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第九屆廣東泵閥展

2025廣東國際泵管閥展覽會 | 2025廣州給排水技術(shù)設(shè)備展

FLOWTECH CHINA (GUANGDONG) 2025

202535-7日 廣州丨保利世貿(mào)博覽館

202535-7

廣州 | 保利世貿(mào)博覽館

距離開展

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探討智慧水務(wù)視角下水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)與實踐

 根據(jù)國家對水務(wù)行業(yè)“十四五”期間“安全、便民、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)、智慧”的發(fā)展要求,各水務(wù)企業(yè)以智慧水務(wù)建設(shè)為抓手,積極探索與推進(jìn)水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作。立足于國家政策、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,分析了水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的機(jī)遇與挑戰(zhàn),結(jié)合國內(nèi)外水務(wù)企業(yè)數(shù)字化經(jīng)典實踐,探討智慧水務(wù)2.0發(fā)展趨勢,思考未來“標(biāo)準(zhǔn)體系+數(shù)字資產(chǎn)+使能技術(shù)”數(shù)字水務(wù)的發(fā)展態(tài)勢,為我國水務(wù)企業(yè)制定和實施有效的數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略提供參考和借鑒。

  0 引 言

  黨的十九大報告明確提出“全面建成社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國”的宏偉目標(biāo)。水務(wù)行業(yè)作為支撐社會經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化健康有序發(fā)展的重要行業(yè),對標(biāo)新時代新要求,全面進(jìn)入從“粗放式發(fā)展”到“高質(zhì)量發(fā)展”,從“傳統(tǒng)模式驅(qū)動”到“創(chuàng)新模式驅(qū)動”的變革期。根據(jù)《城鎮(zhèn)水務(wù)2035年行業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》發(fā)展目標(biāo),“到2035年,基本建成安全、便民、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)、智慧的現(xiàn)代化城鎮(zhèn)水務(wù)體系”。從人民群眾對美好生活的向往出發(fā),立足韌性城市保障需求和水務(wù)業(yè)務(wù)管理能力,水務(wù)行業(yè)未來將在飲用水安全保障、“廠網(wǎng)河湖”水環(huán)境治理、城鎮(zhèn)排水防澇、資源節(jié)約綠色循環(huán)、水務(wù)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化五大業(yè)務(wù)領(lǐng)域集中發(fā)力。而其中新型信息技術(shù)賦能下的水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是支撐傳統(tǒng)水務(wù)行業(yè)突破短板、高質(zhì)量發(fā)展的必然路徑與核心要務(wù)。

  “數(shù)字中國”建設(shè)是大勢所趨,國家“十四五”規(guī)劃對數(shù)字化和水務(wù)行業(yè)新發(fā)展提出了明確要求,水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型勢在必行。一方面,數(shù)字水務(wù)是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要組成,是提升公共服務(wù)、社會治理等數(shù)字化、智能化水平的基礎(chǔ)板塊。在“生態(tài)文明”新發(fā)展理念、“碳中和”遠(yuǎn)景目標(biāo)的指導(dǎo)下,城鎮(zhèn)供水、排水、水環(huán)境等涉水事務(wù)的建設(shè)、運(yùn)營與服務(wù)綜合能力亟待提升。另一方面,水務(wù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍處于初級階段,與燃?xì)?、電力等其他公用事業(yè)行業(yè)相比,運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”的能力比較薄弱。需要加快構(gòu)建水務(wù)數(shù)字化產(chǎn)業(yè)鏈,打通“水安全、水資源、水生態(tài)、水景觀、水環(huán)境、水管理、水經(jīng)濟(jì)”經(jīng)濟(jì)社會循環(huán),助力水務(wù)行業(yè)運(yùn)營、管理、服務(wù)模式的數(shù)字化升級與創(chuàng)新。

  在此大背景下,準(zhǔn)確剖析智慧水務(wù)發(fā)展中水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的機(jī)遇與挑戰(zhàn),正確運(yùn)用數(shù)字技術(shù),使之與水務(wù)企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、生產(chǎn)運(yùn)營和經(jīng)營模式相融合,及時總結(jié)智慧水務(wù)建設(shè)路徑與實踐經(jīng)驗,是未來打造水務(wù)行業(yè)新格局下數(shù)字水務(wù)體系的重要基礎(chǔ)和必要條件。

  01 水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

  “十四五”產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、數(shù)字政策、數(shù)字經(jīng)濟(jì)和數(shù)字技術(shù)改革與創(chuàng)新下的水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。

