一、智慧水務建設背景

（一）政策推動

       國家政策持續加碼，大力推動水務行業數字化轉型，從 “發展智能水務” 到 “發展智慧水務” 再到 “構建智慧水利體系”，層層遞進，不斷強化對水務行業數字化發展的要求。

     《關于開展智慧水利試點推行的通知》進一步推動運用 5G、物聯網、人工智能、大數據、云計算等先進技術，搭建供排水設施感知網絡，建設監測感知系統，實時掌握管網運行狀況，為智慧水務的具體實施指明了方向。

（二）技術驅動

       數字化技術的飛速發展為智慧水務建設提供了強大的支撐。

       物聯網技術通過在水務設施上部署大量傳感器，實現了對供水和排水設施各環節的實時連接與數據采集。在供水管網中，可實時監測水流速度、壓力、水質等關鍵參數；在排水系統中，能監測污水流量、液位高度、污染物濃度等信息，并將數據實時傳輸至控制中心。

       大數據技術為海量水務數據提供了有效的分析手段。借助大數據分析算法，可對采集到的數據進行深度挖掘：宏觀層面，分析不同區域、不同時間段的用水和排水規律，為水資源調配和污水處理能力優化提供決策依據；微觀層面，精準定位供水管網潛在故障點及排水系統堵塞或溢流風險點，提前做好維護準備，避免水資源浪費、供水中斷及環境污染等問題。

（三）行業需求

      隨著城市化進程加速，水務行業面臨諸多挑戰。

      在供水方面，城市人口增加導致水資源需求增長，供水管網迅速擴張，但漏損率較高成為突出問題。部分城市供水管網漏損率甚至超過 20%，不僅造成大量水資源浪費，還增加了供水成本。

      在排水方面，工業生產和居民生活水平提高使得污水排放量持續上升，排水系統壓力巨大。排水管網老化、堵塞等問題頻發，導致污水外溢，影響城市環境和居民生活；同時，傳統污水處理方式難以滿足需求，污水處理能力不足制約了水務行業可持續發展。

二、智慧水務系統構成

（一）子系統與功能模塊

      智慧水務系統由智慧給水、智慧排水、智慧防洪、智慧污水回用、智慧節水等五大子系統構成，每個子系統下又包含水源監控、水廠檢測、用戶超表等不同功能模塊。

（二）技術架構

信息安全：保障水務系統數據和業務的安全可靠。

標準規范：建立統一的標準和規范，確保系統的兼容性和協同性。

業務應用：涵蓋水務管理的各項業務，實現業務的智能化和信息化。

大數據中心：存儲和管理海量的水務數據，為數據分析和決策提供支持。

信息采集：作為智慧水務的 “感知系統”，助力監測網絡全面感知和接收涉水對象及其環境信息。

基礎設施：包括硬件設備和網絡設施等，為智慧水務系統提供基礎支撐。

（三）核心技術

       智慧水務核心技術包括物聯網、智能傳感、云計算、大數據、人工智能等，這些技術運用于智慧抄表、管網優化設計等業務領域，顯著提升了水務管理及運營效率。

三、智慧水務體系構建階段

（一）水務信息數據化

       將海量多類別水務基礎信息進行數據化整合，構建直觀可用的數據信息網絡，涉及傳感器開發、物聯網硬件搭建、底層數字化信息系統（如 SCADA、GIS）搭建、云計算硬件搭建等。

（二）水務分析智能化

       通過多維度（如地理信息、水質信息、水力信息、經濟信息等）數據交互挖掘技術、大數據模型建立、機理模型建立及智能分析預警技術等，為水務公司運行管理提供可靠數據依據。

（三）水務決策智慧化

       整合并實現多維度數據實時一體化收集、挖掘和決策調度，為各應用層面決策提供智能化數據分析支撐，利用深度學習和機器學習代替人工處理復雜信息，提高水務運行管理決策效率和能力，滿足城市化發展需求。

四、智慧水務的應用場景

（一）水質監測

         供水水質監測：面向水務局、自來水公司及工廠企業等，圍繞城鄉供水生產環節，對水源 6 項、出廠水 9 項、供水水質 106 項進行實時監測分析，同時監測水廠環境安全和生產運行，助力供水環節科學化、智慧化、精細化管理，保障水質安全。

         排水水質監測：針對城市排水管網、污水處理廠以及工業廢水排放口等關鍵節點，開展化學需氧量（COD）、氨氮、總磷、總氮等關鍵指標實時監測，確保污水達標排放，防止污染擴散，為污水處理廠運行提供數據支持，優化處理工藝，提升效率，實現供水與排水全流程智慧化管理。

（二）智慧水廠

        面向客戶在供水建設和運維管理中遇到的水質突變、粗放式加藥、能耗高及低效運維管理等問題，提供全生命周期定制化解決方案。利用自動化、物聯網、大數據等技術，通過智慧管控平臺搭載智能投加系統，實現水廠生產可視化、功能集成化、智能自動化，確保各工藝段安全生產，打破系統間信息孤島，滿足決策層到管理層實時全面管理及運維需求，通過 24 小時遠程監控無人值守，實現一體化、智能化、數字化，節約人力成本，提升管理效率。

（三）污水處理廠

       引入自動化控制系統和物聯網技術，實現對各工藝環節實時監控與精準調控，提升設備運行效率和穩定性；利用高精度水質監測設備和大數據分析，實時掌握水質變化趨勢，實現精準加藥和工藝優化，確保出水水質穩定達標；借助能源管理系統優化設備運行策略，降耗，實現資源回收利用，推動污水處理向綠色、高效、智能化方向發展。

（四）管網設施數字化改造

        供水管網：利用二三維 GIS 技術可視化展示供水管網和配套設施分布，實現管網壓力、水量實時數據采集與分析；基于 GIS 管網和水力算法模型，建立壓力模型、流量模型、實時流量模型，對管網運行監測、安全防護、供水調度和突發爆管應急事件等進行決策分析，提升管網管理效率。

        排水管網：通過二三維 GIS 技術可視化展示排水管網和污水處理設施分布，實時采集排水管網液位、流量、水質等數據，結合水力模型，建立排水流量模型、液位預警模型和污水輸送模型，用于監測運行狀態，預防管網堵塞、污水外溢等問題，優化污水處理廠進水調度，為突發排水事件（如暴雨積水、管網破裂）提供應急決策支持，提升排水管網管理效率和應急響應能力。

（五）農飲水供水一體化

        集成式農飲水一體化供水方案面向農村山區等偏遠地區，解決因地理環境約束導致的水源保障不穩定、供水高差大、管線長、拐點多、水質安全難監測等問題。該方案運輸方便、安裝簡單、占地面積小，能快速實現水廠功能，在一體化泵房內完成實時數據檢測、異常自診斷、設備檔案管理、生命周期管理、安防監控系統、水質管理、電子巡檢管理、智能化在線監測，將復雜現場問題集成化、簡單化處理；還可根據客戶監測需求，靈活組合、選配、定制相應監測參數，實現個性化定制方案，解決農村、山區等地方安全供水問題。

（六）定制化業務

        除上述主要應用場景外，還可根據客戶實際需求，提供一體化集成個性門戶，建設開發水服務 APP 等定制業務，同時結合移動運營商大數據優勢，提供基于用戶畫像洞察的精準客戶用水信息服務，聯合線上大數據開展水務輿情服務等，切實提升供水企業運營管理水平，保障城鄉供水安全。