智慧水务

7智慧水务应用领域
8智慧水务市场规模

智慧水务是什么

智慧水务是智慧城市建设的重要组成部分。2015年住建部发布的《关于公布国家智慧城市2014年度试点名单的通知》中明确，智慧水务是智慧城市建设的9项专线建设内容之一。

智慧水务通过数据采集设备、网络传输设备、水质水压相关监测仪表等在线监测设备采集水务设施运行数据，将数据通过局域网、互联网上传至数据中心，通过可视化的方式展示城市水务运行状态，并通过上传数据将水务管理部门的行政管理方式和基础设施关联在一起，形成“城市水务物联网”，同时运用高新技术将海量水务数据进行分析与处理，以实现信息智能化识别、监控、定位、跟踪、预测、管理、计算、模拟等，并根据数据运算结果对于问题的处理提供辅助决策建议，以实现水务系统管理整个流程的精细化和动态化，从而达到“智慧”的状态。

智慧水务的本质是水务行业信息化的结果，是根据各个城市或区域的水务系统特点，以精细、动态、灵活、高效的方式对城市水务系统进行规划，依托信息化技术、体制改革和机制创新，整合水务环境、交通、市容绿化、气象水文等涉水领域的信息，打造以数据为中心的智慧水务平台，从而实现水务领域与其他领域的行业协调管理，并最终为公众提供便捷化的服务。

注：一般指的水务行业是市政水务，包括供水(也就是自来水行业)、排水(污水处理行业)、原水(即水源地到自来水厂的过程)三大块，当然也可以泛指一些水库、调水等水利行业。

智慧水务的特征

智慧水务的特征主要体现在数据采集、数据共享、智能融合、智慧应用四个层面。

(1)数据采集

通过智能终端设备采集水及水务设施的运行状态，包括水质、压力、流量、运行状态、运行参数、故障状态等，并将采集的数据形成数字化，上传至云端，实现“一网知全局”。

(2) 数据共享

智慧水务建设的核心是数据中心，也就是己数据为中心连接各个业务系统，实现业务数据的交互共享，通过数据的标准化和规范化，来提升数据质量，并制定数据交换和共享的规则，最终通过数据清洗、数据合并、数据挖掘、数据标准、安全脱敏、多维关联等数据治理操作后形成企业数据资产，成为企业管理决策分析的数据依据。通过数据中心的数据共享，达到各应用产生的数据是标准的、一致的、完整的，从而可以顺利实现系统集成和数据共享，为数据后续的深入挖掘产生价值提供可能性。

(3) 智能融合

通过创建智慧水务应用平台，简化管理，优化流程，实现智慧水务各个业务子系统的互联互通，实现应用层与数据层、应用层内各系统的智能融合，解决定制化软件的信息包袱，以更灵活的方式适应业务需求变化。

(4) 智慧应用

应用是平台的关键。水务的组织管理体系和业务流程需要根据社会的发展不断变化，而变化后很多应用因为无法满足需求变化而遭到弃用，造成资源浪费。采用“轻应用”架构技术可以相对灵活地解决业务需求变化产生的问题，将各类应用系统作为“轻应用”部署在智慧水务平台，实现系统解藕，可以帮助业务子系统实现快速升级部署^[1]。

智慧水务运用的核心技术

(1)独立计量区域(DMA)分区管理：DMA分区技术是指在供水系统中，通过关闭闸门、安装流量计，切割分离出虚拟或实际的独立区域，计量装置会监测该区域流入或流出的水量等各项指标，并借助物联网进行实时数据传输或异常警报。这一技术能快速确定泄漏水平、漏损类别和漏损定位，是优化供水管理，控制城市水管网漏损的有效方法之一。

(2)窄带物联网(NB-IoT)：NB-loT构建于蜂窝网络，是专为物联网设计的、消耗带宽仅180KHz左右的窄带射频技术，用于支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据链接，具备高覆盖、低模块成本、低功耗、广链接等特点，可以直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，在智能抄表、智能家居、智能城市等领域拥有广泛的应用场景。

(3)全球定位系统(GPS)：GPS基于定位人造卫星，利用无线电传输，在全球范围内提供全方位、全天候、高精度的三维位置、三维速度等定位、导航信息，包含地面控制部分、空间部分和用户装置部分三个构成成分。

(4)遥感(RS)：RS是指运用传感器探测远距离、非接触目标辐射、反射或散射的电磁波信息，并进行加工、识别、分析和应用，广义的遥感技术在电磁波以外，还会探测力场、声波等机械波等信息。