  1.1 水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的機(jī)遇

 ?。?)產(chǎn)業(yè)引領(lǐng),新型水務(wù)產(chǎn)業(yè)格局拓展水務(wù)發(fā)展增值空間?!笆奈濉逼陂g,水務(wù)產(chǎn)業(yè)聚焦生態(tài)文明建設(shè)及環(huán)境治理,由“高能耗”和“粗放式”向“低碳”、“綠色”和“可持續(xù)”方向轉(zhuǎn)變。水務(wù)業(yè)務(wù)范疇也逐步向上游“節(jié)約水資源”和下游“環(huán)境污染治理”延伸,形成城市水務(wù)治理的一盤棋。大中型水務(wù)企業(yè)紛紛提升產(chǎn)業(yè)集中度和專業(yè)度,加快涉水事業(yè)一體化和水環(huán)境治理一體化發(fā)展布局。部分小微企業(yè)則注重深耕水務(wù)細(xì)分領(lǐng)域,謀求局部的優(yōu)勢領(lǐng)先。市場化改革趨勢下,產(chǎn)業(yè)鏈上下游的智慧水務(wù)建設(shè)開發(fā)商也開始發(fā)揮集聚效應(yīng),通過并購融資等方式,匯聚產(chǎn)業(yè)鏈中優(yōu)勢資源,加快水務(wù)行業(yè)軟硬件平臺、設(shè)備制造、解決方案的研發(fā)與推廣。智慧水務(wù)作為水務(wù)行業(yè)熱點領(lǐng)域,吸引了各行各業(yè)具有技術(shù)優(yōu)勢的外部企業(yè)進(jìn)入水務(wù)行業(yè),帶來了理念、技術(shù)、資金和人才優(yōu)勢,也推動了水務(wù)產(chǎn)業(yè)的升級。整個水務(wù)行業(yè)呈現(xiàn)一片欣欣向榮發(fā)展之勢,水務(wù)企業(yè)由過去的碎片式、粗放式、封閉式發(fā)展逐漸轉(zhuǎn)向規(guī)?;?、精細(xì)化、生態(tài)化發(fā)展。數(shù)字水務(wù)助推水務(wù)企業(yè)在規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)營管理、技術(shù)研發(fā)等多個環(huán)節(jié)帶來創(chuàng)新突破,在發(fā)展中掌控制高點和主動權(quán)。

  (2)政策激勵,數(shù)字水務(wù)迎來良好的外部發(fā)展環(huán)境。近年來,國家、地方、行業(yè)各個層面出臺系列政策,為水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供強(qiáng)有力支撐,營造了良好的發(fā)展空間。一是國家政策為水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型在頂層愿景、目標(biāo)和發(fā)展戰(zhàn)略指引方向。黨的十九大明確要加快推進(jìn)信息化,建設(shè)“數(shù)字中國”、“智慧社會”。國務(wù)院國資委辦公廳在《關(guān)于加快推進(jìn)國有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作的通知》中要求“推動新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合,打造數(shù)字經(jīng)濟(jì)新優(yōu)勢,促進(jìn)國有企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展”。國家“十四五”規(guī)劃提出“加快數(shù)字化發(fā)展,建設(shè)數(shù)字中國”。二是地方政策有力支持水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑與實踐。各地政府相繼出臺“數(shù)字政府”“智慧城市”“智慧國企”“智慧水務(wù)”等具體措施,加快產(chǎn)業(yè)數(shù)字化。三是水務(wù)行業(yè)專項政策加快提升企業(yè)數(shù)字化能力。2021年中國水協(xié)發(fā)布《城鎮(zhèn)水務(wù)2035年行業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》,提出智慧水務(wù)發(fā)展目標(biāo)和任務(wù)、實施路徑與方法。

 ?。?)市場驅(qū)動,數(shù)字經(jīng)濟(jì)為水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型注入長效動力。數(shù)字經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵驅(qū)動力,數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代已經(jīng)到來。據(jù)中國信通院發(fā)布的《中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展白皮書》顯示:中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模已由2005年的2.6萬億元,擴(kuò)張到2020年的39.2萬億元(見表1),數(shù)字經(jīng)濟(jì)占gdp比重已提升到38.6%。國家《十四五規(guī)劃》在“十四五時期經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展主要指標(biāo)”中提出:預(yù)期“數(shù)字經(jīng)濟(jì)核心產(chǎn)業(yè)增加值占gdp比重由2020年的7.8%增長至2025年的10%”,智慧水務(wù)市場規(guī)模預(yù)計將從2014年65.6億元人民幣上升至2023年251億元人民幣,其中蘊(yùn)藏著巨大的數(shù)字化紅利。

