摘要：智慧水務的建設在供水行業(yè)廣泛開展，大數據信息時代的到來，也給水務行業(yè)帶來了新的機遇。建設智慧水務的路徑和方式有很多種，站在不同的角度看待的方式也各不相同。本文從城市供水數據來源說起，引入智慧水務中數據的“四維二態(tài)”特性，提出管網運行動態(tài)數據是智慧水務建設的基礎和入口，管網運行動態(tài)數據的保障是建設智慧水務的關鍵因素之一。
關鍵詞：智慧水務 供水 多維動態(tài)數據 數據保障
隨著全球云計算、大數據、物聯網、移動互聯網等信息技術快速發(fā)展和深入應用，城市信息化發(fā)展正醞釀著重大變革和新的突破，以對象、過程數字化為主要特征的數字化城市向智慧化城市發(fā)展已成為時代趨勢[1]。水資源是城市發(fā)展的基本條件，水環(huán)境和水安全對于城市的可持續(xù)發(fā)展和人們的生活質量提高具有重要意義，智慧水務的建設成為了智慧城市建設的必然延伸。
2016年水務行業(yè)熱門話題中，“智慧水務”、“水十條”、“漏損控制”、“物聯網”、“大數據”、“PPP”等成為熱詞，受到人們的廣泛關注。在信息化浪潮與數據科學崛起的共同推動下，智慧水務已成為未來水務行業(yè)發(fā)展的新理念和新實踐。作為智慧水務建設的基礎和入口便是數據，以數據為中心的研究方法與技術理念在供水管網、排水系統、污水處理、水廠自動化等領域都得到了廣泛應用與認可，以信息技術為支撐的數據分析與研究方法正深刻地改變著傳統科學探索的工作方式，數據的保障成為智慧水務建設中極為重要的組成部分。
1、城市供水數據
城市供水基礎設施建設過程中，供水企業(yè)也通過各類不同的設備，在從水源地原水輸送到水龍頭用戶消費過程上，積累了各式各樣不同類型的數據。在目前國內談到智慧水務建設時，不同的設備供應廠商，出于對各自產品的促進應用，從各自的設備及數據角度，提出了對智慧水務的不同理解和看法，可謂百家爭鳴，各引一端，崇其所善。
1.1 數據來源及方式
不同的設備廠商提供了不同類型和維度的數據，從原水輸送過程中輸水管道廠商、輸水水泵廠商，到供水水廠自動化設備廠商、水泵廠商，到供水管網輸配過程中管道廠商、閥門廠商、監(jiān)控設備廠商、二次供水設備廠商、GIS軟件服務商、調度系統服務商、營業(yè)收費軟件服務商，到最終用戶消費的水表廠商等等，都產生了各自規(guī)格不一的數據。
從智慧水務的架構上看，在感知層面，主要包含了流量計、壓力計、水質分析儀、水表等;從傳輸層面，主要通過GPRS、Modbus485、Zigbee、Lora、NB-IoT等方式;從存儲應用層面來看，主要為現有的營收系統、客服系統、SCADA系統、水質管理系統、GIS系統、表務計量管理系統、維修巡查系統等，種類繁多。
1.2 數據的“維”
隨著供水企業(yè)需求的變化和技術的發(fā)展，水務管理的思路不斷創(chuàng)新，自動化和信息化技術在水務企業(yè)生產、經營、服務和管理中的應用也越來越深入和廣泛，為我國水務企業(yè)信息化的進一步發(fā)展打下了良好的基礎�？傮w上來看，我國水務企業(yè)信息化的發(fā)展主要分為自動化、數字化、信息化和智慧化四個階段。目前，一些基礎設施建設完善、管理水平較好的水務企業(yè),信息化建設已經開始從信息化水務階段向智慧化水務階段邁進。
目前“智慧水務”的概念，彰顯了鮮明的互聯網時代特征，并非常清晰地向我們展示著充滿物聯網特征的未來發(fā)展趨勢，如何客觀地看待未來智慧水務發(fā)展的方向，也是我們值得關注的問題。通過在應用和實踐中重新認識數據，也就對智慧供水的建設發(fā)展階段進行了新的定義。
“一維”的數據，是我們傳統上的數據理念，數據類型單一，數據結構離散。譬如傳統計量器具測量的單一讀數，只能定義數值大小，主要還是通過紙質抄讀等方式來進行記錄。
“二維”的數據，則主要是在傳統數值基礎上增加了“時間軸”的同步。隨著互聯網浪潮席卷而來，個人計算機的普及和應用推廣，供水行業(yè)也進行了隨之而來的互聯網化、數字化，同時也開始打造出各個獨立的業(yè)務系統。這個時期數據變化最顯著的特征便是有了連續(xù)“時間軸”維度的記錄，通過將時間軸與數據緊密相連，便形成了不同的分析結果以及各自的事件。而隨之帶來的隱患便是今天在智慧水務建設過程中，經常提及的“數據孤島”問題。
