智慧水務建設的基礎及發展戰略研究

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，但是城市水系在調度管理方面存在許多漏洞；為了使城市水系在調度方面的管理運行更加科學化、智能化，基于大數據技術提出了城市智慧水務總體架構，該框架包括智能分析體系、智能監控體系、多元數據體系、智能決策體系、智慧應用體系和支撐保障體系；并深入探討了城市智慧水務建設的關鍵實施途徑，為我國智慧水務建設提供有效支撐。

1 智慧水務概述

智慧水務是智慧城市的重要組成部分，也是城市水務事業發展、行業管理與服務提升的重要支撐和保障。智慧水務系統是基于物聯網、移動互聯網、大數據、云計算和人工智能等新一代信息技術構建的綜合監管平臺，能實時感知、模擬計算、分析評估城市供排水系統以及水環境狀況，全面支持水務系統生產、管理和服務，達到智慧決策的目的。在智慧水務系統中，無論是系統內部業務運行還是對外服務，都需要對各類數據迚行統計分析，甚至實施特征提取、關聯挖掘、深度學習等智能計算，以實現對系統狀態的認知、智能診斷及預測，實現水務系統的功能。可以說，真實的數據是支撐智慧水務系統正確決策的重要基礎保障。然而，由于各種原因，在實際系統運行中數據被篡改的情況時有發生。如何保證在系統運行過程中各環節數據不被或難以篡改，以及被篡改后能及時發現，是保障智慧水務系統數據安全必須研究解決的問題。本文引入區塊鏈技術，被監管方實時地將智慧水務數據采集幵生成哈希樹，將哈希樹存儲至私有鏈中幵由監管方實時簽名。以此私有鏈作為智慧水務數據的證明文件，則可校驗數據是否被篡改，迚而達到數據監管的目的。

2 智慧水務的發展戰略研究

2.1 水務公共服務平臺的建設理念

供水管網是一個龐大復雜的系統，同一供水系統中，管網建設年代各不相同，承擔的卻是相同的輸配水任務和出廠服務壓力。同時，城市地下土壤環境不同，管線材質種類繁多，敷設管線過程中的被動設計變更而導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模轉變等，都是影響供水管網安全運行的重要因素，對生產調度也提出了更為嚴峻的考驗。隨著城鄉供水一體化建設的不斷發展和供水普及率的不斷提高，安全供水，供上優質水、放心水是所有供水企業努力的主要方向。建設綜合水務公共服務平臺，不僅可以通過水力計算滿足優化生產、優化調度的需求，實現安全供水目標，還可以通過水質監測數據的采集，科學調整運行參數，實現優質供水目標，在有效提高經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手段。

2.2 智慧應用體系

智慧應用體系建設采用模塊化的思想，基于移動App、可視化平臺、信息發布軟件即服務進行設計，該建設模式可以有效避免系統重復性建設，易于系統升級改造，實現系統的開放性和動態可持續發展；智慧應用體系包括智慧民生服務平臺、智慧政務管理平臺和智慧企業/業務支撐平臺3大平臺以及分別對應的子模塊。這種建設模式可以實現以下功能：按需服務、隨時服務、通用性強、高可靠性、極其廉價，并且是高可擴展性的。

2.3 提升平臺化設備管理能力

2.3.1 科學系統評價

通常來講，一個科學的評價系統需要評估多個方面，例如，指標的實時變化、設備監控狀態、系統運行情況等。通過科學系統評價，可以對生產信息化進行進行全面推進，從而成為提升數字化、信息化性能的粘合劑；同時，還要緊跟物聯網技術未來發展的趨勢以及城市智慧水務的需求，進一步推動生產的高效化以及自動化。

2.3.2 智能點巡檢

巡檢實現智能化，能夠促使每一個巡檢人員熟練掌握手持終端設備，通過登錄對應的網絡，借助對應的系統完成巡檢工作，并反饋結果。智能巡檢比傳統巡檢模式更加高效，可充分提升巡檢的效率與質量。

2.3.3 后臺全域管理

后臺全域管理，又被稱之為“全面管理”，重點監控重要設備，并將數據及時反饋，從而完成分析得出結論。若有問題及時給出解決措施，這類管理模式相比傳統模式更加具有效率，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 智能監控體系

智能監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。在城市智慧水務體系中，需要獲取各類要素數據來支撐計算和業務處理。基于工業互聯和數據驅動的理念，基于具備堅實的、可預見性工程的物理系統，借助無人機、雷達、車、船、站、機器人、手機輿情等高科技設備及技術，形成“空天地”一體化的立體感知體系，更系統、更全面、更深入地從設備及各種終端收集數據，是整個城市智慧水務的基礎。②自動控制體系。基于工業互聯和數據驅動的理念，基于具備堅實的、可預見性工程的物理系統，通過傳感器閉環控制維持系統運行做關鍵調整，通過執行機構對設備系統的運行和邏輯進行指揮，從設備及各種終端最大程度收集數據，用數學軟件與大型處理器分析信息，以獲得系統的高級別潛在信息并制定各設備及終端工作邏輯，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果的實際應用。

3 結語

在智慧水務管理當中，可擺脫傳統管理模式效率低下的問題，并結合實際情況與需求對模式進行創新，進一步實現了“智控慧管”的目標。直觀來講，物聯網技術完善了智慧水務的一些關鍵功能，使得水廠運行更加科學化、技術化、精細化，這種具有綜合管理能力的智慧水務平臺，能夠為城市提供更加穩定、優質的用水服務，從而促進城市和諧發展。