智慧水务是指利用物联网、智能传感、云计算、大数据等技术对供水、排水、节水、污水处理、防洪等水务环节进行智慧化管理。本文将从发展智慧水务的必要性角度分析智慧水务的需求。
近年来，我国水务行业保持高速发展，供排水规模逐渐扩大。随着我国供排水规模的逐步扩大，我国水务行业市场规模稳步增长。例如，我国供水管网漏损率仍处于较高水平。
1、水务规模逐渐扩大
智慧水务是指利用物联网、智能传感、云计算、大数据等技术对供水、排水、节水、污水处理、防洪等水务环节进行智慧化管理。本文将从发展智慧水务的必要性角度分析智慧水务的需求。
近年来，我国水务行业保持高速发展，供排水规模逐渐扩大。2012-2019年，我国供水管道长度及供水普及率的逐年增长。2019年我国城市供水管道长度达9201万公里，供水普及率达9878%。
另一方面，近年来，我国城市排水管道长度也加速增长。2019年，全国城市排水管道增加至7440万公里，同比增速为885%。2009-2019年我国城市排水管道长度平均增速为804%，预计2020年我国城市排水管道长度约为8038万公里。
随着我国供排水规模的逐步扩大，我国水务行业市场规模稳步增长。2012年，我国水务行业规模以上企业营业收入仅为1269亿元;到2019年，规模以上企业实现营业收入3175亿元，同比增长19%。前瞻以15%的增速估计，2020年，水务行业规模以上企业营业收入约为36511亿元。
2、供水管网漏损仍处于较高水平
在我国水务行业市场规模的扩大的同时，我国水务行业仍存在一些痛点。例如，我国供水管网漏损率仍处于较高水平。2012-2018年，我国城市供水管网漏损率从1671%下降至1462%。2019年，我国供水管网漏损率小幅上升，增至1699%。
3、传统水务企业仍需智慧水务业务支撑供排水管理
随着经济结构的转型和新型城镇化的强力推进，传统水务企业越来越不能满足我国居民环保意识和消费水平提升对改善生活品质及环境质量的更高要求，也很难在市场中保持领先的地位。究其原因，主要归纳为四大痛点。
—— 更多行业相关数据请参考前瞻产业研究院《中国智慧水务行业趋势前瞻与投资战略规划分析报告》
智能电网的支撑技术
智能电网的主要支撑技术有实现收集、存储、分析、处理、显示海量信息数据的可靠信息技术，高速、双向、实时、集成的通信技术，具备资源优化配置、科学决策、电网运行高效管理、电网异常及事故快速响应的智能调度技术，电能量消费与预测技术，中压或低压配电网上的分布式能源接入技术，规划控制技术，包括电能质量、功率因数、相位、故障事件、变压器和线路负荷等数据在内的参考量测技术及相关传感器技术等。
物联网相关技术在智慧电网中的作用
在当前的电网中，传感器的应用很广泛，但主要是机电类传感器，其获取的方法往往是物理方法，传递的信号往往是模拟量，这就决定了它往往是通过电缆进行传输。智能传感器不但涉及传感技术，还与微机械、微电子、数字信号处理、网络通信直接相关。
它获取信息的方式往往是将所需获取的信息直接转变为光信号或者电信号，输出为数字量。智能传感器还具有一定的信息存储和分析能力，可以对信息进行初级加工再向上一级传递，避免了上级设备对于信息的处理量过大，也节省了网络流量。
物联网技术中，信号一般使用光缆进行传输，对于设备内部的状态量等不便于直接连线传输的信号，还可以采用无线传输，保证数据的实时性。在主站，由于传输来的数据为数字量，就避免了繁杂的数据转换和处理工作，这些优势应当发挥。但是，电网对于信息的可靠性要求很高，特别在信息传输方面。
如果是在民用或者商用行业，信息传递的可靠性要求较低，物联网当前的可靠性水平便可以胜任。但对于电网来说，错误信息传递的结果是很严重的，可能导致电网中自动装置的错误动作，切断正常运行的大量负荷，或者电能计量出现重大失误等。在可靠性无法保证的情况下，物联网技术的重要优势——信息传递将难以发挥作用，这也就相应导致了在网络层之上的应用层无法应用于智能电网。