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  (4)技術(shù)賦能,新型數(shù)字技術(shù)助力傳統(tǒng)水務(wù)行業(yè)升級。智慧水務(wù)借助云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能和5g為代表的新一代ict技術(shù),不斷構(gòu)建水務(wù)數(shù)字化運(yùn)營場景,改變傳統(tǒng)人工為主運(yùn)營模式。一是實時感知,將各處的傳感器和智能設(shè)備連接,實時監(jiān)測水文、水質(zhì)等信息。二是全面整合,實現(xiàn)各異構(gòu)系統(tǒng)完全鏈接與融合,利用云計算進(jìn)行大量信息的分析和保存,實現(xiàn)信息共享。三是智慧應(yīng)用,充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、數(shù)據(jù)倉庫、智能決策支持等先進(jìn)技術(shù),支撐洪澇預(yù)警、科學(xué)調(diào)度、客戶服務(wù)等各類業(yè)務(wù)應(yīng)用,使設(shè)施、流程以及運(yùn)行管理更智能化。四是協(xié)同運(yùn)作,通過統(tǒng)一的水務(wù)綜合信息管理平臺,實現(xiàn)區(qū)域供排水系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度、協(xié)同運(yùn)作,實現(xiàn)資源優(yōu)化配置、系統(tǒng)高效運(yùn)行。由此,跨越式提高水務(wù)管理、產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量,全面實現(xiàn)服務(wù)品質(zhì)、供水保障、水體治理、城市防澇、低碳發(fā)展、降本增效等水務(wù)業(yè)務(wù)數(shù)字化運(yùn)營成效。

  1.2 傳統(tǒng)水務(wù)面臨的問題與數(shù)字化轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)

  抓住機(jī)遇的前提是直面問題與挑戰(zhàn)。一方面,2019年新冠疫情爆發(fā)更加凸顯了傳統(tǒng)水務(wù)行業(yè)內(nèi)部信息化基礎(chǔ)薄弱、運(yùn)營管理粗放、勞動密集、資源利用率偏低、預(yù)防性保障能力不足等問題;另一方面,廠站無人/少人值守、全業(yè)務(wù)線上服務(wù)、優(yōu)質(zhì)飲用水保障、城市內(nèi)澇防治、污水零直排和“廠網(wǎng)河湖”一體化管控等管理升級,也加速推動水務(wù)企業(yè)迎接水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)。

 ?。?)直擊問題,立足水務(wù)短板,推進(jìn)數(shù)字水務(wù)建設(shè)。城市水務(wù)系統(tǒng)復(fù)雜、流程長、環(huán)節(jié)多,實現(xiàn)行業(yè)整體數(shù)字化和各環(huán)節(jié)數(shù)字化具有一定難度,特別是以下問題也一定程度制約水務(wù)數(shù)字化進(jìn)程:

  一是部分水務(wù)企業(yè)缺乏頂層規(guī)劃,發(fā)展方向和路徑不明,導(dǎo)致系統(tǒng)建設(shè)偏離企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo),造成應(yīng)用系統(tǒng)相對分散,各自為政,制約企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型效率。

  二是傳統(tǒng)水務(wù)運(yùn)營環(huán)節(jié)和操作流程管理仍顯粗放,數(shù)字化應(yīng)用能力不足。水務(wù)領(lǐng)域工業(yè)自動化基礎(chǔ)普遍薄弱,廠站網(wǎng)生產(chǎn)效能偏低;供排水管理標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化程度不足,公共保障能力、運(yùn)營成本和節(jié)能降耗水平偏低;水務(wù)企業(yè)人、財、物、事管理系統(tǒng)有待優(yōu)化,管理效率偏低。

  三是大部分水務(wù)企業(yè)仍處于信息化初級階段,數(shù)字技術(shù)賦能業(yè)務(wù)的水平偏低。水務(wù)行業(yè)在新一代ict技術(shù)運(yùn)用、數(shù)字資源挖掘、智慧化管理等方面任重而道遠(yuǎn)。

  四是水務(wù)行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈和新消費鏈尚未打通,水務(wù)數(shù)字化價值變現(xiàn)速度與產(chǎn)業(yè)布局拓展緩慢。特別是在構(gòu)建設(shè)計規(guī)劃、建設(shè)運(yùn)營、服務(wù)咨詢、涉水產(chǎn)品生產(chǎn)銷售等水務(wù)產(chǎn)業(yè)生態(tài),以及水務(wù)新服務(wù)等領(lǐng)域仍在起步階段。

 ?。?)直面挑戰(zhàn),立足智慧水務(wù)建設(shè)難點,有效保障水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。水務(wù)企業(yè)在智慧水務(wù)發(fā)展方面盡管取得了長足的進(jìn)步,如生產(chǎn)更加精益、管理愈發(fā)高效、服務(wù)趨向便捷、決策逐漸智能,但在水務(wù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型路上還面臨行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、轉(zhuǎn)型方向、業(yè)務(wù)與信息融合、長效發(fā)展保障等諸多挑戰(zhàn)。

