在洪湖水質(zhì)凈化廠，立足于傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制及監(jiān)控體系，運(yùn)用多種人工智能算法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，建立涵蓋有機(jī)負(fù)荷降解、生物脫氮等環(huán)節(jié)的完整污水處理智能工藝大腦，從而實(shí)現(xiàn)了高可靠、高穩(wěn)定、高精度的工藝優(yōu)化調(diào)控，在保障出廠水質(zhì)實(shí)時(shí)達(dá)標(biāo)的同時(shí)節(jié)能降耗10%以上（見圖5）。
（3）深圳河流域廠網(wǎng)河全要素?cái)?shù)字化治河模式。深圳河在過去由于接納了大量的生活、生產(chǎn)污廢水，河流污染嚴(yán)重，水體黑臭，存在著流域治理時(shí)空跨越大、涉水設(shè)施管控要素多、聯(lián)合調(diào)控邏輯關(guān)系復(fù)雜等治理難點(diǎn)。針對(duì)上述問題，深水集團(tuán)創(chuàng)新提出廠網(wǎng)河一體化全要素治河模式，通過源頭管控、過程監(jiān)控、結(jié)果可控的方式來治理深圳河，建設(shè)深圳河流域“廠網(wǎng)河”全要素一體化管控系統(tǒng)，輔助實(shí)現(xiàn)河口斷面的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
廠網(wǎng)河全要素治理模式通過四個(gè)“一”實(shí)現(xiàn)了“廠網(wǎng)河”全要素一體化管控，即：一張網(wǎng)構(gòu)建流域治理要素邏輯，一張圖監(jiān)管涉水全要素?cái)?shù)據(jù)信息，一中樞診斷排水系統(tǒng)關(guān)鍵問題，一閉環(huán)調(diào)度指揮異常事件。
深圳河流域“廠網(wǎng)河”全要素一體化管控系統(tǒng)有效識(shí)別出排水系統(tǒng)的關(guān)鍵問題，提供了智慧調(diào)度的決策支持，有力保障了河道治理工作的順利實(shí)施，目前深圳河水質(zhì)已經(jīng)達(dá)到了地表水V類標(biāo)準(zhǔn)。
0 3 水務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的未來發(fā)展趨勢(shì)
未來水務(wù)行業(yè)應(yīng)順時(shí)代發(fā)展，科學(xué)應(yīng)變、迎接挑戰(zhàn)，把握機(jī)遇，推動(dòng)數(shù)字水務(wù)發(fā)展。數(shù)字水務(wù)發(fā)展重點(diǎn)在以下方面發(fā)力：
一是推動(dòng)水務(wù)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成完整的數(shù)字水務(wù)價(jià)值鏈、生態(tài)鏈。水務(wù)行業(yè)在加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐的同時(shí)，數(shù)字化產(chǎn)業(yè)也將蓬勃發(fā)展，形成互相促進(jìn)、多方協(xié)同，共同推進(jìn)水務(wù)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)發(fā)展。
二是加快大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)字孿生等技術(shù)在水務(wù)行業(yè)的融合發(fā)展，培育水務(wù)行業(yè)發(fā)展新動(dòng)能。數(shù)據(jù)作為數(shù)字水務(wù)發(fā)展中的重要生產(chǎn)要素，可以創(chuàng)新水務(wù)的運(yùn)營管理，為城市水務(wù)集約建設(shè)、協(xié)同管理、資源共享和聯(lián)合應(yīng)急提供新思路和新途徑。人工智能作為推動(dòng)水務(wù)行業(yè)發(fā)展和變革的核心驅(qū)動(dòng)力量，一是可以賦能水務(wù)基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施共性通用的AI能力，為數(shù)字化轉(zhuǎn)型打下智慧基礎(chǔ)，二是通過模型、智能算法的融合應(yīng)用，推動(dòng)業(yè)務(wù)流程優(yōu)化與模式創(chuàng)新，不斷催生水務(wù)行業(yè)新模式、新場景，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)、精細(xì)運(yùn)營、精準(zhǔn)服務(wù)、智慧管理。
3.1 “互聯(lián)網(wǎng)+水務(wù)”——智慧水務(wù)2.0推動(dòng)水務(wù)行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變革
推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等在水務(wù)領(lǐng)域的深度融合，打造“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、“產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)”三網(wǎng)融合的數(shù)字水務(wù)空間，培育新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式，將會(huì)是智慧水務(wù)2.0的主要特征。依托“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”“產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)”，加快數(shù)字水務(wù)運(yùn)營管理能力、業(yè)務(wù)拓展能力、商業(yè)模式創(chuàng)新能力的價(jià)值賦能。
