人工智能技術(shù)在安徽省縣級(jí)農(nóng)村供水工程信息化建設(shè)中的應(yīng)用建議

王躍國，趙 翠，宋家駿

（1.安徽省農(nóng)村飲水管理總站，230022，合肥；2.中國水利水電科學(xué)研究院水利研究所，國家節(jié)水灌溉北京工程技術(shù)研究中心，100048，北京）

自動(dòng)化監(jiān)控與信息化管理手段作為農(nóng)村供水領(lǐng)域強(qiáng)監(jiān)管的主要抓手和強(qiáng)有力措施，是當(dāng)前農(nóng)村供水的重要工作內(nèi)容之一。

2003年水利部印發(fā)《全國水利信息化規(guī)劃》，提出水利信息化綜合體系的概念，隨后分別編制了全國水利信息發(fā)展 “十一五”“十二五”“十三五”規(guī)劃，明確了各階段的建設(shè)目標(biāo)和任務(wù)，將信息技術(shù)的發(fā)展與水利改革發(fā)展的需求緊密結(jié)合。伴隨著水利信息化建設(shè)工作的推進(jìn)，初步形成了由水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施、水利業(yè)務(wù)應(yīng)用和水利信息化保障環(huán)境組成的水利信息化綜合體系。這一體系的建成與應(yīng)用，也為“十三五”期間及“十三五”后，農(nóng)村供水工程的鞏固提升發(fā)展提供了基礎(chǔ)。各地以信息化為抓手和平臺(tái)，有效運(yùn)用政策及資金，從長效服務(wù)于農(nóng)村飲水安全保障工作出發(fā)，不斷進(jìn)行新技術(shù)、新模式的嘗試，特別是部分地區(qū)將人工智能應(yīng)用于農(nóng)村供水工程建設(shè)，有效提升了農(nóng)村供水工程的管理水平及服務(wù)質(zhì)量，為水利行業(yè)信息化水平的完善和提升提供了示范。

安徽省積極響應(yīng)“十三五”階段建設(shè)農(nóng)村水利信息化建設(shè)號(hào)召，編制了《安徽省農(nóng)村飲水安全工程信息化建設(shè)規(guī)劃（2018—2022 年）》，計(jì)劃在“十三五”階段建設(shè)1個(gè)省級(jí)農(nóng)飲信息化管理平臺(tái)、29個(gè)縣級(jí)農(nóng)飲信息化管理中心和419處規(guī)模水廠自控系統(tǒng)。2018年安徽省人民政府辦公廳印發(fā)的 《安徽省2018年度農(nóng)村飲水安全鞏固提升行動(dòng)方案的通知》中再次強(qiáng)調(diào)，在“十三五”階段末尾的工作重點(diǎn)是在安徽省部分縣市農(nóng)村飲水安全工程信息化建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施過程中也逐步融入人工智能技術(shù)，提升了農(nóng)村供水信息化建設(shè)與管理水平。

本文通過分析目前安徽省農(nóng)村供水工程信息化建設(shè)的現(xiàn)狀及其存在的問題，明確了安徽省農(nóng)村供水工程信息化的建設(shè)需求；在了解人工智能技術(shù)的概念及其發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，分析了人工智能技術(shù)對農(nóng)村供水工程信息化建設(shè)革命性的影響；提出在安徽省縣級(jí)農(nóng)村供水工程信息化建設(shè)中的應(yīng)用建議，并就其應(yīng)用前景進(jìn)行展望，旨在為我國農(nóng)村供水信息化建設(shè)與發(fā)展提供借鑒。

一、安徽省農(nóng)村供水工程信息化建設(shè)現(xiàn)狀與需求

安徽省農(nóng)村供水工程覆蓋93個(gè)縣（市、區(qū)），截至 2018年，僅有 3個(gè)縣（區(qū)）建設(shè)了縣級(jí)農(nóng)村供水信息化管理平臺(tái)，2個(gè)縣啟動(dòng)縣級(jí)平臺(tái)建設(shè)，88個(gè)縣（市、區(qū)）屬于空白。已建成的縣級(jí)信息管理平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)較為完善的工程在線監(jiān)管功能，但缺乏基礎(chǔ)信息管理功能；未建立信息平臺(tái)的地區(qū)仍依靠人員走訪或抽檢等方式，管理費(fèi)時(shí)費(fèi)力且無法及時(shí)了解水廠運(yùn)行關(guān)鍵信息。因此，安徽省農(nóng)村供水信息化管理平臺(tái)建設(shè)需圍繞農(nóng)村供水管理業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)掌控管控范圍內(nèi)農(nóng)村飲水工作信息，監(jiān)管全域內(nèi)農(nóng)村供水工程的招標(biāo)投標(biāo)管理、監(jiān)督檢查、竣工驗(yàn)收等，通過數(shù)據(jù)采集分析科學(xué)制定全域農(nóng)村供水工程管理與運(yùn)行政策，同時(shí)完善日常報(bào)表、文檔管理等功能。

