我国智慧水务的发展现状及前景

我国智慧水务的发展现状及前景

1 智慧水务发展背景

1.1智慧水务

智慧水务是指运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术，实时感知城镇水务系统的运行状态，通过数据分析对水务信息进行及时处理，提供辅助决策支持，形成融合智能感知、智能仿真、智能诊断、智能预警、智能调度、智能处置、智能控制和智能服务的全方位水务系统，从而实现水务系统全流程的科学化、精细化、智能化运行管理 [1]。

智慧水务是城镇水务的信息化、数字化和智能化发展，涉及领域涵盖了水源调度、智慧水厂、智慧管网、海绵城市建设与管理、城市水环境监管、城市防洪排涝、智慧客服、二次供水监管，以及综合性管控平台等。智慧水务的实施与应用，可有效提升城镇水务系统的运营管理效率。

1.2 智慧水务发展的技术背景

当前，世界范围内新一轮科技和产业革命正由导入期转向拓展期，新产业、新业态和新模式正在蓬勃发展。以物联网、大数据、云计算、移动互联网为代表的新一代信息技术正在以前所未有的速度发展，为智慧水务的建设和发展提供了有力的技术支撑：

一是物联网技术不断成熟，实现了人与人、人与物、物与物的万物相联；

二是地理信息系统（GIS）的快速发展，实现了水务设施空间数据、属性数据、拓扑关系的一体化管理，为智慧水务系统全面掌握运营基础信息提供坚实保障；

三是移动互联网融合了移动通信和互联网，实现了水务系统与智能手机等移动通信设备的双向通信，为智慧水务系统与用户进行直接互动提供了便捷途径；

四是 5G 技术的发展，形成信息化、远程管理控制和智能化的网络，推动社会进入互联互通时代，奠定了智慧水务建设的通信基础；

五是大数据和云计算技术崛起，为智慧水务系统的信息存储、挖掘和智能化分析提供了技术保障，强化了智慧水务“大脑”建设；

六是人工智能技术的不断迭代更新，实现了智慧水务的决策科学化和可靠性。

以上六大技术发展，为智慧水务的实现和发展提供了强有力的技术驱动力。

1.3 智慧水务发展的政策背景

从“十二五”开始，国家陆续出台一系列政策文件，鼓励智慧城市和智慧水务建设与发展。

比如 2012年 5 月住房和城乡建设部和发展改革委印发的《全国城镇供水设施改造与建设“十二五”规划及 2020 年远景目标》、2014 年 3 月国务院印发的《国家新型城镇化规划 (2014-2020 年 )》等。

在住房和城乡建设部推行的智慧城市试点城市中，80% 的城市有涉水项目的建设需求 [2]。

2015 年《水污染防治行动计划》（“水十条”）发布，各级政府积极响应，智慧水务建设工作更加如火如荼地推进。在以上基础上，国内多数城市已经完成了供排水信息化管理的初步构建工作。

“十三五”末期，随着国家新一个中长期发展目标确定，党中央、国务院和多个政府管理部门发布了新一批利好政策，智慧水务迎来了一个新的发展时期，未来的智慧水务将在大数据、5G、人工智能等新技术的加持下，向真正的智能化管理转变。

2 我国智慧水务发展概况

2.1 我国智慧水务市场情况

我国智慧水务具有广阔的市场前景，面临着巨大市场机遇。

据《智慧水务行业深度报告》[3] 测算，我国智慧水务（智慧水务平台、智慧水厂设备、管网改造设备等）行业空间在 3000 亿元以上。

《2019 年中国智慧水务行业市场现状及发展前景分析》[4]、《2020 年智慧水务行业发展现状及市场需求情况分析》[5] 和《智慧水务行业深度报告》统计数据显示：

