東部發(fā)達(dá)城市智慧水務(wù)建設(shè)探析

水處理網(wǎng)訊:在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展，于各傳統(tǒng)行業(yè)運(yùn)用的建設(shè)大背景下，“智慧水務(wù)”的構(gòu)想應(yīng)運(yùn)而生。結(jié)合當(dāng)前水務(wù)發(fā)展遇到的實(shí)際問題和國家戰(zhàn)略部署闡述了智慧水務(wù)的建設(shè)。最后提出應(yīng)落實(shí)發(fā)展信息技術(shù)，加快技術(shù)融合，為智慧城市的建設(shè)添磚加瓦。

為解決我國城市化進(jìn)程中暴露的水資源緊缺、水環(huán)境破壞等問題，為減輕水務(wù)工作者實(shí)地監(jiān)測(cè)的任務(wù)，“智慧水務(wù)”的構(gòu)想應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)水務(wù)行業(yè)指由原水、供水、節(jié)水、排水、污水處理及水資源回收利用等構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)鏈。智慧水務(wù)建設(shè)則將充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在社會(huì)資源配置中的優(yōu)化和集成作用，以新信息技術(shù)應(yīng)用帶動(dòng)水務(wù)信息化技術(shù)水平的全面提升，以重點(diǎn)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)帶動(dòng)信息化建設(shè)效益的發(fā)揮，為水務(wù)管理的精細(xì)化、智慧化提供信息化技術(shù)支撐，有望成為解決城市水資源問題的重要途徑。

1 智慧水務(wù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

當(dāng)前，以物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能技術(shù)為代表的新一代信息技術(shù)正在帶來第三次信息技術(shù)革命，信息技術(shù)正在與城市基礎(chǔ)設(shè)施相融合。智慧水務(wù)作為智慧城市的重要組成部分，是體現(xiàn)城市管理智能化水平的重要標(biāo)志之一。水務(wù)事業(yè)智慧化的發(fā)展可有效優(yōu)化城市運(yùn)行資源配置、提升政府職能、完善公共服務(wù)。

美國加州供水公司借助智能水表，收集利用用戶用水?dāng)?shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，智能調(diào)配水資源，實(shí)現(xiàn)了年節(jié)水幅度達(dá)5%。美國IBM企業(yè)則借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分析改善水質(zhì)，科學(xué)進(jìn)行水分配，提升水行業(yè)運(yùn)營效率，實(shí)現(xiàn)智慧水資源管理。韓國KICT專家推行的區(qū)域化智能水網(wǎng)建設(shè)提高了城市供水效率以及解決了區(qū)域水資源分布不均等問題。

我國國內(nèi)智慧水務(wù)起步較晚，發(fā)展速度較快。2006年，住建部在《建設(shè)事業(yè)“十一五”規(guī)劃綱要》中明確指出，要研究推廣應(yīng)用信息化關(guān)鍵技術(shù)，推進(jìn)GIS、GPS和RS集成應(yīng)用技術(shù)的研究開發(fā)，提高市政公用事業(yè)管理和服務(wù)的信息化水平首次在國家層面上提出了引導(dǎo)和促進(jìn)智慧城市健康發(fā)展。2012年，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》，嚴(yán)格實(shí)行用水總量控制，城市水務(wù)管理進(jìn)入公眾視野。目前，智慧水務(wù)建設(shè)是根據(jù)各大城市各自的水資源特點(diǎn)及面臨的問題進(jìn)行不同方向的研究，例如南方城市較多研究城市防洪排澇過程及水生態(tài)保護(hù)，北方城市則更多關(guān)注提高水資源的重復(fù)利用率。

2 智慧水務(wù)建設(shè)面臨的問題

2.1 水問題日趨嚴(yán)峻

我國城市水災(zāi)害包括城市內(nèi)澇災(zāi)害、水污染災(zāi)害和干旱災(zāi)害、水循環(huán)利用災(zāi)害等。由于我國地理跨度大，各地水災(zāi)害發(fā)生原因及特征各不相同。根據(jù)資料，從2011～2013年，全國有超過360個(gè)城市遭遇內(nèi)澇。其中，約60個(gè)城市單次內(nèi)澇淹水時(shí)間超過12h，積淹深度超過0.5m。北京、成都等城市發(fā)生造成嚴(yán)重傷亡的城市內(nèi)澇災(zāi)害。到目前，我國70%城市排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期仍小于1a，集水排放仍是大部分城市應(yīng)對(duì)城市積淹的辦法。與此同時(shí)，全國卻有1100多座城市嚴(yán)重缺水。

城市水資源分配不均也急需有效的解決辦法。城市日常生活用水具有較大的不確定性，通過自來水廠及給水管網(wǎng)很難做到對(duì)整個(gè)城市各個(gè)地區(qū)的準(zhǔn)確調(diào)控，從而導(dǎo)致水資源得不到有效利用或造成水資源浪費(fèi)等問題。

