數字化轉型背景下的水務信息系統建設探討

一、前言

數字化轉型背景下，如何借助信息化、智能化手段提升水資源統籌的能力，進而增強城市治理水平，一直是各級政府聚焦的大事。近些年，政府高度關注水務信息系統建設，探究水務信息系統的建設新模式對于提升城市治理水平、響應數字政府建設、加強水資源管理能力、保障政府履職效能具有重要意義。以水務信息系統建設為出發點，以數字化技術為依托，從多層面出發設計基于數字化技術的水務信息系統，以深化各級政府對水務、水資源的管理能力，確保數字化技術在水務部門工作管理中發揮其應有作用，真正推動水務工作降本、提質、增效。

二、數字化轉型對水務工作的影響

1.提升水務管理效率

數字化技術可實現水務管理部門各個業務模塊的整合，推動水務信息的實時共享和流轉，實現對各項水資源數據的自動化控制，便于水務工作人員遠程自動操控閥門、泵站等設備完成水量調節和水資源監控等各項工作，減少水務工作所需的時間，降低水務管理的人力成本。此外，通過實時監測和預警功能，系統能夠及時發現并處理潛在問題，減少故障發生。

2.優化水資源配置

數字化技術能夠快速分析水務資源數據，對未來的水資源、水文情況進行預測，優化水務資源的配置，尤其是在大數據分析技術支持下構建的水務信息系統能夠實時監測水質和水量，結合不同區域和時間段的用水需求智能調節市政管網的供水壓力，精準調配資源，既保障市民、企事業單位、工業用水不受影響，又減少水資源的不必要浪費。

3.保障水質安全

數字化技術能夠對轄區水體的水質進行動態監測，保障水質安全。在水源地、水廠、管網等關鍵節點部署傳感器和智能儀表，可以使水務系統實時采集水資源相關的數據，當水質發生異常時水務系統會自動發出預警信息，水務管理部門可通過分析數據及時覺察水質異常，并采取針對性措施，確保轄區水資源的科學管控和水質安全。

4.提升服務質量

數字化技術在提升水務管理部門工作效率的同時，還優化了水務服務質量。借助“互聯網 + 水務云”模式，水務管理人員可對用戶服務的整個流程進行監管，在增強水務服務透明度的同時，還能及時發現用戶的訴求并響應，提升政府水務服務的滿意度。與此同時，在數字化技術的幫助下，用戶可以在線上完成水費繳納、水表過戶、用水報裝等多項操作，減少了用戶在接受各項水務服務過程中的等待時間，也為用戶提供了更加多樣化的水務服務選擇，提升政府服務的便民化水平。

5.推動社會可持續發展

數字化技術可優化水資源的利用，水務部門從技術和管理兩個方面人手建設智慧水務信息系統，可對水資源的利用情況進行監管，分析水資源的利用問題，進而優化當地的水資源管理統籌方案，以降低水資源的能耗，減少水資源的漏損問題，便于各個地區的水務管理部門更好地應對水資源短缺問題，解決環境問題和社會發展對當地水資源提出的挑戰，提升水資源利用效率，推動當地經濟社會的可持續發展。

表1數字化轉型對水務信息系統建設的要求

三、數字化轉型對水務信息系統建設的要求

1.整合與標準化要求

數字化轉型需要水務部門打破數據孤島，對水源、水廠、管網到用戶端的全鏈條數據進行整合。通過構建統一的水務信息系統，以實現對水務信息數據的實時共享，支持各部門對水資源進行協同管理。與此同時，數字化轉型還需要在水務信息系統中統一供水基礎設施數據規范、行業數據對接規范等水資源數據標準，確保水務信息系統中不同部門、不同地區之間的水資源數據能夠無縫對接、高效交互[1]。

2.智能化決策支持

數字化轉型要求水務信息系統充分利用大數據分析技術，還要用到AI技術，促使水務信息工作者主要基于水務信息系統數據實施深度挖掘，精準分析水務信息。借助對水務數據的精準分析實現對用水需求、設備故障、洪水嚴重程度、水質變化等多種水務數據的預測。數字化轉型還要求在水務信息系統中引入智能決策模型，便于水務管理部門基于實時數據分析，借助管網調度算法做出正確的水務決策，減少水務系統的管網壓力波動以及水資源浪費，提高城市水務系統的供水可靠性。

