為全方面掌握水務企業智慧水務建設與應用現狀，探索智慧水務發展方向和趨勢，《給水排水》編輯部針對24家水務企業及科技企業開展調研。受到內部和政策雙重驅動下，水務企業積極推進智慧水務建設，但整體上仍處于信息化邁向數字化階段，當前智慧水務還存在著需求與數字化應用匹配性仍需提升、系統集成與數據共享難度大、設施數據準確性欠佳、運營保障機制有待優化、人才隊伍短缺等問題待解決。
本文觀點根據抽樣調研整理而成，在此對參與調研的企業一并致謝！如對結論持有不同觀點，歡迎與編輯部一起討論！
城市水務系統主要由供水系統、排水系統和水環境三部分組成，是城市高質量發展和提升城鄉建設管理水平的重要環節。智慧水務是智慧城市的重要組成部分，其是一項復雜的系統工程，目前業內對智慧水務的認知并不統一，究其目的，是為了充分挖掘和利用數據價值，實現水務各業務場景下的數據智能化控制、智慧化決策與管理。
智慧水務建設是運用物聯網、云計算、大數據、空間地理信息集成等新一代信息技術，實時感知城鎮水務系統的運行狀態，通過數據分析對水務信息進行及時處理，提供輔助決策支持，形成融合智能感知、智能仿真、智能診斷、智能預警、智能調度、智能處置、智能控制和智能服務的全方位水務系統，從而實現水務系統全流程的科學化、精細化、智能化運行管理。智慧水務建設不僅可以幫助水務行業創造多種價值，還將對用戶和運營環境帶來深遠影響。
建設智慧水務內在驅動力
對于水務行業本身發展來說，不斷增長的用水需求和運營成本驅使行業使用數字化技術來提高生產效率。根據住房和城鄉建設部《中國城鄉建設統計年鑒》（2022），截至2022年底，我國城市供水綜合生產能力和供水管道長度分別為31510.40萬m³/d和110.30萬km，城市建成區供水管道密度為14.87km/km²，19個國家級城市群供水綜合生產能力和供水管道長度分別為24366.34萬m³/d和83.74萬km，分別占全國總量的77.33%和75.92%。我國城市排水管道長度達到91.35萬km，，建成區排水管道密度為12.34km/km2，城市污水處理廠數量和污水處理能力分別為2894座、21606.10萬m³/d。19個國家級城市群污水處理廠數量、污水處理能力、排水管道長度分別為2064座、17679.2萬m³/d、72.24萬km，分別占全國總量的71.32%、81.83%、79.08%。
圖1 國家級城市群污水處理概況
文獻計量分析
在中國知網數據庫中，以“智慧水務”為關鍵詞，分別對2014~2023年發表（布）的論文和專利進行檢索和統計，結果顯示：智慧水務相關的期刊發文量在近年穩步增加，研究主題從智慧水務的需求、構想和思考逐漸向總體框架、平臺設計、信息化建設等方向發展，2023年發文主題主要集中在供排水一體化建設、城市水環境智慧化建設等。在專利方面，專利最早出現于2014年，之后近幾年呈快速增長趨勢。申請內容主要體現在設備和管理平臺，包括供水設備、預制泵站、清污設備、云平臺、云計算等（見圖2）。
圖2 智慧水務相關論文與專利統計
智慧水務現狀
對24家水務運營企業及智慧水務科技企業進行針對性調研，其中水務運營企業20家，從地域上看，華東、華南、華中、東北分別調研7家、4家、3家、3家，其余區域各1家；從供排水規模上看，10萬m³/d以下4家，10萬~50萬m³/d的9家，萬m³/d以上7家。主要了解當前智慧水務建設與應用現狀、存在主要難點等。內容包括智慧水務頂層規劃、智慧水務建設現狀、智慧水務應用現狀等。
3.1 頂層規劃
依據調研結果可以看到，截至當前，無論水務企業規模小大、區域如何，均在企業“十四五”發展規劃中提出智慧水務建設，并給予較高的地位，當然，被調研者也提出當前階段只能達到或規劃智能化水務、數字化水務。其中，規模較大的水務企業由相對完善的智慧水務相關規劃，同時建設內容相對完善且系統性較強。
3.2 建設歷程
根據被調研水務企業情況，將水務企業智慧化發展歷程分為三階段：
（1）單一業務信息化階段：大部分企業均處于此階段，以自動化控制為重點，著眼于儀表、設備等硬件設施的工藝優化與升級，實現數據采集與機器操控的自動化進程，釋放了勞動力，提升生產效率。
（2）多項業務信息化和門戶集成階段：以信息化建設為重點，相繼搭建企業水務系統和數據庫，實現水務行業的數據采集、信息互通、數字化應用等，初步形成城市水務系統與管理體系的信息化建設。
（3）大數據分析與決策階段：以互聯網、人工智能、物聯網的綜合應用為重點，將智慧化與水務深入融合，對數據進行深度挖掘、分析與處理，加強資源整合與共享，加速水務綜合管理的精細化、動態化、協同化、高效化進程，全面提升水務綜合治理能力。
3.3 系統集成與數據共享