2015 年中国智慧水务行业市场规模为 50.33 亿元，同比增长 15.33%；

2016 年达 58.62 亿元，同比增长 16.47%；

2017 年增长至约68.59 亿元，同比增长 17%；

2018 年为 82.3 亿元，同比增长近 20%。

《中国城镇水务行业 2035 年技术进步规划》[6] 报告指出：智慧化水务信息化投资在 2021年将超百亿，国家政策与信息技术高速发展将驱动智慧水务行业进入高景气时代。根据前瞻产业研究院[7]预计，2020-2023 年我国智慧水务平台的行业市场规模将分别达到 125.51亿元、159.4亿元、199.25亿元、251.05 亿元。

2.2 国内城市智慧水务建设情况

早在“十五”和“十一五”期间，国内已经有城市开始探索智慧水务的构建工作，比如苏州、深圳、杭州、武汉、广州、福州、重庆等一批城市，一直走在最前列，尝试开展水务工作信息化、数字化和智慧化的探索与实践 [8]-[10]。

苏州市已围绕水务大数据能力中心和智水苏州调度指挥中心，构建了防汛排涝决策支持、生态河湖管理、供排水监管和信息化治理与支撑四大水务管理体系，建设了以科学治水、精准治水、依法治水、全民治水为核心的“智水苏州”智慧水务样板。

深圳市基于“政务云”和“水务控制云”，着力打造亲水型韧性城市，通过整合水务系统内外部数据，搭建全景展示、态势感知、预警预测、智能决策、联动指挥一体化的智慧水务综合管理平台，逐步推进智慧政务、调度、管理、服务四类八大管理系统。

杭州市已完成二次供水智慧平台、计量与漏损智慧管理系统、智慧客服系统、移动办公系统等智慧水务系统的建设实施，目前致力于建设全面感知、广泛协同、智能决策、贴心服务的智慧水务系统。

武汉市“41111”智慧水务工程，建设包括调度指挥平台、客户服务平台、集团管控平台、综合保障平台四个平台，一个数据中心、一张多业务场景图、一个混合云计算模式和一体化网络。

广州市计划在未来三到五年，逐步构建“一套标准规范”、“一个基础设施云‘枢纽’”、“一个物联网平台”、“一个水务数据中心”、“水务一张图服务”、“一个应用支撑平台”、“一套视频整合平台”、“一个可视会商指挥平台”、“一个水务 APP 应用”，以及两套互联协同的排水和水利防灾减灾综合应用体系，整合形成“九加二”智慧治水大平台。

福州市在 2019 年全面启动数字水务建设，包括GIS 平台、大数据中心、企业门户、综合调度、水力模型、互联网 + 客服、智能水表管理平台、供水数字化综合系统八个重点项目。目前，福州市智能水表等在线监测仪表的安装数量相较于 2018 年增长了约四倍，水务数据存储、计算能力分别增长了近三倍和两倍。

重庆市在 2020 年全面开启智慧水务建设工作，基于“1+1+1+N”模式（一个大数据平台、一个云计算中心、一套水务大数据标准体系和 N 个大数据人工智能创新应用场景），实现大数据、云计算、物联网、人工智能等新技术与水务行业的深度融合。

