供水企業智慧水務建設
——以邯鄲為例

陳麗艷

(邯鄲市自來水公司，河北邯鄲 056000)

智慧水務是智慧城市建設的一部分。通過數采儀、通信網絡、水質水壓表等在線檢測設備，實時感知城市供水系統的運行狀態，采用可視化的方式形成“城市水務物聯網”，并通過將海量水務信息進行及時分析與處理，做出相應的處理結果輔助決策建議，以更加精細和動態的方式管理水務系統的整個生產、管理和服務流程，從而達到“智慧”的狀態與水平。

1 邯鄲市自來水公司智慧水務建設情況

邯鄲水司的信息化系統始建于2008年，目前已建成管網地理信息系統、調度輔助決策系統、用戶調查管理系統、微門戶系統等。

1.1 管網地理信息系統

管網地理信息系統(geographic information system，GIS),是在計算機硬、軟件系統支持下，對有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的綜合技術系統[1]。由于主要應用于供水系統的輸水管線和配水管網，也被稱為“供水管網地理信息系統”或“供水管網GIS”。

GIS系統主要涉及各類輸配水管線及附屬供水設施的現場定位、關聯結構確定、屬性信息標識等，如圖1所示。項目自2008年起步，采用軟件平臺和數據采集分別建設的模式，共測量供水管線600余km、標定點1.6萬余個，收集整理工程圖紙2 500余份，并將測量數據、地形、管線、設施等信息統一整合，錄入系統。2010年系統進入實用階段，經過大量基礎性工作，GIS系統中已經存儲了較為完整的供水管道數據。2013年出臺了GIS數據修正獎勵辦法，進一步完善了系統數據。2019年公司在原有GIS系統基礎上開發了管網綜合業務智慧管理系統。對GIS平臺進行優化，實現對管網GIS系統在性能、功能、美觀、交互操作方面的全面優化升級。通過對業務應用體系的完善，增強對供水管網的運營和監管能力，實現供水管網智慧運作，提高供水管網管理與服務水平。同時，通過數據集成，深度挖掘數據價值，為自來水公司的日常管理與決策提供科學支撐。

圖1 地理信息管理系統示意圖Fig.1 GIS System

1.2 調度輔助決策系統

生產調度管理是企業生產管理的中心環節[2]。為適應現代化管理和信息化技術的發展，2012年，公司開始研發供水生產調度輔助決策系統。通過邊調試邊運行，底層物聯數據采集的及時性、準確性，網絡通信的穩定性，軟件各個模塊的功能性等都已臻于完善。運用科學技術手段開發的生產調度輔助決策系統,結合公司實際生產情況，集自動化技術、優化調度技術、高速網絡技術、系統仿真技術于一體，實現優化調度，使取水、制水、供水等自來水各個生產環節高度自動化，促進自來水行業的生產指揮自動化、供水調度科學化。2013年7月份，包括生產監控、管網監測、調度指令、應急預案、查詢統計、成本分析、熱線管理、運輸管理等10大功能模塊組成的系統正式運行，通過監控和調配水廠、泵站或流量壓力控制點，逐步降低出廠壓力，保證測壓點和管網的平均壓力合格率上升，確保爆管發生概率降低和漏水次數下降，并促使運行總能耗降低，減少設施及資源浪費，發揮全系統一張網的運行優勢，提高突發事件的應急響應速度。

圖2 工作人員操作調度系統實時監控生產部門的運行狀況Fig.2 Operation Monitoring of Production Department by Operation Contolling System in Real Time

1.3 用戶調查管理系統

用戶調查管理系統是配合公司規范上水市場管理而開發的軟件系統，最初版本形成于2012年初，由于在使用過程中不斷出現新問題，用戶中心逐漸將系統在2013年和2014年進行2次升級，升級后的系統采用JAVA技術開發，支持多種數據庫，無客戶端，跨平臺，可通過瀏覽器直接使用，能適用于各種網絡條件，不需要額外投入網絡硬件費用。適用于各接水相關部門開展分布式辦公，并且具有較強的擴展性、兼容性和可移植性，便于未來進一步升級改進。開放的服務器端口為數據共享提供了便利，為以后融入運營平臺提供了支持。該系統涉及用戶發展中心、技術科、工程處、營業處、二次辦、監理處6個部門，真正實現了對全市新改擴建項目的動態跟蹤管理。系統功能分為：項目信息記錄、項目管理、項目進度跟蹤、決策方案支持、報表功能等，基本實現了項目信息共享，能夠清晰記錄各個部門相關事宜的辦理進度，比較直觀地顯示了接水用戶對公司相關政策規定的認知、認可、配合度，便于相互協調，也使整個上水工程“一站式”服務過程更加公開透明。

1.4 微門戶

2018年初，邯鄲市自來水公司企業微門戶正式上線運行，它是繼公司門戶網站和熱線電話之后，以微信為基礎打造的全新手機端客服平臺，是智慧水務的重要組成部分。公司通過全面升級原有微信公眾號，與營業收費系統和熱線服務系統實現了無縫對接，數據共享，將宣傳報道、營銷業務、熱線服務等公共服務功能集成起來，開拓了全方位對外服務的新模式，成為供水服務工作的新亮點。