一是以工業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)為核心，構(gòu)建節(jié)能增效型水務(wù)運(yùn)營管理數(shù)字化體系，打造以云化部署為核心的運(yùn)營管控平臺(tái)，健全全域智能感知體系，強(qiáng)化多維數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用，構(gòu)建節(jié)能高效智慧水務(wù)應(yīng)用場景，打造城市供排水?dāng)?shù)字孿生系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全業(yè)態(tài)平臺(tái)化管理以及智慧生產(chǎn)、運(yùn)營、服務(wù)與決策。
二是以水務(wù)產(chǎn)業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)為核心，構(gòu)建全鏈條水務(wù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，整合外部資源，構(gòu)建智慧水務(wù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟；釋放企業(yè)內(nèi)部優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建水務(wù)品牌輸出模式，實(shí)現(xiàn)水務(wù)全產(chǎn)業(yè)鏈在多個(gè)領(lǐng)域的深度合作，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈健康、綠色、可持續(xù)發(fā)展。
三是以水務(wù)消費(fèi)+互聯(lián)網(wǎng)為核心，構(gòu)建創(chuàng)新型水務(wù)商業(yè)經(jīng)營模式，依托線上服務(wù)平臺(tái)，為用戶提供精準(zhǔn)服務(wù)，形成高粘性水務(wù)專屬私域流量，并據(jù)此打造網(wǎng)上商城，提供多種個(gè)性化服務(wù)。
3.2 標(biāo)準(zhǔn)先行——數(shù)字水務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系促進(jìn)水務(wù)資源共享
在智慧水務(wù)建設(shè)中，一方面各地區(qū)水務(wù)行業(yè)發(fā)展不均衡，認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一，智慧水務(wù)缺乏統(tǒng)一的建設(shè)指導(dǎo)，容易造成智慧水務(wù)建設(shè)各自為政，建設(shè)易偏離既定目標(biāo)，效果大打折扣；另一方面由于沒有統(tǒng)一的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，智慧水務(wù)建設(shè)比較混亂，諸如硬件接口、數(shù)據(jù)類型、通信協(xié)議、性能要求等無標(biāo)準(zhǔn)可循，各自企業(yè)使用不同的開發(fā)建設(shè)廠商，系統(tǒng)建成后信息無法互聯(lián)互通，信息孤島問題突出。造成以上現(xiàn)象的一個(gè)重要原因就是水務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系的缺失。目前信息化領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)總數(shù)已經(jīng)超過2000項(xiàng)，但水務(wù)數(shù)字化的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)仍舊欠缺，標(biāo)準(zhǔn)體系亟待建立。為解決智慧水務(wù)標(biāo)準(zhǔn)缺失、滯后、交叉重復(fù)等問題，未來要系統(tǒng)梳理、全面布局、迭代進(jìn)化各層級(jí)、各板塊標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)智慧水務(wù)合規(guī)、有序建設(shè)。各地水務(wù)管理單位、水務(wù)企業(yè)、高校以及水務(wù)開發(fā)建設(shè)廠商等相關(guān)單位應(yīng)積極參與到智慧水務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)中，打造兼具先進(jìn)性與適用性的數(shù)字水務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系，引領(lǐng)智慧水務(wù)建設(shè)全面規(guī)范化發(fā)展。
3.3 價(jià)值變現(xiàn)——數(shù)據(jù)質(zhì)量提升增加水務(wù)數(shù)字資產(chǎn)價(jià)值
