寧東工業基地智慧供水項目標準化管理案例研究*

李芍毅 胡森昶 唐文哲 王忠靜 吳澤昆 孟祥鑫 彭穎政

(清華大學水圈科學與水利工程全國重點實驗室，北京 100084)

0 引言

寧夏位于我國西北內陸地區，地處黃河中上游，欠發達的經濟條件和干旱的大陸性氣候導致部分農村地區、山區供水面臨嚴峻問題[1]。2016年，寧夏出臺了關于建設“互聯網+水利”工程的通知，提出要務實推進城鄉供水一體化戰略，利用互聯網手段加大水利行業智慧化建設；2020年，在全國范圍內率先展開了“互聯網+城鄉供水”示范區建設，以科技引領，統籌全區供水管網，目標實現城鄉共享同源、同質、同價的供水服務[2-3]。

標準化是規范項目實施、提升工程質量、推廣工程應用的重要手段[4]。標準管理制度通過規范供水水質、水壓、水量等信息數據采集，建立集供水智能控制、風險預警、遠程監測、搶險預案于一體的供水體系[5]。智慧供水系統在水資源調度管理中利用水位傳感器、流量傳感器、PH值傳感器、管網壓力傳感器等監測水資源使用，促進實現供水智慧決策[6]。鑒于寧夏在“互聯網+城鄉供水”工程建設試點中的成功經驗，本文選取寧夏工業供水中具有代表性的寧東工業基地智慧供水項目案例，分析供水標準化管理的創新實踐，為“互聯網+城鄉供水”工程推廣應用提供參考。

1 工程概況

寧東工業基地是寧夏重要的能源化工基地，在煤制油、煤制烯烴、精細化工等產業領域發展迅速，擁有完整的煤化工產業集群，年度工業總產值超千億元，被評為國家新型工業化產業示范基地。寧東水務公司擔負著該工業基地的供水重任，負責運行、維護供水基礎設施[7]。寧東工業基地智慧供水項目在建設、管理、運維方面創造了多項省級乃至全國水利工程建設記錄，其中，水庫寬級配礫石土整體筑壩方案、全線綜合自動化運行管理獲省級科技進步獎，供水工程獲評中國水利工程優質(大禹)獎。該項目以保障基地工業、生態及生活用水為重點，具備15.77m3/s黃河取水及輸水能力，擁有40萬m3/d凈配水廠和配套管網工程，具備90萬m3/d供水能力，供水范圍包括了園區180余家工業企業，30余家生態用戶及基地城鄉居民生活用水2萬余戶，支撐生態綠化近10萬畝(約666萬m2)。

隨著工業園區各企業生產經營需要、地區經濟水平的提升及供水基礎設施日益增加，寧東地區對供水智慧運營的需求不斷提升。在調研中發現，傳統供水模式存在業務處理速度慢、分區漏損計量覆蓋不廣、突發故障應急響應不及時、用戶體驗較差等問題。寧東水務公司借助互聯網技術與傳統水務業務融合，提升供水效率，提高社會公共服務能力，滿足基地工業、生態和生活用水需要。主要基于互聯網技術、數據采集系統、水質監測系統、遠程控制系統、信息通訊系統等，實時監控供水管網及供水設備的運行狀態，采集供水信息，通過建設寧東工業基地智慧水務管理系統(圖1)，實現對海量水務信息的分析挖掘及深度處理，同時建立有效的數據共享與管理機制，為該地區水務信息化管理、供水決策、水務調度提供決策建議，促進供水系統“從源頭到龍頭”精細化管理，達到實時感知、資源共享、智慧運營的目的。