隨著城市化深度進(jìn)行，城市地區(qū)水問題成為制約城市發(fā)展的重要因素。預(yù)防水災(zāi)害方面，人們對(duì)于優(yōu)良居住條件變得愈發(fā)重視。水資源利用方面，水資源自然循環(huán)周期長(zhǎng)，短時(shí)間內(nèi)不可再生，具有有限性。城市水務(wù)管理成本持續(xù)上升，政府管理部門、企業(yè)等希望利用新興技術(shù)來對(duì)水務(wù)運(yùn)營進(jìn)行有效管理。

2.2 水務(wù)行業(yè)智能化發(fā)展不協(xié)調(diào)

進(jìn)入21世紀(jì)以來，信息技術(shù)發(fā)展迅速。物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能技術(shù)與各行業(yè)深度融合。智能電網(wǎng)、智能交通等智能服務(wù)業(yè)發(fā)揮了較大作用。手機(jī)應(yīng)用提供了廣闊而方便的操作平臺(tái)。但水務(wù)智能化發(fā)展緩慢，水務(wù)信息化方向人才稀缺，與水資源在城市發(fā)展中的支撐作用不協(xié)調(diào)。

2.3 數(shù)據(jù)處理問題

以南京市防汛抗旱綜合系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)建立基于南京市政府信息中心提供的云計(jì)算平臺(tái)，其建立時(shí)間為2015年，與南京市水務(wù)局掛牌成立時(shí)間相當(dāng)。在此之前，南京市防辦信息系統(tǒng)與城區(qū)防辦業(yè)務(wù)應(yīng)用相互獨(dú)立，信息數(shù)據(jù)互不相通，且舊系統(tǒng)型號(hào)太老，宕機(jī)事件時(shí)有發(fā)生，造成資料不全，水雨情數(shù)據(jù)連續(xù)性遭到破壞。

此外，水管理需要在智慧城市框架下，與其他城市管理部門相適應(yīng)，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值，避免被動(dòng)服務(wù)，避免數(shù)據(jù)孤島問題，加快與新興技術(shù)融合，提高城市的整體服務(wù)能力。

2.4 認(rèn)知偏差

智慧水務(wù)命題提出于智慧城市的大背景下，其根本是服務(wù)于人民，方便水務(wù)管理。智慧水務(wù)的建設(shè)依賴于信息技術(shù)的發(fā)展，但其本質(zhì)仍是由原水、供水、節(jié)水、排水、污水處理及水資源回收利用等構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)鏈。過于追求信息技術(shù)而忽視傳統(tǒng)水務(wù)行業(yè)工作易導(dǎo)致城市建設(shè)南轅北轍，脫離實(shí)際。

3 典型城市智慧水務(wù)建設(shè)方案

3.1 北京“4511”水務(wù)信息化綜合體系

“4511”即“防汛、水資源、水環(huán)境和水生態(tài)管理”四大監(jiān)測(cè)體系，“洪水控制體系、水源控制體系、城市供水控制體系、城市排水控制體系、生態(tài)河湖控制體系”五大控制體系、一個(gè)水務(wù)數(shù)據(jù)中心、一個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用體系。通過對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，基于SOA技術(shù)架構(gòu)，對(duì)不同的業(yè)務(wù)進(jìn)行區(qū)別開發(fā)。該體系分為兩大業(yè)務(wù)，“決策指揮”和“公共業(yè)務(wù)”，其中“決策指揮”包括“水務(wù)信息監(jiān)測(cè)與服務(wù)”和“水務(wù)工程建設(shè)與管理”。其預(yù)期效果為建成以水務(wù)局為核心的市水務(wù)信息系統(tǒng)，減輕基層監(jiān)控負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)北京市涉水事務(wù)控制自動(dòng)化，管理協(xié)同化，決策科學(xué)化，服務(wù)主動(dòng)化。

3.2 南京防汛防旱綜合信息系統(tǒng)“兩臺(tái)一庫”建設(shè)

該系統(tǒng)基于南京市政府服務(wù)云信息平臺(tái)，接入南京市“智慧水務(wù)”系統(tǒng)，采用面向服務(wù)的SOA架構(gòu)體系，遵循“兩個(gè)平臺(tái)，一個(gè)數(shù)據(jù)庫”框架，包括業(yè)務(wù)應(yīng)用層，應(yīng)用支撐層，數(shù)據(jù)層和數(shù)據(jù)采集層。其交互界面分為“綜合信息顯示模塊”和“業(yè)務(wù)管理模塊”。系統(tǒng)通過大數(shù)據(jù)分析、集成，對(duì)城市水資源管理、水利工程管理、水務(wù)水行政、農(nóng)村水利等進(jìn)行數(shù)據(jù)支撐，聯(lián)合市水文局，防辦，供水處，收集氣象水情資料。該系統(tǒng)還開發(fā)相關(guān)手機(jī)應(yīng)用，方便日常數(shù)據(jù)查詢。同時(shí)注重?cái)?shù)據(jù)安全性，保障系統(tǒng)安全運(yùn)行，為“智慧水務(wù)”和“智慧南京”的建設(shè)提供信息資料。