目前，很多水司尚處在建設(shè)信息系統(tǒng)的過程中，普遍存在著數(shù)據(jù)質(zhì)量不高、數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一等問題，需要借助數(shù)據(jù)治理手段加以根治，規(guī)范數(shù)據(jù)共享和使用，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，從而充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的價(jià)值。規(guī)范、統(tǒng)一數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、共享和使用，能讓涉水?dāng)?shù)據(jù)更一致、更準(zhǔn)確，方便數(shù)據(jù)在各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間流轉(zhuǎn)交互，促使與數(shù)據(jù)相關(guān)的業(yè)務(wù)流程得到深度再造。此外，通過數(shù)據(jù)清洗工作，識(shí)別并改善數(shù)據(jù)重復(fù)、數(shù)據(jù)缺失、數(shù)據(jù)異常等問題，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，一方面能讓數(shù)據(jù)更可信，使廠站能耗、產(chǎn)銷差等數(shù)據(jù)分析結(jié)果更合理，輔助管理人員作出更經(jīng)濟(jì)、合理的決策；另一方面，數(shù)據(jù)問題往往跟設(shè)備故障、運(yùn)維缺失等問題相關(guān)聯(lián)，借助數(shù)據(jù)清洗能更及時(shí)地發(fā)現(xiàn)隱患，助力供排水系統(tǒng)穩(wěn)定安全高效運(yùn)行，減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。
3.4 技術(shù)賦能——使能技術(shù)研究應(yīng)用加快數(shù)字化水務(wù)智慧升級(jí)
水務(wù)使能技術(shù)把“大數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)+云平臺(tái)+移動(dòng)化”以及人工智能、邊緣計(jì)算等前沿技術(shù)與水務(wù)應(yīng)用融合一體，形成新技術(shù)+新業(yè)務(wù)。供排水處理工藝的機(jī)理模型、供排水管網(wǎng)水力模型、AI智能優(yōu)化算法等將廣泛應(yīng)用于水務(wù)規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)行調(diào)度、防洪排澇、設(shè)施運(yùn)維等業(yè)務(wù)中，提升決策的科學(xué)性、提高管理效率，使供排水系統(tǒng)的運(yùn)行效能最大化。
一是智能規(guī)劃。結(jié)合模型預(yù)測，對(duì)工程地點(diǎn)選擇、規(guī)模設(shè)計(jì)、參數(shù)優(yōu)化、運(yùn)行效果進(jìn)行模擬評(píng)估，指導(dǎo)項(xiàng)目的規(guī)劃與投資，為區(qū)域整體規(guī)劃建設(shè)提供決策依據(jù)，為廠站建設(shè)、管網(wǎng)建設(shè)等的預(yù)期效果提供量化手段。
二是智慧運(yùn)行。一方面，隨著在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展和智能控制技術(shù)的成熟，供排水廠站逐漸由機(jī)械式、人工式監(jiān)控向自動(dòng)化、智慧化調(diào)控發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)廠站少人、無人值守，實(shí)現(xiàn)廠站工藝智能、安全、高效、達(dá)標(biāo)運(yùn)行。另一方面，精度高、實(shí)用性強(qiáng)的供排水管網(wǎng)實(shí)時(shí)在線水力模型作為調(diào)度系統(tǒng)的核心模塊，結(jié)合預(yù)測算法、AI分析等，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)管道中各種可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)判，對(duì)管網(wǎng)調(diào)度操作進(jìn)行事前模擬，為區(qū)域科學(xué)調(diào)度提供參考，保證生產(chǎn)順利開展。
三是治污排澇。利用排水管網(wǎng)模型、雨量預(yù)測等技術(shù)，在降雨發(fā)生前對(duì)排水管網(wǎng)可能的內(nèi)澇點(diǎn)、污水冒溢點(diǎn)進(jìn)行模擬評(píng)估，并針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，自動(dòng)發(fā)送預(yù)警信息，事前排查管道淤積等問題，執(zhí)行調(diào)度操作降低管網(wǎng)液位，定點(diǎn)配置足夠的人員、物資，降低污水冒溢風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)水污染智能化管控、防洪排澇智能化管控。
四是智能運(yùn)維。借助數(shù)字孿生技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備，構(gòu)建涵蓋供排水業(yè)務(wù)全鏈條的數(shù)字孿生體，將會(huì)是水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維管理的新模式。通過水務(wù)數(shù)字孿生，將水源、水廠、泵站、管網(wǎng)等設(shè)施精準(zhǔn)地映射在計(jì)算機(jī)中，再利用數(shù)據(jù)分析、模型模擬等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)施的仿真交互、故障預(yù)測等，為基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)維管理、事件處置的評(píng)估決策提供強(qiáng)有力的支撐。
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