  一是水務(wù)行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的挑戰(zhàn)。智慧水務(wù)帶來了水務(wù)行業(yè)的變革,但在運(yùn)營模式創(chuàng)新、認(rèn)知創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新等方面也帶來了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)供排水運(yùn)營模式重構(gòu)難度較大,業(yè)務(wù)與數(shù)字化流程尚未形成合力,數(shù)字化轉(zhuǎn)型倒逼業(yè)務(wù)架構(gòu)重構(gòu),運(yùn)營模式創(chuàng)新提升任重道遠(yuǎn);數(shù)字化轉(zhuǎn)型將破除業(yè)務(wù)壁壘、機(jī)構(gòu)壁壘,帶來全流程、全鏈條和全業(yè)態(tài)的水務(wù)數(shù)字化發(fā)展統(tǒng)一認(rèn)知挑戰(zhàn);先進(jìn)管理理念、給排水工藝技術(shù)與新一代信息化技術(shù)的融合度不足,未形成多源化、多維度技術(shù)支撐體系,技術(shù)創(chuàng)新已迫在眉睫。

  二是水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方向的挑戰(zhàn)。水務(wù)數(shù)字化逐步朝著全面感知、智能控制、數(shù)據(jù)驅(qū)動和智慧決策的方向發(fā)展。全面感知需要行業(yè)內(nèi)不斷擴(kuò)大廠站、管網(wǎng)動態(tài)感知范圍,提升供排水全流程和水環(huán)境監(jiān)管智能感知能力。智能控制發(fā)展離不開廠站設(shè)備和工藝自動化水平的提升。數(shù)據(jù)驅(qū)動的實現(xiàn)則需要行業(yè)不斷加大數(shù)據(jù)收集、管理、應(yīng)用的投入和力度,逐步形成用數(shù)據(jù)分析、用數(shù)據(jù)診斷、用數(shù)據(jù)決策的數(shù)據(jù)生態(tài)。智慧決策是水務(wù)數(shù)字化發(fā)展的高級階段,需不斷探索數(shù)據(jù)、模型以及ai算法等在運(yùn)行調(diào)度、節(jié)能降耗、應(yīng)急處置等方面的深度應(yīng)用。

  三是水務(wù)業(yè)務(wù)與信息技術(shù)融合的挑戰(zhàn)。信息技術(shù)應(yīng)用尚不深入、業(yè)務(wù)與信息管理模式不夠成熟、復(fù)合型人才的缺乏都會阻礙業(yè)務(wù)與信息技術(shù)的深度融合。

  四是水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型長效發(fā)展保障的挑戰(zhàn)。水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型不可能一蹴而就,在轉(zhuǎn)型過程中,會面臨人才、資金、機(jī)制、組織、生態(tài)鏈等各方面的挑戰(zhàn)。人才與資金的匱乏,數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作難以為繼;沒有合理的機(jī)制保證,轉(zhuǎn)型工作的有效推進(jìn)會受到阻礙;組織保障更是資源協(xié)調(diào)與配合能否達(dá)到最優(yōu)解的核心;生態(tài)鏈的發(fā)展則是企業(yè)內(nèi)部資源與外部資源打通鏈接,產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同,水務(wù)行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的重要保障。

  02 水務(wù)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實踐

  水務(wù)企業(yè)普遍開啟數(shù)字水務(wù)變革之旅。2019年,國際水協(xié)會(international water association,iwa)發(fā)布了數(shù)字水務(wù)白皮書報告《digital water: industry leaders t the transformation journey》,報告指出,許多受訪公司已開始數(shù)字水務(wù)變革,早期發(fā)展的水務(wù)公司重點在于部署軟件平臺、新型傳感器與智能水表,數(shù)字化程度高的公司逐步應(yīng)用vr、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù),制定智能化方案,而如葡萄牙agswater等先進(jìn)公司則已開始對外部水務(wù)企業(yè)提供服務(wù)和支持。中國在過去的二十多年以來在水務(wù)領(lǐng)域發(fā)展迅速,成績顯著,2020年7月2日,global water intelligence (gwi) 國際水務(wù)智庫根據(jù)十項維度進(jìn)行綜合分析,從全球角度縱觀水務(wù)領(lǐng)域,給出了一份全球水務(wù)行業(yè)競爭力排名,中國名列第13名,在過去十年中,行業(yè)績效提高程度處于領(lǐng)先地位,被評價為十年的飛速轉(zhuǎn)型。

  2.1 國外典型數(shù)字水務(wù)案例

  在國外,特別是發(fā)達(dá)國家,尤其重視水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,力求結(jié)合數(shù)字優(yōu)化技術(shù)、水務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè),實現(xiàn)水務(wù)精細(xì)化管理。

