1、智慧水務(wù)國內(nèi)外發(fā)展歷程及現(xiàn)狀分析一、國內(nèi)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀分析1、政策國家或行業(yè)層面都明確提出了對城市供水企業(yè)在自動化、的建設(shè) 和應(yīng)用要求 , 努力實(shí)現(xiàn) “以信息化帶動工業(yè)化信息化”的技術(shù) 進(jìn)步發(fā)展目標(biāo)。信息化技術(shù) , 以工業(yè)化促進(jìn)(1) 國家對水務(wù)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的要求: 國家住建部、發(fā)改委 2012年5 月印發(fā)的 全國城鎮(zhèn)供水設(shè)施改造與建設(shè)“十二五”規(guī)劃及 2020年遠(yuǎn)景目標(biāo) 提出 : 依 靠科技 , 提升水平。 加大科技對城鎮(zhèn)供水發(fā)展的支撐力度 , 增強(qiáng)科技創(chuàng)新能力,推進(jìn)生產(chǎn)運(yùn)行自動化、 業(yè)務(wù)管理信息化,提升城鎮(zhèn)供水行業(yè)的現(xiàn)代化水平。(2) 住房城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳關(guān)于開展國家智慧城市試點(diǎn)工作的通知

2、建辦科 201242 號提出:建設(shè)智慧城市是貫徹黨中央、 國務(wù)院關(guān)于創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、推動新型城鎮(zhèn)化、全面建成小康社會的重要舉措。各地要高度重視 , 抓住機(jī)遇 ,通過積極開展智慧城市建設(shè) , 提升城市管理能力和服務(wù)水平, 促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。 (3) 國務(wù)院印發(fā)國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014-2020 年 ) 智慧城市建設(shè)方向 第 3 條 : 發(fā)展智能水務(wù) , 構(gòu)建覆蓋供水全過程、保障供水質(zhì)量安全的智能供排水 和污水處理系統(tǒng)。 發(fā)展智能管網(wǎng) , 實(shí)現(xiàn)城市地下空間、 地下管網(wǎng)的信息化管理和 運(yùn)行監(jiān)控智能化。(4) 國家發(fā)改委、 住建部等八部委印發(fā) 關(guān)于促進(jìn)智慧城市健康發(fā)展的指導(dǎo)意 見發(fā)改高技 20141

3、770 號 : 智慧城市是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、空間 地理信息集成等新一代信息技術(shù) , 促進(jìn)城市規(guī)劃、建設(shè)、 管理和服務(wù)智慧化的新 理念和新模式。 建設(shè)智慧城市 , 對加快工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融 合 , 提升城市可持續(xù)發(fā)展能力具有重要意義。(5) 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)運(yùn)行、維護(hù)及安全技術(shù)規(guī)程(CJJ207-2013) 提 出要求 : 有條件的供水單位應(yīng)開展管網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度工作 , 在保證城鎮(zhèn)供水服務(wù)質(zhì)量 的前提下 , 應(yīng)降低供水能耗。明確優(yōu)化調(diào)度工作應(yīng)包括 : 建立水量預(yù)測系統(tǒng) ; 建立調(diào)度指令系統(tǒng) ; 建立管網(wǎng)數(shù)學(xué)模型 ;建立調(diào)度預(yù)案庫 ;建立調(diào)度輔助決策系統(tǒng)。2、行業(yè)階段歷

4、程國內(nèi)大部分水務(wù)公司信息化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從早期無紙化辦公、局域網(wǎng)、 OA 辦公系統(tǒng)建設(shè)到后期信息化技術(shù)在運(yùn)營管理業(yè)務(wù)應(yīng)用的跨越。水系統(tǒng)信息化 主要?dú)w納成四個階段歷程。第一階段 : 水系統(tǒng)信息化的基礎(chǔ)建設(shè), 包括 : 基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建, 數(shù)字化信息系統(tǒng)建設(shè)如 :SCADA 監(jiān)測系統(tǒng)、營收系統(tǒng)等;第二階段 : 完善信息化數(shù)據(jù)建設(shè),建立 GIS地理信息系統(tǒng)、以 GIS為基礎(chǔ)完善管網(wǎng)資產(chǎn)管理系統(tǒng)、完善SCADA 在線監(jiān)測系統(tǒng)等;第三階段 : 實(shí)現(xiàn)信息化業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)模塊 , 基于精準(zhǔn)的管網(wǎng)資產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)分區(qū)計(jì) 量管理、 基于 GIS 地理信息系統(tǒng)建立移動化巡查系統(tǒng)、建立離線水力模型及水質(zhì) 模型等應(yīng)用 ;第

