù)字技術(shù)將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為可視化圖形，呈現(xiàn)出水務(wù)管理企業(yè)與供排水設(shè)施的狀態(tài)，打造“城市水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)。系統(tǒng)可以處理大量實時城市水務(wù)狀態(tài)信息，會自動顯示處理結(jié)果以及問題處理意見，形成更加動態(tài)、實時、科學(xué)化的管理整個水務(wù)系統(tǒng)的工作流程，形成“智慧”水務(wù)系統(tǒng)。

1.2 智慧水務(wù)的理念

智慧水務(wù)是水務(wù)行業(yè)的一次技術(shù)變革，水務(wù)企業(yè)結(jié)合信息化技術(shù)，突破傳統(tǒng)形式的運行方式，以更加科學(xué)、快捷、智能的形式運作整個系統(tǒng)。水務(wù)系統(tǒng)核心理念包括4 個部分，其中“傳感”是整個智慧水務(wù)系統(tǒng)的核心組成部分，其指的是運用各環(huán)節(jié)安置的傳感器并與物聯(lián)網(wǎng)相融合，共同組成智慧水務(wù)系統(tǒng)。傳感器可以采集大量實時信息，并通過互聯(lián)網(wǎng)使數(shù)據(jù)可視化，以此建立智慧水務(wù)的核心部分;“智能”指的是水廠使用先進的數(shù)據(jù)處理模型或者軟件，應(yīng)用計算機等設(shè)備對實時數(shù)據(jù)進行加工、篩選、分析等，利用有效的信息提升水廠管理決策能力;“協(xié)助”指的是在水務(wù)處理過程的每個關(guān)節(jié)間相互協(xié)作運行的關(guān)系，將整個水務(wù)系統(tǒng)有機合理地整合起來，可以極大提升水廠企業(yè)在業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)處理、管理層決策等方面的運行效率。

2 建立智慧水務(wù)的現(xiàn)實意義

建立智慧水務(wù)大致要完善4 個部分，分別是設(shè)備管理、在線監(jiān)測、模型決策、綜合處理，下面分別對這4 部分做出簡要闡述說明。

2.1 設(shè)備管理

城市供水設(shè)備大部分埋藏于地下，數(shù)量龐大，結(jié)構(gòu)錯綜復(fù)雜，并且隨著時間的推移城市管道也在不斷地完善或更替。在水廠考慮智慧設(shè)備時需要考慮建設(shè)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，使用高效率的存儲設(shè)備，可以對天氣、水流、管道網(wǎng)絡(luò)更替等數(shù)據(jù)進行高速存儲，確保相關(guān)數(shù)據(jù)的完整有效，為智慧水務(wù)提供數(shù)據(jù)平臺。考慮到水務(wù)系統(tǒng)的特征，水務(wù)數(shù)據(jù)庫應(yīng)該遵守以下幾點基本原則:數(shù)據(jù)共享原則、數(shù)據(jù)可查詢原則、數(shù)據(jù)穩(wěn)定性原則等。

2.2 在線監(jiān)測

利用無線電監(jiān)測技術(shù)，對水務(wù)管道等設(shè)施實施多點位、高頻次的數(shù)據(jù)監(jiān)測。這樣做的好處是可以真實地反應(yīng)出管道網(wǎng)絡(luò)實時狀況或者及時發(fā)現(xiàn)管道破裂等嚴重問題，可以做出及時應(yīng)對措施，并且還可以對數(shù)據(jù)進行深入挖掘和分析，對水務(wù)系統(tǒng)長期供水狀況做出周期性及典型案例分析。此外，還可以對管道網(wǎng)絡(luò)做出短期檢測，對潛在風(fēng)險進行預(yù)警。此外，將收集到的大量數(shù)據(jù)與GIS 結(jié)合，可以通過頁面可視化呈現(xiàn)在工作人員面前，還可以支持歷史數(shù)據(jù)的調(diào)取存儲管理，對相關(guān)工作人員把握實時情況進行有效及時的決策應(yīng)對有很大幫助。

2.3 模型決策

管理水務(wù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的智慧模型有很多，國外一些國家供水系統(tǒng)通常會使用Cybernet 等，排水模型通常會使用MOUSE、SWMM 等。因此，國內(nèi)在水廠供排水處理的時候需要考慮與國際相同口徑，方便統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。對模型的要求是方便、運行速度快、可處理數(shù)據(jù)量大，一般情況下智慧水務(wù)模型以底層模型為主。一般國內(nèi)水廠供排水對模型的應(yīng)用原因有以下3 方面:現(xiàn)狀評估與問題診斷、輔助決策、輔助管控。通過模型，水廠及污水廠可以有效及時地做出科學(xué)化的決策。

3 建立智慧水務(wù)的相關(guān)建議

3.1 規(guī)劃階段

規(guī)劃階段指的是水廠遵循預(yù)見性、針對性及實用性等原則對智慧水務(wù)進行規(guī)劃，明確目的、制定細節(jié)、評估預(yù)算、預(yù)計完工時間。這些都為水廠打造智慧水務(wù)提供重要保障。

3.2 建設(shè)階段

建設(shè)階段指的是在完成規(guī)劃階段之后，水廠才真正進入到建設(shè)智慧型水務(wù)方面，此階段主要分為4 個方面。第一，管道網(wǎng)絡(luò)的普查和資產(chǎn)管理階段，主要由測繪人員實施開展整體管網(wǎng)的測量，由其他工作人員對資產(chǎn)資料進行整合歸納，制定實施方案，對數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，組建可視化數(shù)據(jù)庫;第二，水務(wù)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)組建階段，對于整個業(yè)務(wù)流程實施數(shù)字化管理，收集數(shù)據(jù)、篩選數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，通過科學(xué)化處理后的數(shù)據(jù)可以使整個業(yè)務(wù)流程更加透明;第三，在線監(jiān)測與模擬階段。此階段要完成對整個城市管網(wǎng)布局的設(shè)計，并通過模型軟件呈現(xiàn)出來，再通過模型進行分析評估，找出存在的問題及風(fēng)險;第四，業(yè)務(wù)運行與決策階段，經(jīng)過以上3 個階段，形成動態(tài)化數(shù)據(jù)處理體系，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化運行，為應(yīng)對城市內(nèi)澇等應(yīng)急措施做出決策。

4 結(jié)語

在整個智慧水務(wù)建設(shè)、實施過程中，水廠需要強化信息化專業(yè)程度的建設(shè)，符合本地實際具體情況，歸納總結(jié)智慧水務(wù)的頂層設(shè)計方案與實施技術(shù)路線，不要只單純引進“智慧”“信息化”等名詞，浮于表面而沒有真真切切的理解、落實智慧水務(wù)的理念。在智慧水務(wù)整體建設(shè)工程中要關(guān)注數(shù)據(jù)的收集、管理、維護以及對數(shù)據(jù)的實施監(jiān)測等，努力建設(shè)一套完整、科學(xué)的智慧水務(wù)管理系統(tǒng)。未來，各行各業(yè)都會與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，使每個業(yè)務(wù)流程都變成“智慧型”，通過對大數(shù)據(jù)的分析、判斷、決策，可以對突發(fā)事件做出最合理的判斷，同時也可以極大釋放人力資源，“智慧水務(wù)”是未來發(fā)展的趨勢。