圖1 寧東工業基地智慧水務管理系統總體架構

由圖1可以看出，智慧水務管理系統主要包括智慧水務一張圖、大數據駕駛艙、生產調度管理、營銷服務管理、公眾服務管理、污水處理管理、水資源管理、微信公眾號管理及移動端智慧水務APP。系統從流量、水質、壓力、視頻等方面對供水體系全方位感知，建設水源、水廠、泵站、管網的自動化控制系統作為工業控制層，結合數字機房和數據中心等設施建設，開發生產、巡查、監測、調度、營銷服務等信息系統，最后提取各業務系統的數據，利用BI智能聚合，建設智慧“水腦”。系統智慧層主要包括基于智能感知技術的用戶服務體系建設、DMA漏損控制體系建立與應用、水務大數據清理與分析、生產安全隱患排查與決策系統、“水腦”數字孿生應用。智慧化運營大幅提升了寧東工業基地供水管理能力和公共服務能力，促進了水務數據資源整合管理，提升了運維服務質量，推動了水資源精細化管理。

2 寧東工業基地智慧供水項目標準化管理實踐

相較傳統供水工程項目，寧東工業基地智慧供水工程建設質量好、供水覆蓋面廣、智慧化程度高。寧東水務公司作為運營寧東工業基地智慧供水工程的龍頭企業，在標準建設、標準應用、標準管理方面擁有許多經驗，同時由于該項目地處西北干旱地區，需要克服取水、制水、儲水、送水等諸多管理與技術難題，因此，寧東水務公司的標準化管理實踐具有參考借鑒價值。

2.1 標準建設與標準知識管理

為了實現供水業務管理信息共享的目標，寧東水務公司結合公司內部長期水務運行實際，建立了統一的標準和共同遵守的規范。例如：寧東水務公司在總結前期供水工作經驗的基礎上，梳理了《生產運營管理規程》《檢修規程》《調度規程》《安全調度規程》《污水處理廠生產運行規程》《安全操作規程》等規范，對水源泵站、一期二期凈配水廠、綠化泵站、水庫、加壓泵站、二次加壓供水系統、閘門啟閉等要素安全操作予以規范，形成公司內部的企業標準，對公司標準化生產具有較好的促進作用。寧東工業基地智慧水務項目企業標準如圖2所示。

圖2 寧東工業基地智慧水務項目企業標準

其中，生產運行管理規程從輸水系統、制水系統、供水系統、電氣設備、水泵、閥門、特種設備、管線及附屬設備、直流系統、自動化系統等方面予以規范，細化運營規程中的具體要求，例如，在巡視檢查方面，對視頻巡檢周期、現地巡檢頻次、巡檢內容、特殊情況巡查等細化明確，巡檢人員根據標準規定開展巡檢，逐一核對巡檢內容，防止缺項漏項，達到快速排查診斷的目的。

檢修規程主要包括電氣設備檢修與機電設備檢修。電氣設備檢修主要明確了變壓器、高壓配電設備、勵磁設備、直流系統、電力線路、預防性試驗等小修、大修流程及注意事項；機電設備檢修主要包括水泵、電機、閥門、閘門、工藝設備、管道等水利機電設備的檢修工藝步驟及質量標準，并規范了檢修派遣流程、檢修報告及反饋明細。對檢修環節的標準化管理，能夠有效推進檢修工作的順利進行，為供水運營服務提供良好保障。

調度規程包括調度管理規程、調度運行規程與調度應急管理規定。其中，調度管理規程主要細化調度管理任務、調度管理規定及調度管理范圍，明確調度管理主要是組織、指揮、協調供電系統、供水系統、工藝系統和監控系統的穩定運行；調度運行規程主要明確水廠、水源泵站、綠化泵站、加壓泵站、配水管網、污水處理廠的運行條件、運行方式、運行規定、視頻巡檢要求、現地巡檢要求等；調度應急處置規定主要明確處置的基本原則，細化對供電線路、變壓器、水泵機組、管道、通信、水質等異常事故的處置規定。

安全調度規程主要明確了調度安全管理的范圍與職責，細化了安全管理的具體內容，包括人員安全、供電系統安全、輸配水管網安全、水質安全、設備設施安全、水庫大壩安全、自動化系統安全等。安全調度規程對于指導公司安全管理與項目安全運維具有重要作用。

污水處理廠生產運行規程明確了污水處理廠安全操作、設施設備運行、巡回檢查、設備維護、應急操作等環節要求。其中，設施設備運行部分細化了從沉砂池、生化池、回流池、沉淀池、濾池、清水池、污泥濃縮池到送水泵房、加藥系統、加氯系統、除臭系統、配電系統的基本組成、一般規定及運行方式，對污水處理的全環節運行流程細化。