通俗理解为通过在各泵站、管道、水渠、污水处理厂安装传感器、控制器、数采仪、网关等，实现将生产运行数据实时传输到数据平台，数据平台通过对各类关键数据的实时监控和智能分析，并提供分类、分级预警。
以供水调度数据为基础，为给水系统、排水系统、污水处理系统等众多子系统提供运营数据分析、设备运转、水量管理、安全管理等业务支撑。形成感知、诊断、调度、预警、校正一体化水务管理体系，为用户打造规范化、精细化、智能化的水务运作流程。
回头看传统的水务管理，水厂位置普遍分散且缺乏统一集中管控，导致各厂区运营水平不均衡，频繁出现数据汇总不及时不全面、问题反馈滞后、事件处置缓慢等问题。运营管理过度依赖人工经验对其进行生产控制、故障判断、设备维修，人力成本过高且效率低下，难以复用。
水务行业在当下作为供排水民生保障类行业，需要实现以碳达峰、碳中和目标为契机，开发绿色低碳和可持续新型工艺，挖掘碳减排潜力，达到减污与降碳协同增效的目的。在未来，污水处理则是将能源与资源回收视为实现水务部门碳中和的重要手段，是能量平衡和能量自给。
智慧水务是智慧城市发展的一部分，近年来一直受到政府的扶持。智慧水务通过数采仪、无线网络、水质水压表等在线监测设备整体感知城市供排水系统的运行状态，并采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供排水设施，形成“城市水务物联网”，并可将海量水务信息进行及时分析与处理，并做出相应的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程。智慧水务可通过所获得的数据进行分析判断，结合实际情况生成方案辅助水务管理，协助水务运行更加的科学高效。
为助推“供排污”精细化运作，帮助提高水务精细作业、集中管控、数据透明，Hightopo 搭建了2D 智慧水务可视化解决方案。通过搭载数据采集设备、水质检测传感器、压力传感器、智能水表、流量计等设备，对水务信息进行实时动态采集，重点关注各水厂、水量、泵站的压力、流量、转速等关键性指标。主页场景汇总各水库、水厂、泵站定位信息，用户可点击对应区域进行详细查看。
界面摒弃了以往传统的地图模式，采用更加简洁的六边形色块拼接出湖泊水库等地形，河流分支则运用更加简化的线条予以展现，再选用不同颜色标明泵站、自来水厂、污水处理厂、非饮用水、饮用水水源及水源保护区域位置。如此设计更容易突出业务内容，让管理达到事半功倍的效果。
根据各地水务管理需求，通过对区域用水走势、供水量、水费总收益等层面信息的综合采集展示，准确获取各地区人口、水厂、水库、泵站的动态情况，对应生成可视化图表，清晰简明提高办公效率。支持基于时间、空间、质量等多维度监测管网漏损、水质超标或设备仪表超越阈值上限等类型事件，异常情况将自动触发告警装置，及时上报运维人员，辅助用户科学研判。在一定程度上降低设备故障损失和管网漏损率，避免了故障导致上下游设备而出现连锁事故，时刻保障用水安全生产。
可视化数据监管构建了涵盖生产、运营、财务、民生等综合信息，打破以往单一规划的管理形式，摆脱从前各自为政时代碎片化、补丁式信息化建设，提供综合分析辅助管理决策。
工艺组态仿真界面，支持“一张图”式远程集中监控厂区作业，点选对应厂区，呈现净水车间、清水池、加药间、送水泵房、出厂水等工艺段设备的实时运转状态。应用 2D 渲染模型，可将泥阀、液池、阀门等设备、管线及其他生产相关的构筑物进行直观呈现，并在对应区域叠加关键仪表读数，选用不同颜色区分各管线运作内容。为保证水池液位水量充足且不溢出，系统可根据监控到的水厂水池液位，联动遥控泵阀的启停和水泵站运行频率，实现自动控泵和恒压供水。
针对关键路径系统进行巡查管护，精确覆盖重点区域目标，确保全厂设备、流程、工艺整体稳定运行，让水处理在质量、决策、效率方面取得显著提升。提供历史数据回溯查询，对特定时间段某一件事进行追溯和轨迹追踪，为用户提供直观的视频图像和视图控制，如同身临其境查看现场情况。