  蘇伊士集團(tuán)通過與optimaticstm公司合作,引進(jìn)整合optimizertm數(shù)字技術(shù),擴(kuò)展其數(shù)字化解決方案,為用戶提供貫穿于管網(wǎng)設(shè)計到運(yùn)營全生命周期的水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化服務(wù),搶占水務(wù)創(chuàng)新數(shù)字解決方案制高點。借助optimizertm解決方案,水務(wù)項目的基礎(chǔ)設(shè)施投資得到大幅節(jié)約,客戶需求被進(jìn)一步滿足。

  日本東京都自來水踐行“確保供水穩(wěn)定”“提升地震發(fā)生時的應(yīng)對措施”以及“可生飲和口感好的自來水”三大供水指導(dǎo)思想,在東京供水長期戰(zhàn)略構(gòu)想(2020年)中,計劃建設(shè)涵蓋供水監(jiān)控、能源優(yōu)化、應(yīng)急供水、水質(zhì)管理等關(guān)鍵業(yè)務(wù)的水務(wù)數(shù)字化系統(tǒng),確保東京都自來水制訂的18項具體任務(wù)和15個考核指標(biāo)能得到有效落實。

  新加坡在《數(shù)字水務(wù)——新加坡經(jīng)驗分享》一書中介紹了對未來水管理數(shù)字化的愿景,分享了其轉(zhuǎn)型之路。新加坡數(shù)字化轉(zhuǎn)型最終目標(biāo)是創(chuàng)建一個單一的高效水系統(tǒng),在該系統(tǒng)中,用水監(jiān)測、污廢水收集和處理、飲用水生產(chǎn)及輸配的所有過程都能在系統(tǒng)級別上得到優(yōu)化,而不是“各走各路”。

  2.2 國內(nèi)水務(wù)數(shù)字化案例

  2.2.1 北控水務(wù)“全業(yè)務(wù)一體化”云平臺

  北控水務(wù)是目前中國規(guī)模最大的水務(wù)公司,通過建立“全業(yè)務(wù)一體化”的becloud智慧云平臺(見圖1),實現(xiàn)北控各個項目運(yùn)營管理的“云化”部署和推廣,有效加強(qiáng)了北控水務(wù)對各個項目的統(tǒng)一管控和標(biāo)準(zhǔn)化管理,提升運(yùn)營能力,同時也讓智慧水務(wù)云平臺成為對外推廣北控運(yùn)營模式的有力工具。

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  2.2.2 重慶水務(wù)集團(tuán)大數(shù)據(jù)探索

  重慶水務(wù)集團(tuán)是一家具有完整產(chǎn)業(yè)鏈國有控股的專業(yè)水務(wù)上市公司。近年來,重慶水務(wù)集團(tuán)重視智慧水務(wù)建設(shè)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型,2019年投入3 800多萬與阿里巴巴集團(tuán)合作,共同打造智慧水務(wù)大數(shù)據(jù)中心,并計劃在智能客服、智能調(diào)度、決策輔助和故障診斷等場景中投入應(yīng)用。

  2.2.3 福州水務(wù)“1·3·6·8”數(shù)字水務(wù)戰(zhàn)略

  作為全國首批啟動數(shù)字水務(wù)總體規(guī)劃的水務(wù)企業(yè),福州水務(wù)的數(shù)字水務(wù)建設(shè)圍繞“1·3·6·8”戰(zhàn)略,“畫”好3年(2019—2021)的數(shù)字水務(wù)建設(shè)藍(lán)圖(見圖2)。福州水務(wù)的數(shù)字水務(wù)建設(shè)聚焦高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo),重點建設(shè)項目包括大數(shù)據(jù)中心、綜合調(diào)度、水力模型、“互聯(lián)網(wǎng)+”客服等,以提高生產(chǎn)管理水平,提升客戶服務(wù)品質(zhì)。

  2.2.4 深圳水務(wù)集團(tuán)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實踐

  深水集團(tuán)以“建設(shè)最受信賴的環(huán)境水務(wù)綜合服務(wù)商”為目標(biāo),打造深水品牌的水務(wù)數(shù)字化體系,致力成為國內(nèi)水務(wù)數(shù)字化領(lǐng)跑者。近幾年圍繞集團(tuán)發(fā)展戰(zhàn)略,聚焦水安全運(yùn)行、水質(zhì)量提升和水環(huán)境改善,構(gòu)建集團(tuán)化數(shù)字運(yùn)營管理基礎(chǔ),融合智能核心技術(shù),驅(qū)動業(yè)務(wù)流程、運(yùn)營模式創(chuàng)新,賦能環(huán)境水務(wù)產(chǎn)業(yè)升級,構(gòu)建智慧化水務(wù)生態(tài),實現(xiàn)集團(tuán)高質(zhì)量發(fā)展。