安全操作規程包括水源泵站安全操作規程、一期和二期水廠安全操作規程、綠化泵站安全操作規程、水庫安全操作規程、新材料泵站安全操作規程、綠化加壓泵站安全操作規程、二次供水泵房安全操作規程、液壓啟閉機閘門操作規程。同時，寧東水務公司結合企業標準制定過程，編印了供水、制水系統標準化操作卡。以水廠標準化操作為例，明確了送水泵房、濾站、沉淀池、加氯系統、加藥系統、進水泵房、回收池、配水井、調節池的操作程序、操作項目及操作標準，為水廠員工快速掌握操作方法提供了有效參考。但從目前寧東水務公司企業標準情況看，仍缺乏服務類標準，在便民服務方面，公司對水務辦事大廳標準化服務流程、網上營業廳標準化服務系統等方面存在一定的需求。

此外，在供水工程智慧水務信息系統建設過程中嚴格遵循和執行國家統一標準和規范。在滿足水務管理的需求下，依據寧東工業基地基礎地理信息系統(GIS)的應用要求，對供水管網的信息進行分類并編碼，促進形成開放化的數據交互模式與交互體系，完善軟件設計的標準。標準化數據交互體系的建立為后續系統擴充、融合與升級提升了極大的便利。寧東水務公司的水務數據通過內部信息網與寧東工業基地管委會管理業務系統有效對接，發揮了水務數據在服務經濟社會發展中的重要作用。

2.2 標準應用情況

寧東工業基地智慧供水工程項目在運營服務過程中通過標準化建設、管理，推動標準應用能力提升，實現了較好的社會、經濟與環境效益。

在社會效益方面，通過信息化平臺的建設，實現寧東水務公司與寧東工業基地管理委員會內部各部門資源共享和互聯互通，信息交互更加順暢，實現水質、水文、氣象、管網、用水等多源信息協同管理，各方通過系統平臺方便地獲取信息，各級領導、管理人員、技術骨干、工作人員能快捷、方便地掌握水務信息，及時跟蹤和監測生產運行狀態，便于決策分析，提高智慧供水工程項目的經濟運行質量，提升整體服務質量。

在環境效益方面，智慧供水項目在運行過程中嚴格依據國家環保法規和生態綠化標準規程，利用大數據等技術手段，建設數字化水務平臺，通過提升水資源利用效率促進生態環境改善，包括廢水利用、中水使用、生態補償，達到生態修復的目的。智慧供水項目的順利運行有效保障了寧東工業基地生態環保項目的實施，有效提升了項目所在地的環境保護能力，取得了良好的環境效益。

在經濟效益方面，智慧供水工程項目建設形成了一套統一的數字化水務綜合集成平臺，形成數字化水務供水一體化運作模式，對水廠、泵站及管網業務實行一體化管理，規范化的管理平臺與業務流程在技術力量上形成互補，確保了流程性的業務組織高效運轉，降低了公司運營成本，提高了經營效益。其中，DMA分區計量漏損控制是一項長期持續的重點工作，通過標準化管理模式，將寧東地區主管管網的漏損控制在2%以內，較國內平均漏損水平降低了10%。

該項目通過信息技術規范管理過程，落實標準要求。例如，利用智慧水務的項目管理平臺，避免相同數據重復上報、多次處理等問題的發生，項目管理的各環節檔案材料能夠通過信息平臺有效存儲、及時調閱，有助于項目在實施過程中提高工作效率，加快進度，充分調動員工的積極性，促進提升項目管理績效。項目管理平臺有效地保障和提高了供水的服務質量，有助于應對供水緊急事件，降低項目風險，提升項目管理效益，降低整體運營成本，對于提高水務信息化、精細化、標準化管理水平，提升供水安全保障能力等方面具有重要意義。