1推进数据资源整合，建设全面共享水利数据仓2提升应用支撑能力，打造统一数字化工作平台
3开展流程优化再造，构建六大类核心业务应用
4构建标准规范体系，建立数字化转型工作机制
智慧水务充分利用物联网、自动控制等技术，实现对水利信息资源进行全面准确的实时监测预警，其基本的架构分为展示层、应用层、系统层、网络层、感知层。
随着物联网技术发展不断进步、NB模块成本不断下降、云技术与大数据的发展不断推进，当下水务领域出现了各种远程抄表的“新物种”，物联网与云计算正在迅速改造传统水务行业。
中国电信成都分公司携手天翼物联产业联盟于6月8日在中国西部信息中心举办了“水·网·云”天翼物联智慧水务研讨会。此间，新都水务的智慧水务崭新尝试浮出水面。
此外，为了快速打造智慧水务运营服务新模式，进一步拓展水务产业链的合作，全面助力智慧水务的建设，由水司、中国电信和无锡聚为科技有限公司共同签订“互联网”+智慧水务云服务系统战略合作协议。
传统水务行业的头疼之处
虽然各种智慧抄表应用的硬件开始逐渐出现在家庭用户中，但其实当下的水务行业从业者并没有轻松很多，这又是什么原因呢？
因为当下水务系统的信息化程度普遍过低，一个水务公司往往有几十套系统，系统之间数据形成孤岛，连数据调用都十分困难更不用提“数据的二次利用”了。
无锡聚为科技有限公司副总经理常峰涛与昆山市自来水集团有限公司信息中心薛颖均表示，当下水务公司大多处于“粗放式”的管理模式，诸如管网监测等还依靠传统的模式。
薛颖说：“昆山自来水的信息化很大程度上是客户倒逼的成果，譬如微信、支付宝支付水费、譬如电子账单等功能。”
虎哥了解到，并不是水务公司不愿意做信息化更好为客户服务，而是出于以下多种原因，让水务公司难以进行信息化改造。
1
水务系统过于复杂
水务系统是个相当复杂的系统，从源头到端都可以包括在内，更不用提“智慧水务”了。建设部城市水资源中心所长、中国城镇供水排水协会秘书处副主任周长青先生表示：智慧水务是一个庞大的系统，系统内又可以分众多子系统。现在没有企业能够完全打造出“智慧水务”，只是针对某些细分领域在做，目前来看智慧水务没有龙头企业。
正是因为系统过于复杂，所以水务同样需要复合型人才。但是目前来看，县级水务公司很难留住一个IT人员，所以在运维管理方面水务公司的信息化程度也就相对较低。
2
信息平台并未打通
虽然很多水务公司都在进行信息化的建设，但是由于各个系统之间信息化建设时间不同、厂商不同、标准不同等问题。所以数据很难实现跨系统之间的调用分析，更不用提跨公司统一管理或者监控了。
华北水利水电大学、城市水务研究院侯煜堃博士介绍：“就拿一个很简单的例子‘管网漏损’监测来说，水务公司要监测到漏损，需要调用的有GIS数据、区域流量数据、营收数据、客服系统数据、巡检系统数据。但这些数据根本没办法实现统一分析，所以当下对于漏损情况，只能采取原始的‘换管，换表’等成本高、效率低的补救措施。”
3
投入成本高昂
如果选择靠谱的方案提供商，为水务公司建立整体的信息化系统的话，成本会有多少呢？常峰涛认为，单就软件平台的投入就需要300到500万左右，这还不算其他的硬件等方面的投入。
这对于水务公司来说，改造成本还是过于高昂，更不用提用户不到5万的县级水务公司了。
4
后期运维困难
即便是水务公司建立起自己的信息化系统，后期的运营保障谁来负责？水务公司核心业在“治水”而不是IT运维，更不懂大数据、云计算等技术。
更多的水务公司，往往是5-7人管理着30多套系统，还要负责公司的新风系统、机房系统等维护，本身已经焦头烂额，进行数据的精细化运营更是不现实。
5
行业缺乏标准
由于每个企业的技术不同、标准不同，带来的另一个问题就是“行业标准”的缺失。