 ?。?)自來水直飲供水全流程數(shù)字化管控。2018年底,深圳市鹽田直飲水示范工程建成,鹽田區(qū)率先成為中國首個實現(xiàn)自來水直飲的行政區(qū)域,開創(chuàng)了自來水直飲的先河。在鹽田直飲示范工程上,深水集團(tuán)通過智慧化手段,構(gòu)建了鹽田直飲數(shù)字化管控系統(tǒng),實現(xiàn)了從“源頭到龍頭”水質(zhì)安全監(jiān)管一張圖管理,實現(xiàn)了自來水直飲全流程數(shù)字化管控(見圖3)。

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  得益于鹽田直飲數(shù)字化管控系統(tǒng)的支撐,鹽田區(qū)第三方客戶滿意度調(diào)查中供水水質(zhì)、供水信息和供水服務(wù)三項滿意率顯著提升(92.4%),排名全市第一。

 ?。?)數(shù)字化工廠。針對傳統(tǒng)廠站自動控制精度不高、生產(chǎn)管理落后等問題,深水集團(tuán)通過對光明水廠和洪湖水質(zhì)凈化廠進(jìn)行數(shù)字化改造,讓水廠的運(yùn)行變得更加安全、高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)約。

  水廠傳統(tǒng)堿鋁投加控制影響因素多、滯后性明顯,在光明水廠,采用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)算法建立數(shù)學(xué)模型,精準(zhǔn)控制堿鋁投加量(見圖4)。通過在水廠引入工藝智能算法實現(xiàn)了生產(chǎn)精細(xì)化控制,使之初步具備自學(xué)習(xí)能力,水處理單元適應(yīng)性變得更強(qiáng),使生產(chǎn)更加安全可靠,并顯著降低水廠生產(chǎn)藥耗。

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  在洪湖水質(zhì)凈化廠,立足于傳統(tǒng)的自動化控制及監(jiān)控體系,運(yùn)用多種人工智能算法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,建立涵蓋有機(jī)負(fù)荷降解、生物脫氮等環(huán)節(jié)的完整污水處理智能工藝大腦,從而實現(xiàn)了高可靠、高穩(wěn)定、高精度的工藝優(yōu)化調(diào)控,在保障出廠水質(zhì)實時達(dá)標(biāo)的同時節(jié)能降耗10%以上(見圖5)。

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  (3)深圳河流域廠網(wǎng)河全要素數(shù)字化治河模式。深圳河在過去由于接納了大量的生活、生產(chǎn)污廢水,河流污染嚴(yán)重,水體黑臭,存在著流域治理時空跨越大、涉水設(shè)施管控要素多、聯(lián)合調(diào)控邏輯關(guān)系復(fù)雜等治理難點。針對上述問題,深水集團(tuán)創(chuàng)新提出廠網(wǎng)河一體化全要素治河模式,通過源頭管控、過程監(jiān)控、結(jié)果可控的方式來治理深圳河,建設(shè)深圳河流域“廠網(wǎng)河”全要素一體化管控系統(tǒng),輔助實現(xiàn)河口斷面的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

  廠網(wǎng)河全要素治理模式通過四個“一”實現(xiàn)了“廠網(wǎng)河”全要素一體化管控,即:一張網(wǎng)構(gòu)建流域治理要素邏輯,一張圖監(jiān)管涉水全要素數(shù)據(jù)信息,一中樞診斷排水系統(tǒng)關(guān)鍵問題,一閉環(huán)調(diào)度指揮異常事件。

  深圳河流域“廠網(wǎng)河”全要素一體化管控系統(tǒng)有效識別出排水系統(tǒng)的關(guān)鍵問題,提供了智慧調(diào)度的決策支持,有力保障了河道治理工作的順利實施,目前深圳河水質(zhì)已經(jīng)達(dá)到了地表水v類標(biāo)準(zhǔn)。

  03 水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的未來發(fā)展趨勢

  未來水務(wù)行業(yè)應(yīng)順時代發(fā)展,科學(xué)應(yīng)變、迎接挑戰(zhàn),把握機(jī)遇,推動數(shù)字水務(wù)發(fā)展。數(shù)字水務(wù)發(fā)展重點在以下方面發(fā)力:

  一是推動水務(wù)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字化產(chǎn)業(yè)發(fā)展,形成完整的數(shù)字水務(wù)價值鏈、生態(tài)鏈。水務(wù)行業(yè)在加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐的同時,數(shù)字化產(chǎn)業(yè)也將蓬勃發(fā)展,形成互相促進(jìn)、多方協(xié)同,共同推進(jìn)水務(wù)產(chǎn)業(yè)的升級發(fā)展。

