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摘  要

      隨著(zhù)IBM“智慧地球”的提出和物聯(lián)網(wǎng)應用模式的日趨完善，“智慧水務(wù)”的新構想應運而生。本文闡述了“智慧水務(wù)”發(fā)展建設的必要性，提出了一種新構想，即“感”“控”“享”三個(gè)方面，并對其進(jìn)行了詳細介紹。同時(shí)，文中為未來(lái)智慧水務(wù)建設提供了一定的參考，并利用云計算、大數據服務(wù)，為“智慧水務(wù)”的實(shí)現提供了可能，使水務(wù)系統更智能化。

 多年來(lái)，中國水資源質(zhì)量不斷下降，水環(huán)境持續惡化，已經(jīng)嚴重威脅到了社會(huì )的可持續發(fā)展，也威脅到了人類(lèi)的生存。

 

 目前人為污染對水體危害較大，它包括工業(yè)污染，農業(yè)污染和生活污染。“智慧水務(wù)”新構想是基于IBM之前提出的“智慧地球”方案，所謂“智慧水務(wù)”是指通過(guò)數據采集、傳輸等傳感設備實(shí)時(shí)感知城市供排水系統的運行狀態(tài)，并采用可視化方式有機整合水務(wù)管理部門(mén)與供排水設施，形成“水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)”。

 

 同時(shí)利用IT和大數據服務(wù)系統幫助水務(wù)系統做好各類(lèi)污水處理，實(shí)現最佳管理狀態(tài)，提升運營(yíng)效益，通過(guò)系統的監測、信息采集分析，使水務(wù)系統運行更加可靠安全，更加“智慧”。

                                           

本文將從“感”“控”“享”三個(gè)方面詳細介紹“智慧水務(wù)”的新構想。

“感”

 

      “感”即感知層。水務(wù)系統需要采集各類(lèi)事實(shí)數據，例如雨量站、水文站、需要主要供水主干管的pH值、壓力、濁度及總氯，污水處理系統需要水質(zhì)數據COD、氨氮、HP、總磷等。系統通過(guò)信息識別、信息感知、位置定位、通信技術(shù)進(jìn)行處理。

 這里 “控”指的是智能控制系統，即實(shí)現水務(wù)系統的實(shí)時(shí)狀態(tài)監控的全自動(dòng)化。本文以某企業(yè)的污水處理廠(chǎng)為例進(jìn)行分析。污水處理廠(chǎng)可采集的數據主要包括出口COD、氨氮、HP、總磷、流量等，但不同污水處理廠(chǎng)使用的PLC/DCS品牌型號不一，通信方式也不同，再加上水質(zhì)分析儀表的品牌及接口類(lèi)型不同，使數據采集的技術(shù)難度較大。

 

 “智慧水務(wù)”整合了水力模型、供水管網(wǎng)地理信息系統（GIS）、管網(wǎng)壓力實(shí)時(shí)監控系統（SCADA），可針對西門(mén)子、AB、施耐德、三菱等系列PLC和愛(ài)默生、新華、霍尼韋爾等實(shí)現DCS數據采集通信，以及與RS 485、MODBUS等總線(xiàn)接口通信并通過(guò)Internet、GPRS等進(jìn)行遠程通信。

 “智慧水務(wù)”是全自動(dòng)控制的，具有先進(jìn)性的控制模型，其可使系統處理流程緊湊合理，保證調節過(guò)程最優(yōu)化，相應工序能耗低，處理效果好。該系統可進(jìn)行遠程運行控制、遠程故障分析解決，通過(guò)遠程控制處理現場(chǎng)故障，指導現場(chǎng)操作人員操作，提高管理效率。同時(shí)完善數據采集和監控系統（SCADA），提高設備運行的安全性，降低工藝設備故障停機次數，降低人工成本，減少耗材與運行材料費用成本，從而很大程度上降低營(yíng)運成本。

 

“享”

 

 “十三五”計劃要求堅持公平包容、共建共享，這里提到的“享”即共享數據資源。

 