近两年，国内不断涌现智慧水务签约大单，多地政府或水务管理部门联手信息化龙头企业，共同推动城镇水务从信息化向智慧化和智能化的方向转变：

部分智慧水务项目

中标信息

2019 年 7 月，阿里云计算有限公司联合江西水投江河信息有限公司，中标江西省城乡供水一体化智能供水系统水务中台项目 4772.09 万元。

2019 年 12 月，华为技术有限公司和平安国际联合体4.46 亿元中标深圳市智慧水务一期工程。

2020 年 1 月，腾讯云与粤海水务及其旗下智慧水务平台科荣软件达成战略合作，双方在智慧水务领域展开合作，推进水务行业数字化转型。

2020 年 4 月，阿里云计算有限公司中标重庆水务集团大数据平台建设项目 3882.65 万元。

2020 年 9 月，中国移动通信集团江苏有限公司中标南京市智慧水务建设项目 7099.67 万元。

2020 年 11 月，浪潮软件集团有限公司中标广州市水务投资集团有限公司智慧水务综合管理系统建设项目2468 万元。

……

可以看到，顺应行业发展趋势，智慧水务已成为我国新型城市基础设施建设中的重要一环，我国的智慧水务建设正迎来全面快速发展和不断创新升级的新阶段。

2.3 智慧水务建设对城镇水务发展的支撑作用

从管理角度而言，智慧水务具有以往的技术手段无可比拟的优越性。在“智慧化”发展理念的引导下，水务企业的管理方式已发生创新性变革，管理效率也有很大幅度提升。同时，智慧水务的发展，也将为城市管理水平提升和社会经济发展提供巨大驱动力。

（1）推动传统水务管理模式向智能化、精细化新模式转变。

智慧水务的发展，是传统城镇水务行业转型发展的良好契机。智慧水务能够精细、动态地反映水务行业生产、经营、服务的各个环节，加强管理部门的监管力度，实现从宏观管理向微观管理，从结果管理向过程管理的转变 [11]。

在全面感知基础上，通过智能仿真、智能调度、智能控制等功能，为水务管理部门提供科学决策支持 [12]。通过平台联动、数据共享，加强各管理部门之间、管理部门与水务企业之间的协同运作，提升水务管理部门的办事效率与工作质量 [13]。

（2）实现城镇水务系统的社会监督透明化和公共服务便捷化。

智慧水务系统设置可交互的客户服务平台功能，在电脑、手机等移动终端设备上共享水务运行信息，方便公众实时实地查看水务系统运行状况，实现社会监督透明化，提升公众参与城镇管理的热情。

同时，提供线上业务办理、信息查询等便民服务，提高公共服务质量和公众满意度 [14]。

（3）为城市智能管理提供有效数据支撑。

城镇水务是城市基础设施的重要组成部分，智慧水务的建设可以为城市智慧化管理和科学决策提供第一手的准确信息，为城市精细化管理提供支撑。

城市供水和排水的用户消费数据，能够真实地反映居民居住情况和生产生活情况，能够直观表现城市发展情况，以及城市居民居住情况和流动情况，通过居民供排水信息与城市大数据互联互通，可以快速分析判断城市的发展情况、城市内部功能结构调整等信息，支撑城市规划建设、运行管理和社会治理。

（4）促进水务行业产业转型升级，带动经济发展。

当前，智慧水务已经成为传统城镇水务行业转型升级的重要发展方向，信息技术赋能传统水务行业，促进行业智能化管控水平整体升级。

同时，智慧化发展，要求传统供排水技术与信息化技术的充分融合，形成了巨大潜在市场，带动一批环保从业者和信息化专业技术团队迅猛发展，腾讯、阿里、百度、西门子、施耐德等互联网大鳄和电气巨头，也纷纷入驻水务行业。

2.4 我国智慧水务实践过程中存在的主要问题

智慧水务的发展一般经历四个阶段：

一是水务系统信息化的基础建设，实现基础数据的自动化采集（如SCADA 监测系统等）；

二是基于网络技术的监管系统开发，初步达到水务自动化、信息化（如网络数据服务平台、手机 APP 等）；

三是构建智慧水务平台，做到水务行业信息共享、互联互通；

四是深化数据分析，实现智慧化决策。

国外的智慧水务建设起步较早，目前已基本完成第三阶段并开始第四阶段的探索，而我国的智慧水务建设尚处在第三阶段的探索过程中 [15]。

目前，我国智慧水务实践过程中存在的问题主要表现为以下几个方面：

一是缺乏顶层设计和统筹规划。

地方涉水管理多存在城乡分割、部门分割、条块分割的现象。多头管理导致智慧水务建设缺乏整体的统筹规划和统一规范化的建设标准，智慧水务建设地分散，不同地区、不同领域的智慧水务建设流程各异，业务协同能力薄弱，数据共享能力不足 [11][16]。