按照供水服務標準化要求，寧東工業基地智慧供水工程水源泵站設取水計量設施7臺，根據國控監測點要求實現在線監測。按照“無人值班、少人值守、集中控制、分級管理”的原則，結合信息化升級改造，整合輸水、制水、供水三大系統，對基地工業、生態、人飲供水的水量、水質、水壓信息進行全面監測。在人飲工程方面，主要借助國家老舊小區改造及脫貧攻堅政策，投資2000萬元完成2萬余戶老舊小區、3000余戶農村人飲供水設備設施改造，重點解決“供水中斷時間長、壓力不穩定、水質不達標、水價不統一”問題，保證了基地用戶安全、可靠用水。

3 加強“互聯網+城鄉供水”工程標準化建設管理措施

寧東工業基地智慧供水項目標準化建設為工程長期穩定運行、解決供水管理和服務難題提供了有力保障。通過標準建設與標準應用，實現了水務公司供水管水效益提升、增強了水資源利用管理效率、降低了工程對生態環境污染，為智慧供水工程積累了寶貴經驗。在推廣“互聯網+城鄉供水”工程過程中，應充分借鑒寧東智慧供水項目成熟做法，從標準頂層設計、數據標準規范、標準知識管理、標準應用能力4個方面完善針對性措施。

(1)加強標準頂層設計。“互聯網+城鄉供水”工程標準建設應注重頂層設計，結合供水行業自身特點統籌制訂標準化指導文件及相關實施方案，編制標準內容。在編制標準過程中，應按照標準體系構建原則及有關要求，按照功能序列合理分類。例如，在運維標準設計方面，參考寧東水務公司企業標準，從安全運行、檢修、調度、管理、運營服務等方面細化標準，形成結構完整、體系完善、內容科學的標準文本，與現行的供水工程、信息化設備、網絡安全等國家、行業標準相互協調。

(2)建立數據規范體系。在全面推廣“互聯網+城鄉供水”工程項目前，應盡快健全完善統一的數據規范，著力破除信息孤島，加快推進供水一張圖建設，規范數據接口、數據類型等要求，建立數據編碼體系，便于區域資源整合、系統關聯耦合，避免不同單位、不同部門、不同企業之間的信息系統建設功能重復、數據格式多樣、彼此難以兼容等問題，發揮“互聯網+”數據資源優勢，輔助科學決策調度。

(3)做好標準知識管理。一方面，應做好相關設計方案、施工檔案資料、供應商評估、設備市場信息、采購合同、驗收清單、運維記錄、變更日志等格式文本的存儲與管理。借鑒寧東水務公司模式建立檔案數據與標準資料庫，便于相關資料調閱與使用。另一方面，注重隱性知識顯性化表達，在工程建設運維中及時將一線的施工經驗、運營心得總結為文字材料，積累工程項目建設、管理經驗，降低同類錯誤出現的頻率。在工程經驗總結的基礎上逐步探索形成標準化制度規定，為后續工程推廣提供有效支撐。

(4)提升標準應用能力。依托信息平臺重點做好標準理解、標準執行、結合標準分析與解決問題等工作，促進“互聯網+城鄉供水”工程項目的順利實施。在標準知識學習的基礎上，注重把握供水工程標準、信息化標準、環保標準等要求，依據相關標準制訂項目實施方案，組織項目實施、項目運維及項目驗收、評價，規范項目管理過程，提升項目實施的標準化、規范化水平，進而提高項目的經濟、環境與社會效益。

4 結語

選取寧東工業基地智慧供水工程進行案例分析，從運維層面揭示了該工程信息平臺建設、智慧水務系統、供水一體化運作模式、智慧水務項目運維標準建設和標準知識管理與標準應用現狀；負責工程運維的寧東水務公司形成了“互聯網+城鄉供水”工程運營、調度、檢修和安全操作的企業系列標準，為項目管理提供了有效支撐，保障了項目充分發揮社會、經濟與環境效益。

在“互聯網+城鄉供水”工程管理過程中，應通過加強標準頂層設計、建立數據規范體系、做好標準知識管理和提升標準應用能力的措施，推進工程標準化管理，促進項目績效提升。未來，可在以上方面進一步深入研究，以提升“互聯網+城鄉供水”工程建設與管理水平。