智慧水務(wù)建設(shè)的基礎(chǔ)及發(fā)展戰(zhàn)略研究

王寧

西安航天自動化股份有限公司 陜西西安 710065

水是城市起源和發(fā)展的命脈，城市水系對城市運行所提供的功能是多重的，但是城市水系在調(diào)度管理方面存在許多漏洞；為了使城市水系在調(diào)度方面的管理運行更加科學(xué)化、智能化，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)提出了城市智慧水務(wù)總體架構(gòu)，該框架包括智能分析體系、智能監(jiān)控體系、多元數(shù)據(jù)體系、智能決策體系、智慧應(yīng)用體系和支撐保障體系；并深入探討了城市智慧水務(wù)建設(shè)的關(guān)鍵實施途徑，為我國智慧水務(wù)建設(shè)提供有效支撐。

1 智慧水務(wù)概述

智慧水務(wù)是智慧城市的重要組成部分，也是城市水務(wù)事業(yè)發(fā)展、行業(yè)管理與服務(wù)提升的重要支撐和保障。智慧水務(wù)系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等新一代信息技術(shù)構(gòu)建的綜合監(jiān)管平臺，能實時感知、模擬計算、分析評估城市供排水系統(tǒng)以及水環(huán)境狀況，全面支持水務(wù)系統(tǒng)生產(chǎn)、管理和服務(wù)，達到智慧決策的目的。在智慧水務(wù)系統(tǒng)中，無論是系統(tǒng)內(nèi)部業(yè)務(wù)運行還是對外服務(wù)，都需要對各類數(shù)據(jù)迚行統(tǒng)計分析，甚至實施特征提取、關(guān)聯(lián)挖掘、深度學(xué)習(xí)等智能計算，以實現(xiàn)對系統(tǒng)狀態(tài)的認知、智能診斷及預(yù)測，實現(xiàn)水務(wù)系統(tǒng)的功能?？梢哉f，真實的數(shù)據(jù)是支撐智慧水務(wù)系統(tǒng)正確決策的重要基礎(chǔ)保障。然而，由于各種原因，在實際系統(tǒng)運行中數(shù)據(jù)被篡改的情況時有發(fā)生。如何保證在系統(tǒng)運行過程中各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)不被或難以篡改，以及被篡改后能及時發(fā)現(xiàn)，是保障智慧水務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全必須研究解決的問題。本文引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，被監(jiān)管方實時地將智慧水務(wù)數(shù)據(jù)采集幵生成哈希樹，將哈希樹存儲至私有鏈中幵由監(jiān)管方實時簽名。以此私有鏈作為智慧水務(wù)數(shù)據(jù)的證明文件，則可校驗數(shù)據(jù)是否被篡改，迚而達到數(shù)據(jù)監(jiān)管的目的。

2 智慧水務(wù)的發(fā)展戰(zhàn)略研究

2.1 水務(wù)公共服務(wù)平臺的建設(shè)理念

供水管網(wǎng)是一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，同一供水系統(tǒng)中，管網(wǎng)建設(shè)年代各不相同，承擔的卻是相同的輸配水任務(wù)和出廠服務(wù)壓力。同時，城市地下土壤環(huán)境不同，管線材質(zhì)種類繁多，敷設(shè)管線過程中的被動設(shè)計變更而導(dǎo)致的供水不利點的徒然增加，二次供水方式由箱式供水向無負壓供水方式的大規(guī)模轉(zhuǎn)變等，都是影響供水管網(wǎng)安全運行的重要因素，對生產(chǎn)調(diào)度也提出了更為嚴峻的考驗。隨著城鄉(xiāng)供水一體化建設(shè)的不斷發(fā)展和供水普及率的不斷提高，安全供水，供上優(yōu)質(zhì)水、放心水是所有供水企業(yè)努力的主要方向。建設(shè)綜合水務(wù)公共服務(wù)平臺，不僅可以通過水力計算滿足優(yōu)化生產(chǎn)、優(yōu)化調(diào)度的需求，實現(xiàn)安全供水目標，還可以通過水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集，科學(xué)調(diào)整運行參數(shù)，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)供水目標，在有效提高經(jīng)濟效益的同時提高社會效益，是保障安全供水的十分重要且必要的信息化建設(shè)手段。