(5)大数据分析技术：大数据分析技术是指运用可视化分析、预测性分析、数据质量与数据管理、数据仓库等技术对规模庞大的增量或存量数据进行采集、预处理、统计分析，以获得重要的实时信息，衡量关键运营指标，提高经营活动的管理水平和效率。

(6)地理信息系统(GIS)GIS基于计算机，集合地图学、地理分析和一般数据库操作，能够对地球表层(包括大气层和较浅的地表下空间)中全部或部分地理空间信息进行采集、储存、分析处理和显示，对数字地球和数字城市的发展有重要意义。

智慧水务体系的基本架构

智慧水务从体系上可以分为社会工程和技术工程两个部分，其中技术工程部分又可以分为应用层和基础资源层两个层面

(一)智慧水务社会工程部分

信息技术是为应用服务的。从某种程度上来说，技术仅仅是应用的一种工具，如何用好这个工具就成了一个十分重要的命题，而这个使用工具的关键因素就是“人”。因此，智慧水务中所有非技术性的并同“人”这个因素相关的内容均归入了社会工程这个部分

(二)智慧水务技术工程部分

智慧水务技术工程部分可分为可见的应用层(智慧水务中最直接的可视化成果，也是直接与使用者接触交互的部分)和不可见的基础资源层(基础资源层所耗费的物力财力和时间都是最大的，是真正的基础和奠基石)两层。

(1)应用层：应用层主要表现为各种软件应用系统，根据这些软件应用系统的用途可以划分为三大平台。

①智慧生产经营平台，其代表系统为水厂SACAD综合管理系统、GIS综合调度系统、二次供水系统、计量漏损智慧管理系统、综合营帐系统等，主要是为水务企业生产、营销、运营等业务管理服务的；

②智慧服务平台，其代表系统为包含了移动互联网交互服务的大客服热线系统，主要是作为水务企业对外对内服务的交互窗口；

③智慧管控平台：其代表系统为企业信息门户、协同办公系统、ERP系统、BI系统等，主要是为水务企业内部管控服务的。

(2)基础资源层

基础资源层可以分为数据资源、信息编码和主数据管理系统的建设、数据仓库的建设、基础设施资源的建设、标准制定和安全建设等方面。

①数据源的建设。

数据源是数据资源的基础，也是工作量最大的一部分。在水务企业中，一般数据源会来自传感器数据源、生产过程数据源、系统过程数据源、人工数据源等四个方面，要使数据源做到准确、完整和统一，应对这四个来源采取一定的处理措施。针对传感器数据源应采取制定统一的传输协议和建立统一的数据采集平台来对各个不同规格类型的传感器数据进行统一规格传输和采集。

②信息编码和主数据管理系统的建设。

信息编码和主数据管理系统的建设最终的目标是形成一套有效的信息分类以及编码管理体系，并通过主数据管理与其他应用系统将编码管理体系规范和固化。

③数据仓库的建设。

数据仓库的建设目标是建设水务企业集团级的数据存储存储规范、高效利用的数据仓库系统，满足决策层对业务健康、管理分析和决策支持的应用。

④基础设施资源的建设。

基础设施资源是信息系统运行所需要的支撑环境。它主要包含机房设备、服务器、网络设备、网络链路和虚拟化平台等构件。其目的是构建智能化、集中化和虚拟化的新一代基础设施、提供高效和稳定的基础设施服务。

⑤标准的建设。

标准是整个基础资源层的准绳。在标准化的过程中首先应该根据自身实际在水务企业内部建立起一个科学分类、有序组织、层次分明的信息化标准体系，将信息化标准科学有序地、分层次的组织起来。为信息技术及应用的整体开发和信息资源的共享提供基础型的前提和保证。比如通用基础标准、信息网络标准、信息应用标准等。在条件允许的情况下还应和相关高级标准进行有机的结合。

⑥信息安全的建设。

信息安全不仅仅是包括外部的黑客等入侵威胁，它还包括数据存储的安全性、系统稳定的安全性、人员管理的安全性等各个方面^[2]。

智慧水务企业

中国智慧水务行业的公司分为三种类型

(1)以硬件产品为核心的公司：主要提供仪器仪表、供水设备、排水设备、检测设备等水务信息化相关的硬件产品，代表公司有新天科技、威派格；

(2)以软件产品为核心的公司：提高水务信息化软件系统等专业领域软件，通过自主研发的智慧水务系统搭配智能终端为水务企业提供综合化的水务信息化服务，代表公司有和达科技、三高股份；