二是“数据孤岛”现象严重。

虽然近年来国家和多个相关行业管理部门已颁布了一些涉及智慧水务领域的标准，但是在数据采集设备、硬件接口、数据类型、通信协议等方面都还没有统一标准，数据开放度低，兼容性差。另外，不同软件供应商存在技术壁垒 [11]，各软件系统之间存在不兼容问题，导致各个智慧水务系统相互不连通。

三是数据挖掘深度不足、智慧化决策系统薄弱。

智慧水务系统大多停留在运行数据实时监测的功能阶段，尚未达到数据深度挖掘和智能分析，决策方面仍然基本依靠人工经验 [16]。

3 我国智慧水务发展建议

智慧水务在未来发展过程中，需着力解决“两张皮”的问题，从真正意义上实现大数据、人工智能、物联网等技术与城镇水务的深度融合，通过“智慧化”和“智能化”提升水务系统的管理水平和服务水平。

一是水务企业加强顶层设计和总体统筹部署。

水务企业在智慧水务建设过程中，不能盲目地为了信息化建设而建设，需要深入思考企业运行管理特点，结合业务需求，统筹考虑硬件 ( 智能水表、传感器等 )、软件和信息化需求，注重硬件优化布局，注重数据采集、分析和应用，注重对业务问题的解决能力。

在此基础上开展顶层设计和业务部署，并全程参与建设开发过程中，使平台具有持续更新迭代能力，形成具备实操能力的企业“大脑”。

二是从行业层面和城市范畴统一智慧水务标准，消除“数据孤岛”。

城镇水务行业需面向智慧水厂、智慧水务的构建，建立统一的数据标准、建设标准和管理标准，逐步推进各地水司按照标准形式采集各类水务信息，逐步构建大数据中心。

同时，通过规范数据结构与服务接口，达成不同系统之间的数据流通、交换与共享，实现多系统的业务联动。

另外，在服务城市管理和行业管理层面，形成跨部门统一数据标准，统筹考虑基于城市信息模型（CIM）的智慧水务系统，从而综合集成不同地区、不同领域的智慧水务数据，实现信息共享和跨部门协同工作。

三是深化智慧决策系统。

深入应用云计算、物联网、大数据等技术，结合机器学习、神经网络算法、边缘计算等尖端技术，打造基于区块链的多源异构数据交换、存储和综合预算的数据中台，基于水务大数据中心对水务全过程的业务场景进行多情景模拟仿真和优化探索，加深水务数据的挖掘和分析，通过有效的数据治理和数据处理，实现智能业务（AI）和业务智能（BI）。

四是加强智慧水务领域跨界人才的培养。

面向智慧水务未来发展和行业需求，行业管理部门、地方管理部门、水务企业、高校和科研院所需重视对城镇水务和信息化跨界人才的培养，包括智慧水务领域的技术人才和管理人才，建设我国智慧水务人才战略梯队。

同时，加强对从业人员进行相关业务的培训，为智慧水务建设提供强有力的人才支撑。

参考文献

[1] 张振山, 范德昌. 智慧水务安全挑战与应对措施[J].信息化研究 , 2020, 63-64.

[2] 耿清涛，智慧水务的发展及实践 http://www.jiwu.com/zhuanti/100900/.

[3] 刘博 , 唐亚辉 . 智慧水务行业深度报告 [R]. 东吴证券研究所 , 2021.

[4] 前瞻产业研究院 . 2019 年中国智慧水务行业市场现状及发展前景分析 [R/OL].(2019-04-30)[2021-02-28].

https://www.ybzhan.cn/news/detail/73878.html.

[5] 中金企信国际咨询 . 2020 年智慧水务行业发展现状及市场需求情况分析 [R/OL].(2020-08-31)[2021-02-28].

ccccccc/espjucuhmsl >[6] 中国城镇供水排水协会 . 中国城镇水务行业 2035年技术进步规划 [R]. 2020.

[7] 前瞻产业研究院 . 2020-2025 年中国智慧水务行业趋势前瞻与投资战略规划分析报告 [R]. 2020.