安徽省共建設(shè)規(guī)?；r(nóng)村供水工程1 419處，其中796處已建設(shè)自動(dòng)化供水系統(tǒng)。規(guī)?；畯S自動(dòng)化控制系統(tǒng)除部分較為完善外，大部分尚不成熟，已配置的自動(dòng)化控制設(shè)備集中在輸配水段，但信息監(jiān)測不夠全面，且反饋控制不盡完善。少數(shù)水廠日常生產(chǎn)自動(dòng)化程度較低，對自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的需求極為迫切。其建設(shè)需求主要是對水廠取水、輸水、凈水、配水等關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)信息化管理，采集水量、水壓、水質(zhì)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并基于數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳手段，方便行業(yè)監(jiān)管，同時(shí)實(shí)現(xiàn)上級(jí)—下級(jí)的統(tǒng)籌規(guī)劃管理，提高突發(fā)事件應(yīng)對處置能力。

二、人工智能技術(shù)在農(nóng)村供水工程信息化管理中主要應(yīng)用

人工智能（AI）是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。當(dāng)前，人工智能主要應(yīng)用于認(rèn)知自動(dòng)化、認(rèn)知參與、認(rèn)知洞察力等三大領(lǐng)域。

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展以及農(nóng)村供水工程現(xiàn)代化建設(shè)管理需求的增加，迫切需要將新興技術(shù)如人工智能、大數(shù)據(jù)等應(yīng)用于農(nóng)村供水信息系統(tǒng)建設(shè)中，以提高系統(tǒng)的先進(jìn)性和科學(xué)性。人工智能可貫穿于農(nóng)村供水取水、輸水、凈水、配水全流程，以其技術(shù)優(yōu)勢提升農(nóng)村供水技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)智能化的動(dòng)態(tài)管理。

目前，人工智能技術(shù)在農(nóng)村供水領(lǐng)域的應(yīng)用越來越普遍，認(rèn)知自動(dòng)化具體可體現(xiàn)在水質(zhì)檢測報(bào)告、工作巡檢單等文件圖像智能識(shí)別轉(zhuǎn)錄功能等，極大簡化操作人員的工作量。認(rèn)知參與具體可體現(xiàn)在語言控制凈水生產(chǎn)工藝的指令識(shí)別和處理等。認(rèn)知洞察力則是在農(nóng)村供水領(lǐng)域最為核心和關(guān)鍵的，具體可體現(xiàn)在保障水量、水壓的供水調(diào)度方面的應(yīng)用，水質(zhì)預(yù)測及其水處理工藝環(huán)節(jié)的反饋控制方面的應(yīng)用，以及管網(wǎng)漏損監(jiān)控的供水安全事件與預(yù)警方面的應(yīng)用。人工智能技術(shù)因其強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢可提升整個(gè)供水生產(chǎn)技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)智能化的動(dòng)態(tài)管理，減輕供水生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度。

三、人工智能技術(shù)在農(nóng)村供水工程信息化建設(shè)中的應(yīng)用建議

我國農(nóng)村供水工程發(fā)展至今，大部分已經(jīng)由手工操作轉(zhuǎn)變?yōu)榘胱詣?dòng)甚至全自動(dòng)方式，然而對于運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析及工藝操作方式的判定依然靠人工來完成。為解決由于人工操作經(jīng)驗(yàn)不足并且響應(yīng)滯后造成的問題，避免因操作不當(dāng)造成藥劑浪費(fèi)、設(shè)備壽命縮減、供水成本增加等弊端，農(nóng)村供水信息化管理建設(shè)亟須將人工智能技術(shù)融合進(jìn)來，進(jìn)一步提高農(nóng)村供水工程的生產(chǎn)效益和管理水平。

1.將人工智能技術(shù)納入農(nóng)村供水工程信息化管理總體規(guī)劃，并應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理等全過程