微門戶系統分為用戶的手機微信公眾號應用端以及公司內部管理人員操作平臺兩部分。

用戶的手機應用端界面分為三個版塊。一是“我的用水”，包含用戶綁定、水費查詢和水費繳納；二是“供水服務”，包含自報止碼、訴求申報、水質報告、停水公告、營業網點；三是“用戶互動”，包含用水科普、你問我答、供水業務、供水價格、公司簡介。

管理人員操作平臺分為微信公眾服務、微信管理服務和微信商戶服務三個子平臺。其中：微信公眾子平臺用于推送圖文消息、政策法規、對外宣傳報道等；微信管理子平臺用于關注和綁定用戶的管理、停水通知的發布、漏水報修和投訴建議的接收、水質報告和用水常識的發布等；微信商戶子平臺用于查看水費交納明細、賬務處理、申請發票等。

微門戶建設實現了“手機營業廳”的作用，是對傳統營銷模式的一種創新，用戶通過手機足不出戶就可隨時隨地享受自來水公司提供的多項服務，降低了工作人員的勞動強度，提高了工作效率。其優勢主要體現在三個方面，一是用戶可以更方便地通過手機查詢到自己的用水量、水費等信息，并可直接繳費；二是賬單推送功能，當水費產生后，系統可自動將水費賬單推送給用戶，免去了大量張貼水費通知單等基礎工作，節省了人力成本；三是用戶自助抄表，用戶通過微門戶的自報止碼功能將自己的水表拍攝上傳給自來水公司，工作人員審核確認后即可作為計費依據，既方便了用戶，也減少了抄表員的工作量。

2 智慧水務的實際應用

2.1 GIS在供水系統中的應用

2014年，在公司對全市供水區域內的消防井進行全面普查工作中，GIS系統發揮了重要作用。GIS在供水搶修中同樣發揮著不可估量的價值。供水管網一旦發生爆管，只要連接網絡，輸入爆管所在路段信息，系統就會顯示爆管的相關信息，技術人員可以快速計算出須關停的閥門信息，利用這些信息實現快速定位，給被掩埋的供水設施清理、維修和使用提供有力幫助。解決了以往靠工人們對管線的熟知度去尋找，或因為閘門被掩埋而難以找到的弊端。它不會因為地形變化或掩埋而丟失，可以把搶修工作停水區域面積縮短到最小，為制定合理的搶修方案提供科學依據。

2.2 調度系統在突發應急方面的應用

2.2.1水污染事件

2013年年初，由于岳城水庫上游的濁漳河水質受到污染，為確保出廠水水質，擔負主城區50%以上供水任務的鐵西水廠緊急關閉，改為全部由三堤水廠采用羊角鋪地下水水源單獨供水。在應急處置過程中，調度系統通過融合的管網測壓系統和GIS系統，調度指揮了管網維護人員在鐵西水廠關閉后迅速定位，合理調整管網閥門，實現了管網壓力平衡。由于三堤水廠地處邯鄲市區南部，通過調節南部和西部供水區域交界處的聯絡閥門，有效改變了管網原來的水流方向和管網壓力分布，使三堤水廠向本應由鐵西水廠承擔的西北部地區的補水方案得以順利實施，有效確保了市區西北部壓力的均衡。同時，還提升了應急處置狀況下，通過調節管網閥門實現水壓調節的應急反應速度。期間，工作人員通過調度系統，逐步增加羊角鋪水源地機泵運行數量，三堤水廠的供水量逐步達到主城區日常供應水平，實現了處理危機期間向主城區無縫隙供水的目標。

2.2.2特大暴雨事件

2016年7月18日—20日，邯鄲市主城區遭遇了近20年來最大一次強降雨，受岳城水庫上游流域強降水影響，7月19日18時，岳城水庫入庫流量激增至5 200 m3/s，濁度由15 NTU激增至1 100 NTU，并隨時可能進入城市供水管網。針對這一情況，公司迅速啟動生產調度應急預案，按照預案模式果斷下達指令啟動水源切換工作，防止高濁原水進入水廠，并通過SCADA監測系統嚴密關注取水頭部原水濁度指標，擇機關閉岳城水源地取水閘門，同時指揮調度逐步加大南水北調水源取水量。調度系統實現了水壓、水量從原水到管網末端水的全線監控，為科學調度提供準確的決策依據，實現了水源的及時切換，最終保障了全市市民的正常用水。

3 結束語

國內水務行業在自動化與信息化方面的應用比較早起步，但相對于金融和通信等IT技術應用領先的行業來說仍然存在很大的差距。通過實踐，總結智慧水務建設工作中，供水企業面臨的主要問題。

(1)信息安全。需要不斷編制和完善細化標準，規范健全信息安全管理措施和安全技術手段，實現信息安全可控、能控、在控。

(2)信息整合。建立統一的架構，將前期開發應用的軟件中的“信息孤島”打通、連接、整合，使供水企業的信息化變得更智慧，發揮對企業決策的作用。

(3)人員素質。著力提升人員素質，真正發揮人員對智慧水務體系轉化為實際能力不可或缺的作用。