智慧水務是一個美好的生(shēng)意，還(hái)是一個做爛的行業？

水，是一種複雜的資源。

在水務行業，尤其是考慮到城(chéng)市的排水管網、河流時，存在着水文産彙流、水動力的特殊概念。

下雨(yǔ)時，降雨(yǔ)落到地表，經過截留、入滲、蒸散發等過程，會形成地表徑流，地表徑流随着地勢流動，會就(jiù)近彙入到最近的雨(yǔ)水篦子或檢查井，進入到地下管網中，以上便是粗略的水文彙流過程。

在進入管網之後，水往低處流，最終會彙到最下遊的出水口，水體(tǐ)在管道中的流動，便是管網水動力的過程。

如(rú)果考慮到工(gōng)商廢水、生(shēng)活污水，還(hái)可(kě)以細分(fēn)成分(fēn)流制、合流制等不同系統；如(rú)果考慮到河流，還(hái)可(kě)能有河水對管網的頂托作(zuò)用、管網流入河道的水會擡升河道水位對堤防産生(shēng)威脅；如(rú)果考慮地下水，還(hái)會有管網破損導緻的入滲；如(rú)果再考慮泵站(zhàn)、閘門(mén)、堰等設施，系統還(hái)将進一步變得(de)複雜。

相(xiàng)對來(lái)說(shuō)，供水系統和原水系統會稍微簡單，但(dàn)也有各自(zì)的特性。

在不理(lǐ)解以上專業性的水文水動力過程的情況下，進行的所謂智慧水務開發，是很難做深做專的。

現在很多廠(chǎng)商借着IoT的勢頭做監測設備，在地下管網、河道中布設流量計(jì)、水位計(jì)，可(kě)以做簡單的流量、水位預警，但(dàn)想做更深層次的數據分(fēn)析卻很難。以有限個點的數據，無法驅動對整個系統的理(lǐ)解。

由此可(kě)見(jiàn)，智慧水務建設存在以下幾方面挑戰：

一是建設涉及面廣，工(gōng)作(zuò)量大(dà)。取水、輸水、淨水、配水、售水以及其工(gōng)藝、設施、功能、硬件(jiàn)和軟件(jiàn)的數字化、網絡化、智能化和可(kě)視化全過程。

二是基礎資料殘缺不全，進一步完善基礎數據，曆時較長。

三是地域分(fēn)散，智慧水務需要建立在網絡化的基礎之上。

四是需要最大(dà)限度保護早期投資，需要降低關聯的設計(jì)耦合度，減少重複性開發。

五是需要提供異構、分(fēn)布式環境下的信息整合，簡化信息資源的訪問(wèn)，支持跨業務系統條塊的業務流程。

所以，智慧水務建設面臨着“天光(guāng)雲影(yǐng)共徘徊”的局面，如(rú)何在錯綜複雜中，在物聯感知層、網絡通信層、數據及服務支撐層、智慧應用層上建設好智慧水務平台，成爲關鍵。

智慧水務的三個層次

智慧水務的第一個層次是信息化，該階段目的在于解放(fàng)人(rén)的雙手，替代人(rén)的重複性勞動。

其工(gōng)作(zuò)，首先是完成水環境系統中各類資産數據、監測數據的信息采集。例如(rú)，城(chéng)市排水系統中的檢查井、管道等的位置、大(dà)小、高程信息，通過物探等方式，錄入地理(lǐ)信息系統（GIS）平台中，實現GIS化；又比如(rú)，通過物聯網（IoT）等技術(shù)，将城(chéng)市排水系統中關鍵節點的流量、液位、水質等信息，實時、自(zì)動地傳輸到數據庫平台中，實現實時監測。

