東部發達城市智慧水務建設探析

吳宇桐 包鑫如

摘要：在互聯網技術飛速發展，于各傳統行業運用的建設大背景下，“智慧水務”的構想應運而生。結合當前水務發展遇到的實際問題和國家戰略部署闡述了智慧水務的建設。最后提出應落實發展信息技術，加快技術融合，為智慧城市的建設添磚加瓦。

關鍵詞：智慧水務;智能水網;水利信息化

中圖分類號：X321 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）04-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.142

Abstract：With the rapid development of Internet technology and the construction of traditional industries，the concept of “smart water services” has emerged.Based on the actual problems encountered in the current development of water affairs and the national strategic deployment， the construction of smart water affairs was expounded.Finally，it is proposed that the development of information technology should be implemented， technology integration should be accelerated， and the construction of smart cities be added.

Key words：Smart water affairs;Smart water network;Water conservancy informatization

為解決我國城市化進程中暴露的水資源緊缺、水環境破壞等問題，為減輕水務工作者實地監測的任務，“智慧水務”的構想應運而生。傳統水務行業指由原水、供水、節水、排水、污水處理及水資源回收利用等構成的產業鏈。智慧水務建設則將充分發揮互聯網在社會資源配置中的優化和集成作用，以新信息技術應用帶動水務信息化技術水平的全面提升，以重點應用系統建設帶動信息化建設效益的發揮，為水務管理的精細化、智慧化提供信息化技術支撐，有望成為解決城市水資源問題的重要途徑。[1]

1 智慧水務國內外研究現狀

當前，以物聯網、移動互聯網、智能技術為代表的新一代信息技術正在帶來第三次信息技術革命，信息技術正在與城市基礎設施相融合。智慧水務作為智慧城市的重要組成部分，是體現城市管理智能化水平的重要標志之一。水務事業智慧化的發展可有效優化城市運行資源配置、提升政府職能、完善公共服務。[2]

美國加州供水公司借助智能水表，收集利用用戶用水數據，對其進行大數據分析，智能調配水資源，實現了年節水幅度達5%。美國IBM企業則借助物聯網技術分析改善水質，科學進行水分配，提升水行業運營效率，實現智慧水資源管理。韓國KICT專家推行的區域化智能水網建設提高了城市供水效率以及解決了區域水資源分布不均等問題。

我國國內智慧水務起步較晚，發展速度較快。2006年，住建部在《建設事業“十一五”規劃綱要》中明確指出，要研究推廣應用信息化關鍵技術，推進GIS、GPS和RS集成應用技術的研究開發，提高市政公用事業管理和服務的信息化水平首次在國家層面上提出了引導和促進智慧城市健康發展。2012年，國務院發布《關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》，嚴格實行用水總量控制，城市水務管理進入公眾視野。目前，智慧水務建設是根據各大城市各自的水資源特點及面臨的問題進行不同方向的研究，例如南方城市較多研究城市防洪排澇過程及水生態保護，北方城市則更多關注提高水資源的重復利用率。

2 智慧水務建設面臨的問題

2.1 水問題日趨嚴峻

我國城市水災害包括城市內澇災害、水污染災害和干旱災害、水循環利用災害等。由于我國地理跨度大，各地水災害發生原因及特征各不相同。根據資料，從2011～2013年，全國有超過360個城市遭遇內澇。其中，約60個城市單次內澇淹水時間超過12h，積淹深度超過0.5m。北京、成都等城市發生造成嚴重傷亡的城市內澇災害。到目前，我國70%城市排水系統設計暴雨重現期仍小于1a，集水排放仍是大部分城市應對城市積淹的辦法。與此同時，全國卻有1100多座城市嚴重缺水。[3]

城市水資源分配不均也急需有效的解決辦法。城市日常生活用水具有較大的不確定性，通過自來水廠及給水管網很難做到對整個城市各個地區的準確調控，從而導致水資源得不到有效利用或造成水資源浪費等問題。

隨著城市化深度進行，城市地區水問題成為制約城市發展的重要因素。預防水災害方面，人們對于優良居住條件變得愈發重視。水資源利用方面，水資源自然循環周期長，短時間內不可再生，具有有限性。城市水務管理成本持續上升，政府管理部門、企業等希望利用新興技術來對水務運營進行有效管理。

2.2 水務行業智能化發展不協調

進入21世紀以來，信息技術發展迅速。物聯網、移動互聯網、智能技術與各行業深度融合。智能電網、智能交通等智能服務業發揮了較大作用。手機應用提供了廣闊而方便的操作平臺。但水務智能化發展緩慢，水務信息化方向人才稀缺，與水資源在城市發展中的支撐作用不協調。

2.3 數據處理問題

以南京市防汛抗旱綜合系統為例，該系統建立基于南京市政府信息中心提供的云計算平臺，其建立時間為2015年，與南京市水務局掛牌成立時間相當。在此之前，南京市防辦信息系統與城區防辦業務應用相互獨立，信息數據互不相通，且舊系統型號太老，宕機事件時有發生，造成資料不全，水雨情數據連續性遭到破壞。[4]

此外，水管理需要在智慧城市框架下，與其他城市管理部門相適應，充分發揮數據價值，避免被動服務，避免數據孤島問題，加快與新興技術融合，提高城市的整體服務能力。

2.4 認知偏差

智慧水務命題提出于智慧城市的大背景下，其根本是服務于人民，方便水務管理。智慧水務的建設依賴于信息技術的發展，但其本質仍是由原水、供水、節水、排水、污水處理及水資源回收利用等構成的產業鏈。過于追求信息技術而忽視傳統水務行業工作易導致城市建設南轅北轍，脫離實際。