 數據數量大且分散性強，數據之間是不完全獨立的，但卻對公司、用戶(hù)和社會(huì )經(jīng)濟有巨大價(jià)值。從環(huán)保角度來(lái)講，雖然可查詢(xún)的公益環(huán)保數據越來(lái)越多，包括全國氣象、水文、工廠(chǎng)分布及污染排放達標情況等數據，但這些數據太分散、太專(zhuān)業(yè)、缺少分析、沒(méi)有可視化，普通人難以理解。

 

 若要使大眾看懂并保持關(guān)注，真正地惠及民生，則要利用目前蓬勃發(fā)展的云計算、物聯(lián)網(wǎng)和大數據技術(shù)，它將成為社會(huì )監督環(huán)保的重要手段。

 

 大數據是指對大量的、種類(lèi)各異的、來(lái)源復雜的數據進(jìn)行發(fā)現、存儲、計算、分析和處理。所以，大數據包括兩部分，首先，它涉及的數據量大；其次，還包含了對數據的處理方法和分析的理論和技術(shù)。

“智慧水務(wù)”中的“享”可以從

以下幾個(gè)具體的方面考慮：

01

數據共享及交換平臺

 該水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)系統和數據分析處理系統在飲水安全監測、水文監測及預警、地下水監測、污水處理排放、防汛抗旱、山洪災害監測及預警、水資源信息等多方面實(shí)現了平臺整合，依賴(lài)云計算將對采集到的海量數據進(jìn)行整合、管理、存儲，提高水務(wù)生產(chǎn)質(zhì)量，改善運營(yíng)管理模式。

 

 同時(shí)對整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)提供計算服務(wù)，目的是實(shí)現預測、決策，利用傳感網(wǎng)絡(luò )的反向控制來(lái)控制物聯(lián)網(wǎng)中事物的發(fā)展進(jìn)程和運動(dòng)過(guò)程，對全局狀態(tài)有更準確的把握，以更加合理、精細和動(dòng)態(tài)的方式管理水務(wù)系統的生產(chǎn)、服務(wù)管理流程，從而達到“智慧水務(wù)”的目標。

 

 例如，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )平臺建成視頻監視點(diǎn)，并通過(guò)共享部門(mén)視頻資源，對中型水庫、重點(diǎn)海堤、特區內主要河道和某些易澇易浸點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。 

02

建立新服務(wù)模式，提升用戶(hù)體驗

通過(guò)“智慧水務(wù)”綜合平臺惠及民生，除了通過(guò)銀行劃賬和親臨營(yíng)業(yè)廳繳費之外，用戶(hù)還可自由選擇支付寶、翼支付、京東錢(qián)包客戶(hù)終端等多種方便快捷的繳費方式。同時(shí)引入微信平臺，水費繳納、停水通知、水質(zhì)公告、水價(jià)信息、水費查詢(xún)、投訴建議等都可通過(guò)各個(gè)官方微信發(fā)布。 

 

03

開(kāi)發(fā)大數據應用軟件

 香港《南華早報》根據中國環(huán)境保護部發(fā)布的官方數據，繪制了2014年中國空氣污染地圖，它包含161個(gè)城市幾近完整的空氣質(zhì)量指數（AQI）水平和主要污染物。

 

 水務(wù)系統中也可以利用相同的方法開(kāi)發(fā)軟件，如水質(zhì)污染圖、污水排放處理圖等。這些軟件要實(shí)現完全 “可視化”，以方便群眾查看并可實(shí)時(shí)分享到社交媒體平臺。

 

 要加大大數據價(jià)值挖掘的廣度和深度，將不同部門(mén)不同類(lèi)型的大數據關(guān)聯(lián)起來(lái)，如環(huán)保、衛生、經(jīng)濟、交通、氣象數據等。這才是“智慧水務(wù)”的特點(diǎn)，也是最困難最復雜的部分。 

 

 

結束語(yǔ)

 

現如今，城市發(fā)展受到有限能源、資源減少、人口劇增等條件的限制，而發(fā)展又離不開(kāi)水資源，“智慧水務(wù)”的核心是改善水質(zhì)量、水工業(yè)以及分配水資源，它以一種更智慧的方法利用新一代信息技術(shù)，即物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算等來(lái)優(yōu)化水務(wù)系統，改良水處理工藝過(guò)程，改善與人們的交互方式。

時(shí)間：2018-11-27