5、四階段 : 數(shù)據(jù)融合實(shí)現(xiàn)一體化信息調(diào)度平臺 , 利用物聯(lián)網(wǎng)、實(shí)時水力模型、大 數(shù)據(jù)分析等技術(shù) , 整合各類數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù) , 建立數(shù)據(jù)中心 , 通過各類應(yīng)用算法的 支持實(shí)現(xiàn)智慧決策的實(shí)時綜合調(diào)度平臺。3、行業(yè)難點(diǎn)中國近幾年發(fā)展起來物聯(lián)網(wǎng) , 互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)背后是海量數(shù)據(jù)的支持與發(fā)展。 然而 , 這些產(chǎn)業(yè)在水務(wù)行業(yè)的應(yīng)用及對企業(yè)管理模式的影響速度卻沒有這些技術(shù) 本身發(fā)展的那么快速 , 甚至 , 還存在著一定的距離。比如 : 數(shù)據(jù)應(yīng)用前的基礎(chǔ)構(gòu) 建不完善導(dǎo)致的數(shù)據(jù)質(zhì)量不高、 各模塊之間數(shù)據(jù)沒有形成互聯(lián)互通 , 同時 , 行業(yè) 對物聯(lián)網(wǎng) , 互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)應(yīng)用帶來的企業(yè)管理模式這種理念的轉(zhuǎn)變還存在不一致

6、的看法等。(1) 數(shù)據(jù)不完善問題: 數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)、不及時, 會限制系統(tǒng)的應(yīng)用, 包括對數(shù)據(jù) 分析以及通過數(shù)據(jù)分析提供的決策。國內(nèi)大部分水務(wù)企業(yè)的技術(shù)水平處于上述的第二階段或者第三階段 ,具備了地理信息系統(tǒng)以及水力模型等信息化工具, 但仍 然有許多水務(wù)企業(yè)信息化的基礎(chǔ)建設(shè)還處于第一階段, 甚至還在為地理信息系統(tǒng)(GIS )數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性做努力。處于第一階段的水務(wù)公司如果要實(shí)現(xiàn)智慧水務(wù), 至少需要完善地理信息系統(tǒng), 完善管網(wǎng)資產(chǎn)數(shù)據(jù) ,建立 SCADA 監(jiān)測系統(tǒng) , 只有基 于 SCADA 監(jiān)測系統(tǒng) ,地理信息系統(tǒng)、管網(wǎng)資產(chǎn)數(shù)據(jù)才能建立精準(zhǔn)的水力模型 ,才 能跨越到第二、三階段的平臺。沒有這樣完善、準(zhǔn)

7、確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)想要實(shí)現(xiàn)智慧水系統(tǒng)是不現(xiàn)實(shí)的。(2) 數(shù)據(jù)孤島問題 : 從當(dāng)前國內(nèi)水務(wù)行業(yè)的普遍問題看 , 雖然一些水司建立了 各類模塊 , 但是數(shù)據(jù)是孤立的 , 沒有實(shí)現(xiàn)資源共享。 實(shí)現(xiàn)智慧水系統(tǒng)主要的瓶頸 在于信息“孤島”的整合 , 信息互聯(lián)互通欠佳 ,限制、阻礙了更高層次的智慧應(yīng) 用。國內(nèi)大部分水司具備了幾個模塊數(shù)據(jù)源 , 例如 :SCADA 系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng) GIS 、管維系統(tǒng)、 水力模型等等 , 但是卻無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時調(diào)度、 事故預(yù)警等效果 , 其原因是因?yàn)閿?shù)據(jù)并未實(shí)現(xiàn)有效的整合 , 即使有 “數(shù)據(jù)中心” 也只是將各類源的數(shù)據(jù)從一個模塊 “機(jī)械” 地拷貝或?qū)氲搅硪粋€模塊數(shù)據(jù)庫中 , 當(dāng)歷

