1智慧水务的政策背景

在智慧城市建设热潮和水资源管理紧迫性的联合驱动下，智慧水务已经引起了中国政府的高度重视。智慧水务作为关乎国计民生的系统工程，被纳入新型城镇化和公共基础设施建设的范围之中。国务院和发改委、水利部、环保部、住建部和工信部等相关部门相继出台各项政策，明确指出智慧水务发展的重要性和发展方向，蕴含巨大的行业发展机会。如2019年4月住房和城乡建设部、生态环境部、发展改革委印发《城镇污水处理提质增效三年行动方案（2019—2021年）》，2020年7月国家发展改革委、住房城乡建设部印发《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》、2021年3月印发《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》，2022年2月国家发展改革委、生态环境部、住房城乡建设部、国家卫生健康委发布《关于加快推进城镇环境基础设施建设的指导意见》等[1-2]。近年来，在国家政策的大力支持下，在全国各级政府各级部门的积极参与下，中国智慧水务建设工作进入了新阶段，在大数据、5G、人工智能等技术的推动下，智慧水务系统将逐步走向智能化。

2建立智慧水务管控一体化系统的必要性

“智慧水务”是最近几年才提出的概念，目前智慧水务管控一体化软件平台在国内应用案例并不多，且成熟度不高。所以如何提升经济效益和社会效益、减少漏损，是建设智慧水务管控一体化平台的根本目标[13]。构建智慧水务管控一体化软件平台，是智慧水务领域未来的战略目标。现代化的水务企业，需要具备智慧化、可视化、高效化的管理手段。智慧水务前端以精确的物联感知设备为监测手段，结合管网相关模型分析，建立业务应用系统，从而以先进的管理手段对水务行业进行赋能，从而实现围绕高效决策和快速响应的智慧化、一体化的水务综合管理系统。智慧水务系统的应用符合信息时代的发展，是融合了传感感知、数据遥测、软件开发、业务应用等技术的高效管理系统，且已经取得显而易见的经济民生成效。

3智慧水务管控一体化系统研究的目标

智慧水务管控一体化软件平台主要以SCADA（远程数据自动采集与遥测控制系统）生产调度和GIS平台为核心，通过对从水源、水厂到管网的不同传感器进行有关数据的在线采集从而获取整个供水系统的前端物联感知参数，以精确的监测数据直观展示供水流程的全过程，为城市水务管理提供准确的数据支撑，并制定科学的管理措施。

智慧水务系统建设以数据监测、信息中心建立、生产调度、管网管理、运行办公、客户服务为目标方向，采用远传水表、管网压力传感器、水质在线监测、视频监测等前端感知设备，实时对供水数据参数进行动态监测，为城市供水系统的运行品质和安全进行全天候监控，结合系统软件开发，在智慧化+可视化的现代化水务管理技术下，为水务职能部门工作保驾护航。在实现智慧水务管控一体化目标后，供水生产、用水调配、管网漏损、水质监测等各方面的供水流程都能实现精细化的监管，并根据系统软件的数据预警以及分析，及时采取科学有效的应急响应措施。

4智慧水务管控一体化系统主要技术研究

4.1构建集约化、标准化的信息数据中心

将不同时期建设的各供水子系统和其相关系统所形成的数据，统一汇集在这一中央数据库中，并在智慧水务系统中进行直观展示。智慧水务管控一体化系统以遥测感知、数据远传、数据存储、数据接口调用、软件数据处理、数据展示分析、风险研判、风险预警为技术核心，建设以生产调度、管网GIS等为主要内容的数据库，并结合三维场景建模、管网漏损分析、数据分区监测技术来生成智慧水务核心数据中心，一网统管、高效实现软硬件衔接，为方便智慧水务长期管理的发展目标提供基础支撑。

4.2建设综合性智慧水务管理平台

建设统一的综合性水务管理平台不仅可融合前期建设的各子系统和管网GIS、管网模型、流量监测、水质监测等相关系统，实现业务的全方位管理，还为生产管理人员和公司相关部门及领导提供了解公司生产运行状况、掌握安全生产运行水平及评价经济效益的管理平台；同时，还可将平台数据提供反馈给GIS、水力模型等系统进行处理。

4.3完善和优化SCADA系统

通过改造现有SCADA系统，完善系统数据覆盖面，达到从源水、水厂制水工艺点到供水管网测压点和大用户水量等各种数据采集、加强系统功能和数据处理分析能力等目标。

4.4实现水务业务电子化综合管理

实现业务、工作流程及生产报表、数据的全面电子化管理，功能涵盖总、分调的生产计划管理、生产运行情况汇总（日、月、年）、调度日志管理、调度值班、公告通知、调度报表（即时报表、班报、日报、月报等）、停水关阀信息及指标自动生成统计和日常工作辅助管理等内容。

4.5实现供水调度管理辅助决策

以构建符合两级供水管理模式的管网和各水厂宏观调度模型为基础，以在线水量监测预测、在线管网压力监测、构建用水需水模型、远程启停水泵、实现泵站联排联调、优化供水调度为核心技术点，实现智慧供水。

4.6构建“漏损分析预警及DMA监测”机制

DMA(DistrictMeteredArea)，即管网分区计量。该概念形成于20世纪80年代。漏损分析预警及DMA监测在系统设计上以前端感知监测为基础，分析预警为核心，从而实现用水量漏损分析统计、用水负荷分析、压流分析等数据分析。

4.7构建供水管网GIS系统

构建以管网空间数据管理为核心的供水管网地理信息系统，以供水管网业务所涉及的空间以及非空间信息为基础，利用大数据库的存储、统计、查询和空间分析、供水模型分析等为城镇水务管理工作提供决策支持，提高信息化管理水平。

4.8建设城市二次供水调度管控平台

通过城市二次供水设施加装监控设备，建立调度管控平台，对其进行统一的调度、监管，加强设备运行的掌控能力，不仅可以保证居民饮用水安全，提高供水能力；作为城市供水流程的节点，还可以通过合理统一调度节能降耗，保证水质，防止事故发生，积累运行经验，提高供水生产的可靠性和管理水平。

4.9建立基础数字孪生模型的智慧水务管控系统

数字孪生模型技术是一种基于模拟现场场景的仿真技术，数字孪生建设不是目的，而是一种技术手段。通过数字孪生技术可以提前做到水务信息的预测、预警、预报、预案（四预）。通过数字孪生技术可以为水务管理过程提供完善的质量管理、成本管理、进度管理等诸多便利；同时结合大数据与AI技术，建立契合业务需求的智能模型，对于维持运维指标，降低运行成本，提高生产运营效率至关重要。

结束语

我国城镇规划以及供水设施建设普遍较早，随着时间推移，大多数城镇供水设施逐渐出现管网及其配套设施老化的情况。由于设施老化，致使城镇供水管网漏损频发，供水水质也容易发生污染，甚至可能发生重大的供水安全事故。越是经济增速快、城镇规模较大的城市或地区，其供水管网越复杂庞大，供水短板问题就会越严重。

参考文献

[1]张恋,李超,李哲.武冈市城乡供水一体化智慧水务系统研究及应用[J].湖南水利水电,2023(01):75-78.

[2]章龙飞,梁娟,王沛丰等.水务一体化背景下的智慧水务发展思考——以杭州市水务集团为例[J].给水排水,2022,58(S1):1068-1073.

[3]何斐.智慧水务在于都县城乡供水一体化工程中的应用分析[J].地下水,2022,44(05):114-115.

[4]刘斌,周迅,赵伟等.智慧水务生产运营平台在夹江水厂的应用[J].山西建筑,2022,48(06):112-115.