  二是加快大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)字孿生等技術(shù)在水務(wù)行業(yè)的融合發(fā)展,培育水務(wù)行業(yè)發(fā)展新動能。數(shù)據(jù)作為數(shù)字水務(wù)發(fā)展中的重要生產(chǎn)要素,可以創(chuàng)新水務(wù)的運(yùn)營管理,為城市水務(wù)集約建設(shè)、協(xié)同管理、資源共享和聯(lián)合應(yīng)急提供新思路和新途徑。人工智能作為推動水務(wù)行業(yè)發(fā)展和變革的核心驅(qū)動力量,一是可以賦能水務(wù)基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施共性通用的ai能力,為數(shù)字化轉(zhuǎn)型打下智慧基礎(chǔ),二是通過模型、智能算法的融合應(yīng)用,推動業(yè)務(wù)流程優(yōu)化與模式創(chuàng)新,不斷催生水務(wù)行業(yè)新模式、新場景,實現(xiàn)智能生產(chǎn)、精細(xì)運(yùn)營、精準(zhǔn)服務(wù)、智慧管理。

  3.1 “互聯(lián)網(wǎng)+水務(wù)”——智慧水務(wù)2.0推動水務(wù)行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變革

  推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等在水務(wù)領(lǐng)域的深度融合,打造“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、“產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“消費互聯(lián)網(wǎng)”三網(wǎng)融合的數(shù)字水務(wù)空間,培育新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式,將會是智慧水務(wù)2.0的主要特征。依托“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”“產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“消費互聯(lián)網(wǎng)”,加快數(shù)字水務(wù)運(yùn)營管理能力、業(yè)務(wù)拓展能力、商業(yè)模式創(chuàng)新能力的價值賦能。

  一是以工業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)為核心,構(gòu)建節(jié)能增效型水務(wù)運(yùn)營管理數(shù)字化體系,打造以云化部署為核心的運(yùn)營管控平臺,健全全域智能感知體系,強(qiáng)化多維數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用,構(gòu)建節(jié)能高效智慧水務(wù)應(yīng)用場景,打造城市供排水?dāng)?shù)字孿生系統(tǒng),實現(xiàn)全業(yè)態(tài)平臺化管理以及智慧生產(chǎn)、運(yùn)營、服務(wù)與決策。

  二是以水務(wù)產(chǎn)業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)為核心,構(gòu)建全鏈條水務(wù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈,整合外部資源,構(gòu)建智慧水務(wù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟;釋放企業(yè)內(nèi)部優(yōu)勢,構(gòu)建水務(wù)品牌輸出模式,實現(xiàn)水務(wù)全產(chǎn)業(yè)鏈在多個領(lǐng)域的深度合作,推動產(chǎn)業(yè)鏈健康、綠色、可持續(xù)發(fā)展。

  三是以水務(wù)消費+互聯(lián)網(wǎng)為核心,構(gòu)建創(chuàng)新型水務(wù)商業(yè)經(jīng)營模式,依托線上服務(wù)平臺,為用戶提供精準(zhǔn)服務(wù),形成高粘性水務(wù)專屬私域流量,并據(jù)此打造網(wǎng)上商城,提供多種個性化服務(wù)。

  3.2 標(biāo)準(zhǔn)先行——數(shù)字水務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系促進(jìn)水務(wù)資源共享

  在智慧水務(wù)建設(shè)中,一方面各地區(qū)水務(wù)行業(yè)發(fā)展不均衡,認(rèn)識不統(tǒng)一,智慧水務(wù)缺乏統(tǒng)一的建設(shè)指導(dǎo),容易造成智慧水務(wù)建設(shè)各自為政,建設(shè)易偏離既定目標(biāo),效果大打折扣;另一方面由于沒有統(tǒng)一的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn),智慧水務(wù)建設(shè)比較混亂,諸如硬件接口、數(shù)據(jù)類型、通信協(xié)議、性能要求等無標(biāo)準(zhǔn)可循,各自企業(yè)使用不同的開發(fā)建設(shè)廠商,系統(tǒng)建成后信息無法互聯(lián)互通,信息孤島問題突出。造成以上現(xiàn)象的一個重要原因就是水務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系的缺失。目前信息化領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)總數(shù)已經(jīng)超過2000項,但水務(wù)數(shù)字化的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)仍舊欠缺,標(biāo)準(zhǔn)體系亟待建立。為解決智慧水務(wù)標(biāo)準(zhǔn)缺失、滯后、交叉重復(fù)等問題,未來要系統(tǒng)梳理、全面布局、迭代進(jìn)化各層級、各板塊標(biāo)準(zhǔn),指導(dǎo)智慧水務(wù)合規(guī)、有序建設(shè)。各地水務(wù)管理單位、水務(wù)企業(yè)、高校以及水務(wù)開發(fā)建設(shè)廠商等相關(guān)單位應(yīng)積極參與到智慧水務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)中,打造兼具先進(jìn)性與適用性的數(shù)字水務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系,引領(lǐng)智慧水務(wù)建設(shè)全面規(guī)范化發(fā)展。