“三維”的數據，則是由“數值+時間軸+空間坐標”等多維度的融合。隨著大數據、云平臺、物聯網、移動互聯網等技術的成熟發(fā)展，將傳統的數值大小、時間軸等維度的數據矢量化并與地理信息的空間數據相結合，進行多維度的數據解讀和分析，從而更直觀有效的與供水企業(yè)各部門的業(yè)務相結合，對供水企業(yè)的日常工作也起到了極大的促進作用。通過現有的PC端系統和手機APP相結合的方式，讓相關職能部門的人員應用數據更便捷，數據的及時性、有效性也得到了更好的保障。而這個階段和維度的數據，才僅僅是走向智慧水務的起步階段，只有提供“三維”以上數據，才是智慧水務建設需要的數據。
“四維”的數據，則是通過“三維”數據產生相關聯的基礎上，得到的新形態(tài)的數據，它是能夠提供預測未來達到智慧階段的“新數據”。隨著人工智能(AI)的快速發(fā)展，也給我們人類未來的發(fā)展提供了無盡想象力。從人類歷次技術革命的發(fā)展歷程來看，無論是第一次的蒸汽機革命、第二次的電力革命還是第三次的信息革命，無不推動著既有產業(yè)的全面升級。可以預見人工智能將會逐步滲透到社會的各個產業(yè)，從而實現“從局部到整體，我們實現智能化社會;從整體到局部，我們實現社會的精細化”的奇妙場景。而未來的供水企業(yè)管理也將更加智能化，通過數據的關聯產生新的“智能”的數據，能夠預測未來的數據，從而為企業(yè)提供預案輔助決策，達到真正的“智慧水務”。
1.3 數據的“二態(tài)”
智慧水務是一個與“移動互聯網”、“互聯網+”“ 人工智能(AI)”相媲美的大風口，信息技術、數字技術正深刻地改變著傳統水務行業(yè)的運營模式，而智慧水務的形成必須要有大數據作為訓練素材。
大數據之所以“大”，主要是因為它的來源比較雜，體量比較大。而大數據的關鍵不在“大”，而在“精”。通過運用云計算平臺的分布式架構、彈性計算服務ECS和數據與系統的超融合對數據進行抽取，形成數據的模塊化分組，從而將供水領域“大雜燴”的數據進行分類打通，形成有價值的數據資產，是大數據的關鍵。每種數據都有它的生命周期，應分級歸檔;每類數據其性能、可用性和安全級別也不同，安全保障措施需求也不一樣。
在供水領域，根據其“形態(tài)”方式的不同，可以分為“靜態(tài)數據”和“動態(tài)數據”兩種。常規(guī)上來講，“靜態(tài)數據”主要包括用戶信息、用戶地址、設備信息、地理位置信息等，這些都是屬于敏感信息，需要進行非常嚴格的保密措施，其建立、修改等操作也都需要嚴格的規(guī)范，通過工單流程管理等手段來進行申請及審批才能進行操作;而“動態(tài)數據”則主要為供水系統運營的數據，包括水廠生產、管網運行等產生的數據，其主要分為兩大類：實時數據和模擬實時數據。其中，實時數據是指需要進行實時采集、實時傳輸的數據，需要進行實時雙向通信監(jiān)控，前期投資大運行成本也較高;而模擬實時數據則較多的采用實時采集、定時發(fā)送的方式，其無需實時雙向通信監(jiān)控，前期投資低運行成本也較低，具有物聯網特征，可以大規(guī)模的布置，有利于推廣和應用。
2智慧水務建設入口的認識
智慧水務成為行業(yè)內熱門的話題，而作為智慧水務的使用者們(供水企業(yè)、政府相關部門)，他們建設智慧水務的目的主要還是安全供水、優(yōu)質服務、提高管理、節(jié)能減漏、效益提升等。其中“安全供水”是最大的社會效益體現，“增收水費、節(jié)能減漏”是經濟效益的最大化。
《水污染防治行動計劃》即“水十條”對供水企業(yè)就一項考核指標要求：管網漏損率。要求到2017年，全國公共供水管網漏損率控制在12%以內;到2020年，控制在10%以內。通過結合智慧水務的建設，進行科學管理，能更加有效的達成這一目標。
通過數據看目標，如下表1所示，列舉兩個省會級水司的現狀，即可看清智慧水務建設入口的一項本質：把供水企業(yè)大用戶表具的計量數據保障好，供水企業(yè)的收入就能有保障，智慧水務建設的數據也有了很大的保障。
表1某省會水司供水現狀數據
小結：
管網運行動態(tài)數據(流量，壓力，水質)的質量保障是實現供水安全、增收水費、節(jié)能減漏的基礎，是智慧水務建設的入口。智慧水務建設實踐數據先行，數據成為了生產資料，計算帶來生產力。在大數據時代的發(fā)展運行下，數據的保障是建設智慧水務建設不可或缺的關鍵一環(huán)。
基于“增收減漏”為目的，“四維二態(tài)”為指導思想，通過應用ThinkWater®智慧水務系統，深圳拓安信計控儀表有限公司正在為供水企業(yè)的智慧水務建設全力保駕護航。
參考文獻：
[1] 王靜遠，李超，熊璋等.以數據為中心的智慧城市研究綜述.計算機研究與發(fā)展，2014，51(2)：239-259.
[2] 侯煜堃.等 .無收益水量管理手冊[M].上海.同濟大學出版社，2011.
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