(3)新入局的大型IT公司，以自身拥有的云平台和大数据分析等技术为核心竞争力，代表公司有华为、腾讯和阿里等

智慧水务公司

新天科技：新天科技股份有限公司，2000年成立，2011年8月在深交所上市，新天产品有智慧能源、智能表两大类，智慧能源包含智慧水务、智慧节水、智慧农业与水利、智慧热力、智慧燃气；智能表包含智能水表、热力表、智慧燃气表、智能电表及系统和软件。公司自主研发生产的智能水表、热量表、燃气表、电能表四大系列产品畅销全国三十多个省市自治区并出口国外。

宝信软件：上海宝信软件股份有限公司，公司于2000年成立，2001年4月上市。宝信软件立足于轨道交通、智慧交通、智慧建筑、智慧水务等优势业务领域，进而探索形成智慧城市整体解决方案，这为公司带来巨大发展机遇。

聚光科技：聚光科技(杭州)股份有限公司，公司于2002年成立，是一家以高端仪器装备产品技术为核心的高科技平台型企业。公司业务涵盖智慧工业、智慧环境、智慧实验室、生命科学与诊断等领域，为环境、水利水务、应急安全、冶金、石化、化工、水泥、半导体、材料、能源、地矿、食药、疾控、生命科学等众多行业客户提供分析仪器、试剂耗材、信息化软件、运维检测服务、咨询服务等创新产品组合与解决方案。

创意信息：创意信息技术股份有限公司，公司于1996年成立，是大数据产品及综合解决方案提供商，公司目前有应急管理环节有智慧水务的相关解决方案，针对河流、河道及河情实时的监测和预警。

江南水务：江苏江南水务股份有限公司，公司于2003年成立，前身是1966年成立的江阴市自来水厂。主要经营自来水制售、排水及相关水处理业务、供水工程设计及技术咨询、水质检测、水表计量检测及对公用基础设施行业进行投资等业务，注册资本9.3521亿元，是一家国有控股上市企业。

智慧水务企业特征

(1) 公众认知度低。目前国内涉及该领域的企业较少，仍然处于蓝海，前景广阔，多数智慧水务企业都是基于传统水务企业业务方向进行升级优化，行业处于生命周期的起步阶段，企业规模都偏小，市场缺口依然巨大，公众对于智慧水务认知处于萌芽阶段，因此对于智慧水务发展具有一定阻碍作用。

(2) 知识密集。智慧水务产品设计需要高精尖技术型人才对其进行开发设计；需要对企业或者其他用户的行为进行深入分析要求企业具有相关方案解决专家或熟知专业知识技能人员；智慧水务产品需求快速的增加需要具有相关知识能力的人进行快速推销，这些人员都必须是具有深厚知识技能主要包含专业人才及通用人才，这样才能更好开发企业产品促进智慧水务企业的发展。

(3) 精准化、智能化。智慧水务管理强调整体的精准化，随着信息技术的发展，传感器或者运营维护系统得到不断的完善，企业可以提供各个环节应有的精准化产品，但是企业目前难以做到完全化智能化水务管理，这也间接的促进了水务产业链中各环节智能化产品的成形与发展。

(4)高风险、高回报。智慧水务企业的存在主要是由于智慧水务存在，智慧水务目前处于起步发展阶段按照市场前景可以推测出前景巨大，但是能否得到持续性发展仍然需要观测，因此具有高风险性；如果成功会带来更高效的收益^[3]。

智慧水务发展历程

中国智慧水务发展大体可分为三个阶段。水务1.0阶段以自动化控制为核心，着眼于工艺优化以及生产效率的提升；水务2.0阶段以企业信息化为核心，更多地在企业资源管理、移动应用、算法应用方面进行突破；水务3.0阶段则是大数据、人工智能、区块链的系统融合。我国共有660多个城市，2500多个县城和30000多个行政建制镇，每个城镇都拥有给排水系统，目前大部分水司都处在由信息化2.0向智慧水务3.0方向拓展的阶段

智慧水务应用领域

智慧水务应用前景非常广泛。它可以通过智慧化平台管理提升水司的应急响应能力，包括对管网的抢修、水质的安全监测等；可以通过建模更精确的细化计算供水管网压力，实现高峰期管网调度和不同小区的错峰供水；可以通过对资产全生命周期的管理实现节能降耗、降低维护费用目的；可以通过各种数据监测、分析制定相关预案及决策；还可以通过智慧平台管理准确评估水务管理工作的现状，帮助水务管理单位明晰自己的管理问题及降低产销差等。通过智慧水务的建设可最终实现低碳水务、安全水务、民生水务、效益水务等建设的总体要求