8、史數(shù)據(jù)過于 龐大時 , 就會導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行緩慢、 數(shù)據(jù)丟失等各類問題。因此 , 要想最終實(shí)現(xiàn) “智 慧” 的效果 , 首先要利用高效的數(shù)據(jù)管理軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一、 分類、 分層管理 ; 其次 , 要重視算法研究的應(yīng)用 , 即針對各類生產(chǎn)運(yùn)營產(chǎn)生的實(shí)際問題 ( 如爆管預(yù) 警、漏損控制、水量預(yù)測等 ) 通過數(shù)據(jù)分析研究精準(zhǔn)有效的算法 , 為水系統(tǒng)平臺 提供有效的決策依據(jù)。(3) 智慧水務(wù)認(rèn)知問題 : 智慧水務(wù)推行的最終目的之一是實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理架構(gòu)與 管理模式的調(diào)整。 智慧水系統(tǒng)平臺之所以可以實(shí)現(xiàn)“智慧”的效果 , 并不僅僅因 為它投入了傳感器等監(jiān)測硬件 , 或者建立了龐大的軟件整合平臺 , 它的智慧是

9、在 建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心前提下 , 通過對海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時分析與處理, 從而獲 得解決業(yè)務(wù)問題的應(yīng)用算法 , 將這些算法集成到軟件平臺上應(yīng)用 , 使數(shù)據(jù)分析結(jié) 果發(fā)揮“大腦”的作用 , 起到預(yù)警、預(yù)測等效果 , 實(shí)現(xiàn)更加精細(xì)和動態(tài)的管理方 式以支持水系統(tǒng)的整個生產(chǎn)、管理和服務(wù)流程。4、解決途徑智慧水系統(tǒng)絕不是買軟件或硬件可以實(shí)現(xiàn),而是要解決“ know- how ”的問題。智慧水系統(tǒng)平臺建設(shè)的組成包括硬件設(shè)備公司(提供智能水表 , 傳感器等 ), 軟 件公司 ( 提供數(shù)據(jù)庫軟件 ) , 還有提供系統(tǒng)全套產(chǎn)品的公司 , 及科技互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。 (1) 數(shù)據(jù)庫軟件產(chǎn)品的選擇 : 借助于高效的數(shù)據(jù)庫軟

10、件實(shí)現(xiàn)對各信息系統(tǒng) ( 不 同時期、不同模塊 ) 的整合與集成 ,實(shí)現(xiàn)對各信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)、信息的抽取和調(diào)用,從而形成一個統(tǒng)一的信息共享平臺。一個企業(yè)如果通過信息化手段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、功能的靈活應(yīng)用 , 也就可以解決因管理職能劃分導(dǎo)致的業(yè)務(wù)不統(tǒng)一管理問題。根據(jù)調(diào)研, 目前國內(nèi)外實(shí)時數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品比較多, 如國外的有OSISoft公司的PI系統(tǒng)、GE公司的IHistory系統(tǒng)、施耐德的InSQL系統(tǒng)、霍尼韋爾的PHD系統(tǒng) ;國內(nèi)的有三維力控的pSpace、 亞控科技的KingHistorian。 一般對于一個數(shù)據(jù)庫 產(chǎn)品的分析 , 可以從系統(tǒng)架構(gòu)、 數(shù)據(jù)采集、資產(chǎn)框架、數(shù)據(jù)存貯、 數(shù)據(jù)管理與查 詢、數(shù)據(jù)展示