周长青认为：“水务行业缺乏一个统领性权威性的标准，协会标准只要是协会都可以制定，但权威性显然就不如建设部。但现在来看协会关于水务的标准都相对缺失，都是每个企业自己在用自己的标准，长期来看不太适合行业发展。”
6
信息安全性保障差
水务公司记录着本地每户居民的“居住位置、身份信息、消费数据”等敏感信息，而当下水务系统对于数据安全性的保障方面。
一家自来水公司的信息中心主任郭建飞说：“现在想想还是很可怕的，我们用户的用水等30多万数据在服务器中，公司员工只要有权限就能下载。如果信息安全保障的不到位，那么问题无疑很严峻。”
SaaS平台解决水务公司信息化改造
为了快速打造智慧水务运营服务新模式，进一步拓展水务产业链的合作，全面助力智慧水务的建设，由水司、中国电信和无锡聚为科技有限公司共同签订“互联网”+智慧水务云服务系统战略合作协议，打造“水网云”的一站式智慧水务应用服务平台。
借用中国电信天翼云物联平台（无线网、NB网络、光纤网络），未来的中小水务公司可以实现像SaaS平台一样，通过购买服务的方式实现信息化改造。
也就是说，原本水务公司需要花费百万进行信息化改造，未来可以实现按年缴费（譬如每年10万）即可享受智慧水务方面的服务。
具有这些特点：网络接入形式多样、托管模式成本低、广泛适应多厂商设备多协议、安全保障级别高、无需运营维护……通过一站式的水务云服务，水务公司可以实现以较低的成本享受远程抄表、手机设备巡检，DMA漏水监测，水质在线监测等众多功能。
同时水务公司将不用担心维护问题，四川电信将为水务公司提供维护服务，而水务公司可以专注于核心业务为用户提供更优质的服务。
在研讨会上，虎哥了解到这套水务云服务系统最初是聚为想和BAT互联网巨头中的一家共同打造的，结果谈了半年并没有实践，最后发现电信才是最合适的选择。
“因为他们的服务没办法做到覆盖到每个乡镇，但是电信可以，电信能把服务覆盖到每个水务公司。”无锡聚为科技有限公司副总经理常峰涛说。当然除此之外，虎哥认为电信作为运营商，安全性的保障也是水务公司需要考虑的因素之一。
电信搭建智慧水务基础设施
在这背后，则是四川电信在网络建设、物联网搭建、产业推进等多个方面进行努力的结果。
物联网方面，作为首批7个NB-IoT试验省份，自2016年12月以来，中国电信四川公司重耕800MLTE网络，累计投入上亿元打造物联专网。2016年12月10日，成都800M专网率先开始实施，各市州也陆续进行网络改造。
2017年5月，中国电信率先建成全球覆盖最广的新一代商用物联网NB-IoT网络，全国NB-IoT基站总量33万，开通率达97%，其中四川基站总量24万，开通率达100%。具备低功耗、海量连接、深度覆盖等多项优点的NB-IoT物联网应用正全面走向市场。
借助NB-IoT网络的优质覆盖，中国电信四川公司积极布局全省物联网，聚焦智慧城市公共设施服务和行业垂直领域，重点在智能气表、智能水表、智能井盖、土壤检测、智能安防、水质监测、智能停车等领域成功开展多场NB-IoT外场试验。在智能抄表领域，我们在成都市新都区、天府新区，已经开展智能燃气、智能水务试点，现在数千台NB水表、燃气表已投入使用。
产业推动方面，2017年9月中国电信四川公司联合华为、中兴、四川长虹、四川九洲等10余家副理事长单位，并依托电子科大、西南交大的专业技术支持，共同成立具有四川特色的四川天翼物联产业联盟。
另外值得一提的是，为了推动四川物联网产业发展，四川电信打算在资金方面增加支持力度。中国电信四川公司政企客户部总经理杨斌介绍，天翼物联产业联盟打算成立基金，为川内从事物联网的企业提供资金支持，而目前针对四川的基金规模大致是10亿。
同时，中国电信四川公司和九洲集团、五粮液等公司成立物联网联合实验室，将物联网业务发展与本土企业的产业链相结合，构建产、学、研一体的物联网生态圈。帮助物联网企业在推广产品前进行场景化的试用，从而完成试错过程。
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