其次，結合GIS類數據、實時監測數據，根據水務行業調度應用的實際需求，開發業務平台。即，在數據信息化的基礎上，結合使用者的需求，實現業務的信息化。

通過信息化，數據采集的流程得(de)到了簡化，業務處理(lǐ)的流程也得(de)到了簡化。

智慧水務的第二個層次是智慧化，該階段針對現有信息、數據的分(fēn)析評估，将極大(dà)地輔助完成決策支持。

智慧化的核心是數據分(fēn)析能力。在信息化階段，隻是完成了數據的采集，以及最簡單的數據應用。例如(rú)利用實時監測數據，設置阈值，超過阈值進行“報警”，這樣簡單的應用。

數據分(fēn)析主要通過建模實現，建模又可(kě)分(fēn)爲兩類。

一類，是基于物理(lǐ)過程，利用數據搭建水文水動力模型。日(rì)常，水文水動力模型可(kě)用作(zuò)規劃設計(jì)的評估，或者輔助運維；出現緊急情況時，水文水動力模型又可(kě)以對接實時監測數據，輔助應急，進行實時預報預警。

另一類，則是數據驅動的模型，比較有代表性的，就(jiù)是現在熱(rè)門(mén)的機(jī)器學習模型。這類模型，一方面可(kě)以和水文水動力模型結合，以達到優化的目的。另一方面，也可(kě)以直接應用于實時監測數據，實現類似異常監測等功能。

智慧化階段的數據分(fēn)析，從(cóng)所謂的水務大(dà)數據中提取出了有效的信息，既可(kě)以直接給到決策者，輔助他(tā)們做出決策，更進一步的，也可(kě)以同水環境系統中的實時控制模塊相(xiàng)結合，輔助自(zì)動化控制。“廠(chǎng)網一體(tǐ)化，無人(rén)值守”就(jiù)是一個很熱(rè)的議(yì)題。

智慧水務的第三個層次是智能化。在該階段，人(rén)工(gōng)智能技術(shù)将得(de)到更加廣泛的應用，通過人(rén)工(gōng)智能的“洞察力”，事(shì)務的相(xiàng)關性、因果性将更加清晰，智能預測和智能決策，将深刻的改變水務行業的運營管理(lǐ)方式。不過，這是超越現有曆史階段的東西。

可(kě)以說(shuō)，無論是信息化還(hái)是智慧化，在未來(lái)相(xiàng)當長的一段時間裡(lǐ)，都(dōu)還(hái)有發展的空間。二者的融合，也一定會極大(dà)的促進智慧水務行業的發展。

浮在水面的危機(jī)

目前，我國(guó)共有660多個城(chéng)市，2500多個縣城(chéng)和30000多個行政建制鎮，每個城(chéng)鎮基本上都(dōu)擁有給水排水系統，但(dàn)大(dà)部分(fēn)水務公司處在第一層次向第二層次過渡階段。

再加之現有的智慧水務企業規模普遍偏小，缺乏标杆性企業，行業的市場集中度較低。

再加上我國(guó)水資源短(duǎn)缺問(wèn)題嚴峻。根據國(guó)家統計(jì)局數據，截至2017年(nián)底，我國(guó)人(rén)均水資源兩位2074.53立方米/人(rén)，僅爲世界平均水平的1/4，是聯合國(guó)13個貧水國(guó)之一，特别是北方和部分(fēn)東部地區人(rén)均水資源量嚴重偏低。

同時，管網漏損率高。當前我國(guó)一般采用自(zì)來(lái)水公司壟斷經營或者一體(tǐ)化經營，自(zì)來(lái)水公司多數爲國(guó)有企業，運行效率低下；自(zì)來(lái)水行業設備陳舊以及二次供水設備産權模糊造成了大(dà)量的跑水、漏水，使得(de)我國(guó)供水管網漏損率一直處于居高不下，2006年(nián)漏損率更是突破了20%的高位，遠(yuǎn)高于發達國(guó)家的水平。