被調研水務企業正在從單一業務單元向多業務系統融合階段邁進，但絕大多數的系統和數據是孤立的，沒有實現互聯互通，也就不能實現共享，限制了更高層次的智慧應用。當前建設較多的系統是營業收費系統、SCADA系統、地理信息系統GIS，約50%水務企業存在的數據中心只是將各分系統的數據從一個模塊“機械”地拷貝或導入到另一個模塊數據庫中，當歷史數據過于龐大時，就會導致系統運行緩慢、數據丟失等各類問題。
3.4 建設策略
在智慧水務建設過程中，針對建設較早的原有存量系統繼續使用問題進行調研，根據被調研企業情況，可將智慧水務建建設策略分為：
（1）整合原有平臺系統，重建系統性更強的一體化平臺：以廣州自來水公司為例，通過“1+27”（一個平臺，27個域）的建設，覆蓋供水全流程，實現“源、廠、站、網、端”的全流程智慧化管理。
（2）分步有序補全智慧水務平臺建設：以深圳水務集團為例，形成了從頂層設計到項目實施全流程建設方法，保障了智慧水務規劃完整、架構先進、基礎牢固、切合業務的需求。
（3）持續推進補充完善業務平臺：以山東公用水務集團為例，現有智慧水務平臺建設框架為“集團→水務公司→水廠”三級管理模式，已建有SCADA系統、在線監測系統等基礎平臺等，其智慧水務規劃需要從一線水廠的需求端出發，不斷完善水廠在生產運營等方面的單獨業務單元。
3.5 應用情況
根據調研結果可以看到，盡管很多水務企業已經建設了較為超前的業務系統，但卻很難應用起來，一方面是實際操作人員應用原有系統駕輕就熟，意愿上并不支持信息系統辦公；另一方面智慧水務平臺建設源于各種目的，比如樹立行業/區域標桿，但背后的數據并不能實現聯通，應用困難。那么如何才能使智慧水務平臺既建設好又能應用好呢？根據調研結果可以看到：
（1）操作層不能有太大阻力。所有布設的自動化設施應以操作友好、便于使用為原則，使一線操作工人對于智慧化建設不排斥。
（2）管理層能出成績。建設的自動化設施和信息化系統能夠實實在在的實現降本增效等效果。
（3）決策層能出政績。當前很多水工業場景屬于公共事業，智慧水務建設能夠體現水務企業的社會責任擔當。
調研結果分析
本次調研同時參考了《城鎮水務行業智慧水務調研分析報告》結果，與其存在部分異同：
（1）對于水務企業信息建設關注程度基本一致，在水務企業的調研中，供水企業更關注于營業收費系統、客戶服務系統等，而污水處理企業更關注廠內自動化系統、水質監測系統。同時水務企業對GIS系統等基礎設施的建設和系統集成也提升至更關注的層次。
（2）對于系統和數據集成有所差異，依據水務企業智慧水務發展規律，進行應用系統和數據集成且實現主題分析的企業比例已經有較大提升。調研結果表明未實現系統和數據集成的企業較少，但能夠實現部分系統和數據集成但未能實現主題業務分析的企業占比最高，能夠達到50%，而當前還沒有任何企業能夠實現所有應用系統和數據集成并能全面分析。
（3）對于智慧水務中存在的主要難點差異較大，調研結果表明，缺少專業人員配備、缺乏投資、標準規范不完善等并不是水務企業亟待解決的難題，而投資時普遍的看不到投入產出是建設智慧水務的主要問題，即水務企業領導共性認為智慧水務平臺建設能夠提高業務和管理效率，但難以量化投入產出是當前最棘手問題。
建設難點
（1）投資與回報矛盾是智慧水務建設發展的主要問題。智慧水務建設伴隨著較大的資金投入，智慧水務平臺產生的實際成效難以評估或量化，尤其是已建項目的價值，智慧水務投入產出之間的矛盾限制了其發展。
（2）數據孤島是限制智慧水務建設與應用的關鍵問題。水務企業普遍存在各個業務模塊所使用的軟件系統存在兼容性問題導致數據無法流通共享，再加之數據共享平臺設施搭建仍不完善問題，這些因素導致的數據孤島問題阻礙了數據互聯共享及更高層次智慧水務應用效果。
——本文作者李金龍，張彬*，王海霞，楊曦。研究結果來源于亞太建設科技信息研究院有限公司自立課題YT202306
作者
李金龍
《給水排水》編輯部副主任
基礎設施和公用事業特許經營管理辦法(2024年1月31日經國家發展改革委第8次委務會通過 2024年3月28日國家發展改革委、財政部、住房城鄉建設部、交通運輸部、水利部、中國人民銀行令第17號公布 自2024年5月1日起施行) http://www.guoyuyd.com/news/202411/20/162355.html 報告題目：新膜制備健康水關鍵技術難題及應對策略
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1、污泥干化焚燒運行效能提升研究與探索-上海白龍港污水處理廠污泥車間主任、大國工匠、全國勞模 楊戌雷
2、污泥水熱生物炭技術制備土壤改良劑的研究與示范-上海城投污水處理有限公司技術管理部技術主管 鄒博源
3、污水處理高效能運行探索與試驗-上海城投污水處理有限公司生產管理部副經理 陶珺
4、污水處理新能源應用技術研究與示范-上海復潔環保科技股份有限公司副總裁 盧宇飛
5、竹園污水廠綠色低碳運行探索-上海竹園污水處理分公司經理 呂燕
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