針對安徽省縣級(jí)農(nóng)村供水工程信息化管理建設(shè)，筆者建議在總體規(guī)劃層面將人工智能技術(shù)引入農(nóng)村供水工程信息化建設(shè)當(dāng)中，批復(fù)部門同時(shí)給予新興技術(shù)應(yīng)用于民生領(lǐng)域的政策引導(dǎo)和鼓勵(lì)支撐。在設(shè)計(jì)階段，將人工智能技術(shù)引入農(nóng)村供水工程取、輸、凈、配全流程，如將人工智能算法應(yīng)用于用水量預(yù)測和取水調(diào)度中，將人工智能調(diào)節(jié)器應(yīng)用于泵站節(jié)能運(yùn)行調(diào)度中，將人工智能算法應(yīng)用于水質(zhì)指標(biāo)預(yù)測分析及水處理藥劑智能投加中，將人工智能技術(shù)應(yīng)用于分區(qū)計(jì)量和漏損預(yù)警中。在建設(shè)過程中，選用人工智能調(diào)節(jié)器和控制器對制水生產(chǎn)和輸送過程進(jìn)行監(jiān)控，如AI-808調(diào)節(jié)器、人工智能PID控制器等設(shè)備。在管理過程中，將人工智能圖像與語言識(shí)別應(yīng)用于業(yè)務(wù)管理與設(shè)備運(yùn)行操作中，提高運(yùn)行管理的方便程度。

2.對人工智能應(yīng)用于農(nóng)村供水領(lǐng)域給予政策和資金支持

人工智能作為新興技術(shù)在金融、醫(yī)療、汽車、零售、家居等領(lǐng)域應(yīng)用相對成熟，而在農(nóng)村供水工程所屬的水利行業(yè)應(yīng)用尚處于起步階段。人工智能技術(shù)在農(nóng)村供水領(lǐng)域的應(yīng)用離不開水利行業(yè)的政策支持與引導(dǎo)，需從中央到地方給出明確的相關(guān)政策性引導(dǎo)文件，引導(dǎo)新興技術(shù)在農(nóng)村供水民生工程中的實(shí)踐。同時(shí)，人工智能落地亟須財(cái)政和社會(huì)資金的投入，在農(nóng)村供水工程水廠、管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與更新改造的同時(shí)，安排信息化建設(shè)資金，在工程運(yùn)行管護(hù)經(jīng)費(fèi)中考慮安排信息化管理專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)。此外，專業(yè)的水利信息化人才培養(yǎng)和引進(jìn)也是保障農(nóng)村供水工程信息化穩(wěn)定正常運(yùn)行和長久發(fā)揮效益的重要基礎(chǔ)，尤其是在農(nóng)村科技環(huán)境相對單薄，亟須加強(qiáng)管護(hù)人員素質(zhì)能力建設(shè)，使之與水利信息化發(fā)展和工程實(shí)踐相匹配。

四、結(jié) 語

農(nóng)村供水安全事關(guān)億萬百姓的健康福祉，農(nóng)村供水信息化建設(shè)是提高行業(yè)管理能力，推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步，深化水利改革的一項(xiàng)重要舉措，安徽省積極響應(yīng)水利現(xiàn)代化建設(shè)號(hào)召，踐行省、市、縣三級(jí)農(nóng)村供水信息化水利現(xiàn)代化建設(shè)，并取得了初步成效。安徽省的自然條件、經(jīng)濟(jì)狀況以及農(nóng)村供水工程建設(shè)與管理類型在全國均具有較強(qiáng)的代表性。隨著新時(shí)期鄉(xiāng)村振興的深化及人工智能技術(shù)的深入發(fā)展，在全國“十三五”農(nóng)村飲水安全工程鞏固提升基本完成后，農(nóng)村供水行業(yè)勢必進(jìn)入管理提升發(fā)展階段，信息化對于水利行業(yè)特別是覆蓋廣大農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)村供水業(yè)務(wù)的長足發(fā)展將越來越重要。農(nóng)村供水工程作為公益性基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，需要國家政策及資金的長期有效投入，伴隨著人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)農(nóng)村供水工程信息化管理產(chǎn)生新變革，平衡過渡新興技術(shù)與傳統(tǒng)工藝適配磨合期，將農(nóng)村供水信息化管理推向高效、便捷、精準(zhǔn)、智慧的新高度。