11、、 系統(tǒng)開放性和穩(wěn)定性幾個方面綜合分析。(2) 智能算法研究團(tuán)隊(duì) : 水信息技術(shù)算法在整個系統(tǒng)平臺中發(fā)揮著“大腦”的 智慧作用 , 是實(shí)現(xiàn)智慧水務(wù)不可缺少的一部分內(nèi)容, 在數(shù)字信息化的環(huán)境下 , 企 業(yè)已經(jīng)無法通過購買現(xiàn)有的軟件模塊、或者通過長期依賴于咨詢機(jī)構(gòu)提供的技術(shù) 服務(wù)來維護(hù)技術(shù)的發(fā)展和可持續(xù)的應(yīng)用 , 企業(yè)需要存儲、 利用生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)進(jìn)行 分析 , 使數(shù)據(jù)發(fā)揮作用, 為生產(chǎn)運(yùn)營提供可靠的支持。 企業(yè)要實(shí)現(xiàn)算法 , 可以 通過于高校、咨詢機(jī)構(gòu)合作 , 共同參與研發(fā) , 以此提高企業(yè)自身的技術(shù)水平。 國內(nèi)外陸續(xù)發(fā)展起很多水務(wù)信息化科研機(jī)構(gòu) : 如英國埃克塞特大學(xué)水系統(tǒng)研究中心、西班牙科學(xué)院

12、、 巴塞羅那水研究中心、 清華大學(xué)、 浙江大學(xué)、同濟(jì)大學(xué) 等研究團(tuán)隊(duì)均有針對水務(wù)信息化技術(shù)算法研究的科研團(tuán)隊(duì)。二、國外發(fā)展歷程及現(xiàn)狀分析1、國外水司信息化發(fā)展歷程與國內(nèi)快速發(fā)展的形式相比,國外從經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ降街悄茏钥啬Ｊ降霓D(zhuǎn)變經(jīng)過了一個較長的探索和發(fā)展歷程,國外的水務(wù)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)不是在市場上去尋找智慧系統(tǒng)模塊化或者現(xiàn)成軟件平臺的方向,而更加注重于企業(yè)自身數(shù)據(jù)的采集、分析和應(yīng)用 , 包括對硬件如何實(shí)現(xiàn)優(yōu)化布局、如何采用科學(xué)技術(shù)解決實(shí)際運(yùn)營難題、數(shù)據(jù)應(yīng)用的分析研究等等, 經(jīng)歷了一個從生產(chǎn)到研究、 從研究到應(yīng)用的歷程。 2 、國外技術(shù)現(xiàn)狀大部分國外智慧水系統(tǒng)由兩塊技術(shù)組成即計(jì)算機(jī)輔助(IT )和業(yè)務(wù)技術(shù)

13、支持(OT), 加強(qiáng) IT-OT的融合是國外水司的主要工作, OT是提供水系統(tǒng)的智慧技術(shù), 不僅僅是數(shù)據(jù)的采集, 還需要可視化和分析; 在OT 應(yīng)用方面 , 英國聯(lián)合水務(wù)的業(yè)務(wù)包括了監(jiān)測和報告、事件檢測、 事件預(yù)防、事件診斷、自動應(yīng)急及優(yōu)化等應(yīng)用。國外信息化的發(fā)展應(yīng)用 , 除了在水系統(tǒng)本身 , 還延伸到用戶用水量預(yù)測、 分 析等服務(wù)。 例如歐盟支助的 iWIDGET 智慧水務(wù)項(xiàng)目 , 研究內(nèi)容不僅僅在水系統(tǒng)方 面的技術(shù) , 更在于用戶消耗水量的數(shù)據(jù)分析 ,分析不同類型用水的實(shí)時數(shù)據(jù)、 獲 得為提高水費(fèi)發(fā)票精準(zhǔn)度和靈活性的信息、基于數(shù)據(jù)分析獲取水的消費(fèi)趨勢等。事實(shí)上越來越多發(fā)達(dá)國家對未來水務(wù)提倡一個概念即性理念的水 務(wù)系統(tǒng)。: 建立一個有彈國外的信息化應(yīng)用比國內(nèi)早,尤其是數(shù)據(jù)的深度挖掘與分析,英國部分水司 在早期信息化建設(shè)中就重視生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析及應(yīng)用 , 水力模型的建立也比中國較 早發(fā)展應(yīng)用 , 目前國內(nèi)水司應(yīng)用較多的幾個水力模型軟件如Infoworks、