3.實時監測與預警

數字化轉型要求水務信息系統加快以物聯網、GIS、BIM、5G技術為核心的數字化感知層建設，進而建立高速、穩定的水務信息數據傳輸網絡，確保傳感器采集的水資源信息數據能夠實時傳輸到數據中心，為水務工作的迅速開展提供便捷的信息支持。數字化轉型還要求水務信息加強預警與應急響應，基于實時數據和歷史數據設置合理的預警閾值以開發智能預警系統，對轄區水資源情況進行實時監測和評估對比，當水資源信息數據出現異常時，自動發出警報，同時啟動水務系統中的應急響應機制。

數字化轉型對水務信息系統建設要求見表1。

四、數字化轉型要求下的水務信息系統流程

1.整體架構設計

水務信息系統結構復雜，建設所需時間跨度長。在提升改進后，當前的水務信息系統日趨完善，配備有多種現代化的軟硬件設施，包括自控管理系統、人工信息采集系統、大屏展示（硬件設備）、物聯網采集設備體、服務器（云存儲）、業務處理系統等系列信息系統[2。基于此，進行新型水務信息系統建設的時候，應合理科學運用以往的相關設備設施，對之前的信息系統及其有關設備進行評析，并實施調用，以確保對水務應用系統已有資源的整合利用。

在水務信息系統整體框架構建過程中，一要確保原有的信息設備能夠被重新利用，杜絕對已有資源的閑置與浪費；二要加強水務信息系統整體框架設計的可行性調研評估，確保過去的水務應用系統在完善后具有較強的實用性，更能貼合城市現階段水務治理的實際情況與具體需要；三是在水務信息系統設計時考慮安全性，確保所設計的水務信息系統滿足國家安全、數據共享以及信息安全等相關規范。

數字化轉型要求下的水務信息系統流程見表2。

基于數字化轉型的水務信息系統主要包括七部分。

表2數字化轉型要求下的水務信息系統流程

首先包括智能感知層以及網絡傳輸層，前者通常由水質分析儀、GPS定位系統、電子水尺，以及壓力測試計等相關設備組成，通過網絡傳輸層，把采集并取得的水資源動態業務數據實施科學傳輸，最終傳輸到系統的數據層。網絡傳輸層通常包括水務專網、政務網、互聯網以及物聯網等。

其次是系統的數據層以及平臺層，前者屬于整個系統的數據存儲中心，也是水務信息管理的核心，確保多種應用系統在數據保障前提下順利穩定運行。此層同時也主要負責收集匯聚涉水設施的基礎數據、系統運行信息、網絡監測信息等多種類型的水資源資料，對其加工整合后構建系統的基礎數據庫、水務專題數據庫、感知監測數據庫，使應用層的工作穩定運轉有了數據來源保障，其屬于系統建設的一個重要板塊。對于用來提供應用服務的平臺層來說，其屬于共性功能模塊，平臺包括了模型計算模塊、大數據平臺模塊以及工單推送這個模塊，在科學監測水務平臺數據的同時，還能分析檢測水務信息，讓制定系統業務優化決策有了統一的標準，確保系統應用層功能得以有效發揮。

再次就是應用層與展示層，前者的功能模塊主要包括數字化場景接入模塊、權限設置模塊、系統運行體征監控模塊、視頻展示以及平臺管理模塊。其屬于此系統各項詳細業務功能的集合。對于展示層來說，通常包括臺式顯示界面顯示方式、筆記本展示界面顯示方式監控大屏顯示方式及移動顯示界面顯示方式，可為各級用戶給予辦理業務的統一人口。

最后就是系統的數據安全和標準規范，其目的主要是確保系統運行滿足網絡安全規范、符合數據共享要求，便于系統設計人員在框架指引下合理購置或者構建中間件與數據庫等各級系統的軟件設施與硬件設施。

2.水務信息數據庫體系建設

在體系建設過程中，應嚴格遵守大數據共享分析的思想。在科學利用已有數據體系的前提下，基于水資源數據實施分析，進行查漏補缺，針對多個部門數據實施整合，進而促使水資源數據得以共享，最終創設出多層次、全維度與大覆蓋的水務監管體系，應做好系統的接入工作[3]。涉水信息主要由水務直管單位的數據以及有關單位的涉水關聯數據組成。對于涉水直管信息數據資源而言，其種類繁多，有綠化設施的數據、水閘設施數據、護欄設施數據，也包含和這些數據有關的不同種類工程項目、案件糾紛、設施維修、物聯監測信息。基于涉水關聯數據，數據量更多更大、種類更為多元化、覆蓋面很大，主要有道路地點的數據、公司數據及住宅小區的數據，應根據具體業務狀況對數據采集工作實施調整。還應大力關注涉水數據的擴容問題。當涉水數據接人完成之后，進行科學梳理，再經由面向對象的水務信息數據處理模型，運用邏輯集中和物理集中相統一的辦法進行涉水對象基礎庫、涉水業務信息數據共享庫的建設，最終確保全方位與多維度的水務信息數據管理體系得以形成。