2.2 智慧應(yīng)用體系

智慧應(yīng)用體系建設(shè)采用模塊化的思想，基于移動App、可視化平臺、信息發(fā)布軟件即服務(wù)進行設(shè)計，該建設(shè)模式可以有效避免系統(tǒng)重復(fù)性建設(shè)，易于系統(tǒng)升級改造，實現(xiàn)系統(tǒng)的開放性和動態(tài)可持續(xù)發(fā)展；智慧應(yīng)用體系包括智慧民生服務(wù)平臺、智慧政務(wù)管理平臺和智慧企業(yè)/業(yè)務(wù)支撐平臺3大平臺以及分別對應(yīng)的子模塊。這種建設(shè)模式可以實現(xiàn)以下功能：按需服務(wù)、隨時服務(wù)、通用性強、高可靠性、極其廉價，并且是高可擴展性的。

2.3 提升平臺化設(shè)備管理能力

2.3.1 科學(xué)系統(tǒng)評價

通常來講，一個科學(xué)的評價系統(tǒng)需要評估多個方面，例如，指標的實時變化、設(shè)備監(jiān)控狀態(tài)、系統(tǒng)運行情況等。通過科學(xué)系統(tǒng)評價，可以對生產(chǎn)信息化進行進行全面推進，從而成為提升數(shù)字化、信息化性能的粘合劑；同時，還要緊跟物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)未來發(fā)展的趨勢以及城市智慧水務(wù)的需求，進一步推動生產(chǎn)的高效化以及自動化。

2.3.2 智能點巡檢

巡檢實現(xiàn)智能化，能夠促使每一個巡檢人員熟練掌握手持終端設(shè)備，通過登錄對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，借助對應(yīng)的系統(tǒng)完成巡檢工作，并反饋結(jié)果。智能巡檢比傳統(tǒng)巡檢模式更加高效，可充分提升巡檢的效率與質(zhì)量。

2.3.3 后臺全域管理

后臺全域管理，又被稱之為“全面管理”，重點監(jiān)控重要設(shè)備，并將數(shù)據(jù)及時反饋，從而完成分析得出結(jié)論。若有問題及時給出解決措施，這類管理模式相比傳統(tǒng)模式更加具有效率，而且可以最大限度減少人為失誤以及在維修護理方面的成本投入。

2.4 智能監(jiān)控體系

智能監(jiān)控體系包括立體感知體系和自動控制體系。①立體感知體系。在城市智慧水務(wù)體系中，需要獲取各類要素數(shù)據(jù)來支撐計算和業(yè)務(wù)處理?；诠I(yè)互聯(lián)和數(shù)據(jù)驅(qū)動的理念，基于具備堅實的、可預(yù)見性工程的物理系統(tǒng)，借助無人機、雷達、車、船、站、機器人、手機輿情等高科技設(shè)備及技術(shù)，形成“空天地”一體化的立體感知體系，更系統(tǒng)、更全面、更深入地從設(shè)備及各種終端收集數(shù)據(jù)，是整個城市智慧水務(wù)的基礎(chǔ)。②自動控制體系?；诠I(yè)互聯(lián)和數(shù)據(jù)驅(qū)動的理念，基于具備堅實的、可預(yù)見性工程的物理系統(tǒng)，通過傳感器閉環(huán)控制維持系統(tǒng)運行做關(guān)鍵調(diào)整，通過執(zhí)行機構(gòu)對設(shè)備系統(tǒng)的運行和邏輯進行指揮，從設(shè)備及各種終端最大程度收集數(shù)據(jù)，用數(shù)學(xué)軟件與大型處理器分析信息，以獲得系統(tǒng)的高級別潛在信息并制定各設(shè)備及終端工作邏輯，形成高水平自主控制體系，整個體系是基于智能分析體系分析結(jié)果的實際應(yīng)用。

3 結(jié)語

在智慧水務(wù)管理當中，可擺脫傳統(tǒng)管理模式效率低下的問題，并結(jié)合實際情況與需求對模式進行創(chuàng)新，進一步實現(xiàn)了“智控慧管”的目標。直觀來講，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)完善了智慧水務(wù)的一些關(guān)鍵功能，使得水廠運行更加科學(xué)化、技術(shù)化、精細化，這種具有綜合管理能力的智慧水務(wù)平臺，能夠為城市提供更加穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的用水服務(wù)，從而促進城市和諧發(fā)展。