其次是洪澇災害。2017年(nián)，全國(guó)30省（自(zì)治區、直轄市）1936縣（市、區）17832鄉（鎮）遭受洪澇災害，受災人(rén)口5514.90萬人(rén)，104座城(chéng)市進水受淹或發生(shēng)内澇，直接經濟損失2142.53億元，占2017年(nián)GDP比重的0.26%。

水資源短(duǎn)缺、水資源污染嚴重、管網漏損率高以及洪澇災害使得(de)智慧水務勢在必行。

解決方案在哪裡(lǐ)？

理(lǐ)性的智慧是基于大(dà)數據的，而智慧水務中，大(dà)數據是一個平台，但(dàn)并不是所有的業務都(dōu)需要大(dà)數據來(lái)解決。

許多大(dà)數據的建立主要是在跨平台、跨行業、跨部門(mén)之間形成的一些相(xiàng)關性，而智慧水務恰好創建了這樣一個平台，同時這個平台又具有這樣的邏輯思維的設計(jì)。

舉個例子：斑馬魚+運動行爲解析軟件(jiàn)包

用斑馬魚生(shēng)物特征來(lái)測試水質及其毒性，已經被業内廣泛接受。此方法的應用，通過硬件(jiàn)實時觀測其生(shēng)物反映，不僅解決了在線監測數據滞後性的問(wèn)題，還(hái)部分(fēn)解決了水質指标模糊性的問(wèn)題。目前，理(lǐ)化檢驗和生(shēng)化檢驗，檢測指标機(jī)械化與生(shēng)物體(tǐ)關聯性差，有着不可(kě)忽視的缺陷：

第一，有害物質的殘留量在标準值以下是否就(jiù)對人(rén)體(tǐ)絕對安全？多種化學品之間的相(xiàng)互作(zuò)用也可(kě)能使得(de)殘留量低于标準值的化學品對人(rén)體(tǐ)産生(shēng)危害。

第二，現有的檢測體(tǐ)系隻檢測列入檢測标準的已知有害物質，無法檢測未列入檢測标準或未知的有害物質，我們無法判斷和預防毒性不明物質可(kě)能帶來(lái)的危害。

同理(lǐ)推斷，在污水處理(lǐ)廠(chǎng)的控制系統中，是否引入生(shēng)物圈的思維狀态，如(rú)果能夠找到某種類似斑馬魚的菌種，并觀察其各類反應，來(lái)評價進廠(chǎng)水質對生(shēng)化池的危害，那也必然是污水處理(lǐ)行業中關于水質監控手段的變革。

智慧水務建設的本質，是一場管理(lǐ)理(lǐ)念和管理(lǐ)方式的變革，不僅僅是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)簡單地代替人(rén)工(gōng)管理(lǐ)模式，而是需要對業務流程進行優化和重組，這一過程是企業改革、實現現代化管理(lǐ)的過程，會涉及到企業的體(tǐ)制、機(jī)構、人(rén)員(yuán)、規章(zhāng)制度的變化和調整。

而這個過程恰恰是許多提供智慧水務軟件(jiàn)、硬件(jiàn)的供應商所不具備的專業素質。

供應商與水務企業存在體(tǐ)制約束、赢利模式等不同以外，其商業思維，軟件(jiàn)思維，與水務企業的管理(lǐ)思維有着本質的不同。于是，水務企業與供應商之間的鴻溝便自(zì)然形成了，兩者之間的深度溝通就(jiù)顯得(de)尤爲必要了。

智慧水務作(zuò)爲融入“智慧地球”、“智慧城(chéng)市”的概念，它的商機(jī)已經來(lái)臨。不久的将來(lái)，也必然形成一些相(xiàng)關的産業鏈，也必然導緻軟件(jiàn)與硬件(jiàn)的融合，平台與平台的融合。

供應商與水務企業也必然發生(shēng)一些悄無聲息的變革，隻是在這場變革中，誰能夠在巨響來(lái)臨之前，看(kàn)到那道火(huǒ)光(guāng)。