3.3 上海智慧水網(wǎng)建設(shè)

上海市作為特大城市，其水務(wù)部門職能偏重于保障水系統(tǒng)安全，包括水量的平穩(wěn)供給，水質(zhì)的保障，城市防洪防澇等。在此背景下，上海提出了建設(shè)“智能水網(wǎng)”的口號(hào)，通過信息技術(shù)來提高水務(wù)精細(xì)化管理水平。“智能水網(wǎng)”是建設(shè)“智慧城市”的重要組成，其下包括有“智慧河網(wǎng)”系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)水質(zhì)，面向公眾提供監(jiān)督舉報(bào)平臺(tái)，對(duì)口“河長(zhǎng)制”建立服務(wù)體系和決策體系?！爸悄芄┧毕到y(tǒng)，對(duì)城市供水過程進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，對(duì)水資源分配調(diào)度進(jìn)行精細(xì)化管理?！爸悄芊姥础毕到y(tǒng)，建立應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，做到提前預(yù)報(bào)，災(zāi)后智能調(diào)度。“智能水網(wǎng)”預(yù)期基于行政改革體系和水務(wù)管理部門需要，順應(yīng)行業(yè)趨勢(shì)，建立上海水務(wù)大數(shù)據(jù)中心，以滿足人民高質(zhì)量生活水平的需求，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3.4 廣州水務(wù)數(shù)據(jù)中心

為解決廣州市水務(wù)行業(yè)數(shù)據(jù)分散問題，廣州水務(wù)數(shù)據(jù)中心作為解決方案被提出。其建設(shè)目標(biāo)為“四個(gè)面向”，即“面向廣州市水務(wù)局電子政務(wù)建設(shè);面向全市水務(wù)信息資源集中與規(guī)范管理;面向支持水務(wù)系統(tǒng)和各級(jí)政府部門的信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同;面向服務(wù)社會(huì)公眾的查詢”，其數(shù)據(jù)架構(gòu)分為“基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)管理層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層和門戶層”等五個(gè)層次。綜合來看，廣州市水務(wù)數(shù)據(jù)中心整合了地區(qū)水務(wù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了水務(wù)數(shù)據(jù)共享，提高了政府服務(wù)水平。

4 建議與對(duì)策

4.1 落實(shí)發(fā)展信息技術(shù)

信息技術(shù)為智慧水務(wù)建設(shè)提供良好的信息化服務(wù)，這種新的信息化數(shù)據(jù)處理模式具有更強(qiáng)的決策力、洞察力和流程優(yōu)化能力。智慧水務(wù)建設(shè)要充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在社會(huì)資源配置中的優(yōu)化和集成作用，全面提升水務(wù)信息化技術(shù)服務(wù)水平，為水務(wù)管理的精細(xì)化、智慧化管理提供技術(shù)支撐，從而取得環(huán)境與社會(huì)效益，更好地服務(wù)民生。

4.2 加快信息融合

智慧水務(wù)的建設(shè)往往是多種因素相互作用的結(jié)果，通過信息化平臺(tái)的整合，逐步突破經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)知的局限性，改善整體水務(wù)建設(shè)的科學(xué)性。依靠大數(shù)據(jù)平臺(tái)全面利用數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等技術(shù)加快智慧水務(wù)建設(shè)。智慧水務(wù)與城市發(fā)展與建設(shè)的有機(jī)融合，建立涉水行政、民生的公共服務(wù)等，實(shí)現(xiàn)水務(wù)信息資源共建共享，讓社會(huì)公眾體驗(yàn)到智慧水務(wù)的方便、快捷以及人性化，為國家方針政策的決斷提供可靠的依據(jù)。

5 結(jié)論

隨著全球氣候逐漸惡劣，城市生活環(huán)境不斷惡化，水務(wù)管理將成為城市環(huán)境治理的重要內(nèi)容。現(xiàn)代信息技術(shù)飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)技術(shù)等為政務(wù)部門提供了廣闊的發(fā)展空間。從北京、南京、上海和廣州的智慧水務(wù)建設(shè)上看，數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用以及大數(shù)據(jù)分析是其主要組成。其采用的基礎(chǔ)框架大多相似，代表著“智慧水務(wù)”信息框架樣板大致確立，為今后全國水務(wù)信息中心的建設(shè)做鋪墊。然而，如何將電腦中的數(shù)據(jù)理論分析切實(shí)結(jié)合到水務(wù)實(shí)際管理上來，又是一個(gè)難題，需要著一代代水務(wù)人為之探索、奮斗。