基于5G 技術的城鄉一體化水安全信息建設平臺的思考

劉 芬

（湖南水利水電職業技術學院，湖南 長沙 410131）

5G 技術標準化工作在2016 年啟動，發展至今，5G技術以其高速率、大容量、低延時等優勢迅速滲入各行業中。5G 網絡已經成為發展趨勢，全球各個國家都在積極推動5G 網絡的建設和商用部署，而我國已經開始發放商用牌照，表明已經正式邁入5G 網絡時代。如何利用先進的信息技術實現和保證城鄉一體化水安全尤為重要。先進的信息技術可以為城鄉一體化水安全提供虛擬網絡，實現實時監控，及時收集數據進行分析、反饋來實現實時管控。

1 “5G+城鄉一體化水域安全網”為實現水資源管理提供新方向

湖南省地處濕潤多雨地區，有縱橫交錯的河流湖泊，是相對豐水的地區，但按照人均計算，湖南省每年人均水資源量才2 450 m3左右，不足世界人均水平的1/3，在缺水線的上限[1]。而且水資源在時間上、區域上分布不均勻，與人口、耕地和工農業布局不匹配，使得水資源供需矛盾日益尖銳。

為解決水利問題，我國每年投入數以億計的資金用于水利基本建設項目，推進節水設施改造等，對用水設施實行遠程用水檢測、分析、統計和報警管理，然而不能從根本上解決水安全的問題。啟用5G 技術將會在水監測、水供需匹配、空間均衡等問題上，注入新的動能，真正實現城鄉一體，用水同源、同網、同質、同價、同服務。

2 城鄉一體化水安全面臨的主要問題

1）飲用水水質問題

水是一種可再生的資源，然而，隨著經濟高速發展和人口的迅猛增加，湖南的水資源時空分布不均勻，水資源供需矛盾不斷上升，水污染情況也不斷加劇。城區供水主要是水廠供水，城區水廠水質容易受到暴風雨等天氣條件的影響，一旦遇到惡劣天氣，水質將變差，遇上霜凍天氣，還可能無水可用。

2）用水配水管網絡問題

城區自來水供水配置較早，早期水管質量參差不齊，且有管道老化的問題。而鄉鎮供水配置雖較晚，但居民分散，供水線路長，線路設置不合理等情況，可能隨著其他行業發展導致供水中斷等問題。

3）水循環及管理不善問題

城鄉一體化后，管理及服務難以跟上，主要表現在：鄉村人口分散，線路長，管網容易漏損且檢修不及時；有非法用戶私自接水難以發現；村鎮用戶用自來水積極性不夠，供水量小，費用不足以支撐運行，導致工程管理困難；另外城鄉水務歸口不一致，限制了水資源的統一管理和規劃。

4）防洪抗災能力弱的問題

因全省水資源管理信息化有短板，雖湖南省正在推薦水資源管理信息平臺和湖南水利云的合作，但水網大數據采集不夠，不能為防洪抗災提供有力的數據支撐和實時預警。

3 引入5G 后的城鄉一體化水安全新思路

5G 技術引入，有效提高水域、飲水、管道、天氣、土壤監測等數據的采集能力，確保了數據的真實、準確及有效性。加上語音控制、實時監控、遠程控制、可視化管理等技術，可覆蓋全省甚至全國的水資源系統，統一了水資源的管理、運行，達到了最優化。

3.1 解決飲水安全問題

1）基于5G 技術的大數據分析可以打破行政區劃限制，通過水資源最優化配置、選擇優質可靠的飲用水水源，整合利用現有供水設施，可統籌考慮飲水安全問題、從而促進工程長期良性運行。且可實時監測水質和土壤情況，提供疑似污染預警，從保證農村飲水長久安全的角度出發,通過技術經濟比較,盡可能規劃適度規模的城鄉一體化的供水工程[2]。

2）根據對水量和水質的監控，對城鄉一體化水安全數據現狀進行分析與評價。根據現狀、用水需求、建設和管理條件、發展需要等確定近遠期目標，對規劃的適度規模集中供水工程制定分期實施計劃。

3.2 解決配置管道管理問題

城市自來水管道工程是一項技術密集型的大型工程，需要科學的技術標準和技術規范。通過5G 技術的大數據分析及物聯網技術的發展，對管道其地點坐標進行落實與標注。并可預設或加設數據采集點，通過數據采集并分析，獲取配置管理問題，是否需要替換，是否存在破損漏水等問題，并且可以通過遠程控制進行端點式供水控制，以便于局部水管的維修和替換。并且可為城鄉一體化建設提供數據支撐，加快水廠和管網建設。

3.3 水循環及水優化

1）我國農村污染面積廣，產量大，增長迅速，生活污水收集困難，隨著生活水平的提高，農村污水的無序排放加劇，通過5G 技術，加強對污水土壤的分析，可視化管理，用數據說話，引導居民規范排放污水，并積極參與節水行動，將有利于水循環及優化水資源。

2）通過5G 技術對水資源的統籌分析，優化配置，降低建設成本，減少居民用水支出，并配備非法接入取水用戶的預警模式。同時對農業灌溉用水體量進行有效統計和分析，建設合適的水利工程支持回水二次利用。

3）可以通過對回水和中水的分析，自動提示選擇凈化工藝，以保證農村灌溉用水安全。

3.4 大數據預警，提高防洪抗災能力

通過5G 網絡信息技術，分析水域及水資源特點，及河湖排布的地理特征，可更好地為決策層提供數據報表。在2011 年,我國推出了河湖水系連通治水新方略,即要構建格局合理、生態健康,引排得當、循環通暢,蓄泄兼籌、豐枯調劑,多源互補、調控自如的河湖水系連通格局[3]。完全可以通過5G 互聯網技術，控制水資源循環流通，調控河湖水系，及實時監控和可視化管理技術，提高防洪抗災能力。

4 5G+城鄉一體化水安全發展建議

1）要明確水安全互聯網特定需求的5G 關鍵技術，打造好產業公共服務平臺，培育形成5G 與水安全互聯網的融合，形成互促齊進的創新勢態。

2）加強統籌水網建設，加快試點示范和應用。加快實施水務安全與信息化部主體產業融合，形成典型應用場景，培育“5G+水務安全網”解決方案。通過互聯網創新與互聯網試點等渠道，支持基本的電信企業,通信設備企業,結合自身優勢，基于其主要業務,擴大物聯網網絡建設和改造服務，培養和促進5G 技術協同創新的產品和商業模式，形成有特點的行業應用解決方案。

3）加強組織協同推進，加大各類政策支持力度。

5 結 語

5G 網絡的發展和建設，將形成新的動態模式，記錄水安全發展進程，及時發現水安全進程中的問題，適時解決問題，并跟蹤指導水安全管理的方式方法的改變。5G+水安全將支持水務經濟數字化和智能化轉型，改良傳統的產業形態，推動新型水安全信息技術的發展。