  3.3 價值變現(xiàn)——數(shù)據(jù)質(zhì)量提升增加水務(wù)數(shù)字資產(chǎn)價值

  目前,很多水司尚處在建設(shè)信息系統(tǒng)的過程中,普遍存在著數(shù)據(jù)質(zhì)量不高、數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一等問題,需要借助數(shù)據(jù)治理手段加以根治,規(guī)范數(shù)據(jù)共享和使用,提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,從而充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的價值。規(guī)范、統(tǒng)一數(shù)據(jù)的存儲、共享和使用,能讓涉水?dāng)?shù)據(jù)更一致、更準(zhǔn)確,方便數(shù)據(jù)在各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間流轉(zhuǎn)交互,促使與數(shù)據(jù)相關(guān)的業(yè)務(wù)流程得到深度再造。此外,通過數(shù)據(jù)清洗工作,識別并改善數(shù)據(jù)重復(fù)、數(shù)據(jù)缺失、數(shù)據(jù)異常等問題,提升數(shù)據(jù)質(zhì)量,一方面能讓數(shù)據(jù)更可信,使廠站能耗、產(chǎn)銷差等數(shù)據(jù)分析結(jié)果更合理,輔助管理人員作出更經(jīng)濟(jì)、合理的決策;另一方面,數(shù)據(jù)問題往往跟設(shè)備故障、運(yùn)維缺失等問題相關(guān)聯(lián),借助數(shù)據(jù)清洗能更及時地發(fā)現(xiàn)隱患,助力供排水系統(tǒng)穩(wěn)定安全高效運(yùn)行,減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。

  3.4 技術(shù)賦能——使能技術(shù)研究應(yīng)用加快數(shù)字化水務(wù)智慧升級

  水務(wù)使能技術(shù)把“大數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)+云平臺+移動化”以及人工智能、邊緣計算等前沿技術(shù)與水務(wù)應(yīng)用融合一體,形成新技術(shù)+新業(yè)務(wù)。供排水處理工藝的機(jī)理模型、供排水管網(wǎng)水力模型、ai智能優(yōu)化算法等將廣泛應(yīng)用于水務(wù)規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)行調(diào)度、防洪排澇、設(shè)施運(yùn)維等業(yè)務(wù)中,提升決策的科學(xué)性、提高管理效率,使供排水系統(tǒng)的運(yùn)行效能最大化。

  一是智能規(guī)劃。結(jié)合模型預(yù)測,對工程地點選擇、規(guī)模設(shè)計、參數(shù)優(yōu)化、運(yùn)行效果進(jìn)行模擬評估,指導(dǎo)項目的規(guī)劃與投資,為區(qū)域整體規(guī)劃建設(shè)提供決策依據(jù),為廠站建設(shè)、管網(wǎng)建設(shè)等的預(yù)期效果提供量化手段。

  二是智慧運(yùn)行。一方面,隨著在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展和智能控制技術(shù)的成熟,供排水廠站逐漸由機(jī)械式、人工式監(jiān)控向自動化、智慧化調(diào)控發(fā)展,最終實現(xiàn)廠站少人、無人值守,實現(xiàn)廠站工藝智能、安全、高效、達(dá)標(biāo)運(yùn)行。另一方面,精度高、實用性強(qiáng)的供排水管網(wǎng)實時在線水力模型作為調(diào)度系統(tǒng)的核心模塊,結(jié)合預(yù)測算法、ai分析等,能夠?qū)崿F(xiàn)對管道中各種可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)判,對管網(wǎng)調(diào)度操作進(jìn)行事前模擬,為區(qū)域科學(xué)調(diào)度提供參考,保證生產(chǎn)順利開展。

  三是治污排澇。利用排水管網(wǎng)模型、雨量預(yù)測等技術(shù),在降雨發(fā)生前對排水管網(wǎng)可能的內(nèi)澇點、污水冒溢點進(jìn)行模擬評估,并針對高風(fēng)險點,自動發(fā)送預(yù)警信息,事前排查管道淤積等問題,執(zhí)行調(diào)度操作降低管網(wǎng)液位,定點配置足夠的人員、物資,降低污水冒溢風(fēng)險,實現(xiàn)水污染智能化管控、防洪排澇智能化管控。

  四是智能運(yùn)維。借助數(shù)字孿生技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備,構(gòu)建涵蓋供排水業(yè)務(wù)全鏈條的數(shù)字孿生體,將會是水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維管理的新模式。通過水務(wù)數(shù)字孿生,將水源、水廠、泵站、管網(wǎng)等設(shè)施精準(zhǔn)地映射在計算機(jī)中,再利用數(shù)據(jù)分析、模型模擬等技術(shù),實現(xiàn)對設(shè)施的仿真交互、故障預(yù)測等,為基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)維管理、事件處置的評估決策提供強(qiáng)有力的支撐。



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