3 典型城市智慧水務建設方案

3.1 北京“4511”水務信息化綜合體系

“4511”即“防汛、水資源、水環境和水生態管理”四大監測體系，“洪水控制體系、水源控制體系、城市供水控制體系、城市排水控制體系、生態河湖控制體系”五大控制體系、一個水務數據中心、一個業務應用體系。通過對現有系統進行升級，基于SOA技術架構，對不同的業務進行區別開發。該體系分為兩大業務，“決策指揮”和“公共業務”，其中“決策指揮”包括“水務信息監測與服務”和“水務工程建設與管理”。其預期效果為建成以水務局為核心的市水務信息系統，減輕基層監控負擔，實現北京市涉水事務控制自動化，管理協同化，決策科學化，服務主動化。[5]

3.2 南京防汛防旱綜合信息系統“兩臺一庫”建設

該系統基于南京市政府服務云信息平臺，接入南京市“智慧水務”系統，采用面向服務的SOA架構體系，遵循“兩個平臺，一個數據庫”框架，包括業務應用層，應用支撐層，數據層和數據采集層。其交互界面分為“綜合信息顯示模塊”和“業務管理模塊”。系統通過大數據分析、集成，對城市水資源管理、水利工程管理、水務水行政、農村水利等進行數據支撐，聯合市水文局，防辦，供水處，收集氣象水情資料。該系統還開發相關手機應用，方便日常數據查詢。同時注重數據安全性，保障系統安全運行，為“智慧水務”和“智慧南京”的建設提供信息資料。[4]

3.3 上海智慧水網建設

上海市作為特大城市，其水務部門職能偏重于保障水系統安全，包括水量的平穩供給，水質的保障，城市防洪防澇等。在此背景下，上海提出了建設“智能水網”的口號，通過信息技術來提高水務精細化管理水平。“智能水網”是建設“智慧城市”的重要組成，其下包括有“智慧河網”系統，用于監測水質，面向公眾提供監督舉報平臺，對口“河長制”建立服務體系和決策體系。“智能供水”系統，對城市供水過程進行跟蹤監控，對水資源分配調度進行精細化管理。“智能防汛”系統，建立應急響應機制，做到提前預報，災后智能調度。“智能水網”預期基于行政改革體系和水務管理部門需要，順應行業趨勢，建立上海水務大數據中心，以滿足人民高質量生活水平的需求，實現可持續發展。[6]

3.4 廣州水務數據中心

為解決廣州市水務行業數據分散問題，廣州水務數據中心作為解決方案被提出。其建設目標為“四個面向”，即“面向廣州市水務局電子政務建設;面向全市水務信息資源集中與規范管理;面向支持水務系統和各級政府部門的信息共享和業務協同;面向服務社會公眾的查詢”，其數據架構分為“基礎層、數據源層、數據管理層、業務應用層和門戶層”等五個層次。綜合來看，廣州市水務數據中心整合了地區水務數據，實現了水務數據共享，提高了政府服務水平。[7]

4 建議與對策

4.1 落實發展信息技術

信息技術為智慧水務建設提供良好的信息化服務，這種新的信息化數據處理模式具有更強的決策力、洞察力和流程優化能力。智慧水務建設要充分發揮互聯網在社會資源配置中的優化和集成作用，全面提升水務信息化技術服務水平，為水務管理的精細化、智慧化管理提供技術支撐，從而取得環境與社會效益，更好地服務民生。

4.2 加快信息融合

智慧水務的建設往往是多種因素相互作用的結果，通過信息化平臺的整合，逐步突破經驗與認知的局限性，改善整體水務建設的科學性。依靠大數據平臺全面利用數據挖掘、人工智能等技術加快智慧水務建設。智慧水務與城市發展與建設的有機融合，建立涉水行政、民生的公共服務等，實現水務信息資源共建共享，讓社會公眾體驗到智慧水務的方便、快捷以及人性化，為國家方針政策的決斷提供可靠的依據。

5 結論

隨著全球氣候逐漸惡劣，城市生活環境不斷惡化，水務管理將成為城市環境治理的重要內容。現代信息技術飛速發展，物聯網、移動技術等為政務部門提供了廣闊的發展空間。從北京、南京、上海和廣州的智慧水務建設上看，數據庫的應用以及大數據分析是其主要組成。其采用的基礎框架大多相似，代表著“智慧水務”信息框架樣板大致確立，為今后全國水務信息中心的建設做鋪墊。然而，如何將電腦中的數據理論分析切實結合到水務實際管理上來，又是一個難題，需要著一代代水務人為之探索、奮斗。

參考文獻

[1]楊惠.“互聯網+”時代智慧水務的建設與發展研究[J].信息通信，2018（03）：265-266.

[2]楊明祥，蔣云鐘，田雨，等.智慧水務建設需求探析[J].清華大學學報（自然科學版），2014，54（01）：133-136+144.

[3]王建平.海綿城市建設與城市水污染治理職責——以我國《環境保護法》第2條效用性為視角[J].江蘇大學學報（社會科學版），2015，17（05）：66-70.

[4]溫少林，楊菲菲，胡陽，等.南京智慧水務的實現——防汛防旱綜合信息系統的設計開發[J].江蘇水利，2018（02）：60-63+66.

[5]張小娟，唐錨，劉梅，等.北京市智慧水務建設構想[J].水利信息化，2014（01）：64-68.

[6]胡傳廉.從“數字水務”奔向“智慧水網”——上海市水務信息化建設探討[J].長江技術經濟，2018，2（03）：75-78.

[7]張琳.水務數據中心建設研究[J].地理信息世界，2012，10（04）：58-60+71.

收稿日期：2020-03-02

作者簡介：吳宇桐（1997-），男，漢族，本科學歷，研究方向為水務工程。