進行涉水數據分析及處理加工時，需要評析涉水信息需求，還要評析水資源數據源，清楚了解涉水數據整合與共享的實際項目。了解了涉水數據庫與實際的涉水數據項目之后，水務管理工作者重點就項目實施抽取、轉換與加載工作，然后針對底層涉水數據實施科學加工，再把涉水數據與有關的對應項目置于涉水業務數據共享庫當中，根據系統的要求進行升級更新和養護工作。

3.展示層建設

領導決策的顯示終端即為水務信息系統的大屏顯示頁面，實施顯示層設計的時候，一般運用三段、四段與多段式的分布設計，把GIS地圖科學地布置于展示層中間，其他位置展示涉水基礎設施的運行體征值信息、不同涉水設施的總量數據，以及網絡動態監控圖像與水務專題研究數據。針對系統中的城市運行特征值數據而言，一般采集防汛代表站的水位、水面率、農業灌溉水利用程度系數、千元工業增加值的水資源投入量，還有來自于智能監測、人工采集、系統推算的一些問題數據。水務工作者對主屏內對應指示按鈕進行點擊，能和地圖聯動，獲取設施問題信息，二次點擊之后，會出來次一級彈窗，顯示出具體內容。

此外，大屏幕還是整個門戶的入口。水務工作者做好數據匯總工作，同時向上、下級水務系統呈現完成設計好的數字場景，直觀并全量地展示不同水務場景的一些關鍵指標，還要留出充分空間，便于后續數字場景的順利接入。進行專題分析的時候，重點針對涉水設施狀況、故障問題與投訴現象等有關信息作出整合，分析精煉，重點就下述的一些系統問題進行關聯分析，主要包含道路積水情況、船只噪音、水閘門開度、故障通行船只情況、泵站滿負荷情況、超水位未滿負荷問題、水利系統管道堵塞、河道水位是否超警戒、近期水利工程的施工情況、工程項目有否出現資金撥付問題、是否停工或者欠薪。對相關數據實施分析關聯后，系統參考基礎數據信息、實時監測數據等實施科學的歸類整合，形成河長制、防汛臺、排水調度等城市水務治理重點強調的專題場景，通過統計圖或者數據模型重點就水務信息系統的問題及其原因實施研究，同時就問題趨勢展開認真探討。完成類比分析后，可以掌握有大概率發生問題的涉水設施點位，及其這些問題出現的主要根源，以技術保障準確解決水務信息系統問題，也可以事先避免水務管理問題。引入某防汛防臺場景，其主要目的是在遇到臺風或者暴雨進行搶險救災的時候，可以從領導調度、搶險救助、物資保障、防御機制與人員轉移這些方面進行對應信息的搜集，確保防汛工作科學開展，提升轄區內不同部門對水資源和洪水災害的防范及其應對能力，最大限度減少災害帶來的財產與人員損傷，促使城市轄區的治理能力提升，確保社會經濟穩定健康發展。

五、結語

由于大數據中心與城運中心陸續成立，加之大數據集也在籌備中，一些信息孤島問題陸續會被解決，水務信息系統為水務部門相關人員的決策提供了更加豐富的數據，便于水務決策者了解城市的詳細情況，水務系統的輔助支撐能力得到顯著加強。現階段數字化轉型下的水務信息系統建設還面臨以下問題：首先就是AI模型對涉水信息數據圖像分析的準確度及其可靠度問題，其次是數據實時共享，打通網絡機制后可能產生一些數據安全問題，最后是當前外部環境帶來的涉水數據處理技術封鎖問題。只有解決上述水務信息系統建設的問題，系統對城市治理的輔助和推動作用才能夠更上臺階。

參考文獻

[1]劉志紅.智慧水務信息化系統建設探討[J].智能物聯技術，2025，57（01）：67-70.

[2]雷曉霞，梁騫，徐瓚.智慧水務系統在城市水資源管理中的應用[J].中國戰略新興產業，2024（33）：188-190.

[3]沈春山.城市供水中的智慧水務系統探析[J].設備管理與維修，2024（14）：104-106.

作者單位：北京市昌平區水務局

責任編輯：王穎振鄭凱津