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王爱杰1  许冬件2  钱志敏1 王储君2  刘广都2  远野3

（1.哈尔滨工业大学(深圳)，广东 深圳 518055；2.珠海卓邦科技有限公司，广东 珠海 519070；3.盐城工学院，江苏 盐城 224051)

推敲布景

聪敏水务是指通过信息化技巧、物联网技巧、大数据技巧等妙技，对水资源的监测、调度、不停和利用进行智能化、自动化和系统优化的一种水务不停模式。聪敏水务的发展不仅不错提高水资源的利用着力和水质安全，还不错为水务行业转型升级、高质地发展提供有劲复古。在数字中国茂密发展及水务行业高质地发展的趋势下，聪敏水务建设和发展成为行业的共鸣，经过多年的建设，聪敏水务取得了一定收效，同期也濒临着挑战。为促进聪敏水务的健康发展，本文联接雄伟行业调研数据、聪敏水务工程实践以及想考，对我国聪敏水务的发展近况进行了转头申报，并对明天发展建议瞻望。

摘  要

在数字和数据经济时间，聪敏水务成为行业共同存眷的发展标的。联接行业调研和实验案例，申报了聪敏水务的发展近况，深入分析了聪敏水务发展的里面和外部驱能源、科研水和气数字化产物，尤其是东谈主工智能、数字孪生和智能硬件产物等方面取得的苍凉进展。终末，转头和索求了该范畴发展的问题和挑战，并瞻望了聪敏水务的明天发展趋势。

01

我国聪敏水务发展的中枢驱能源

对于行业和企业而言，必须要回话的命题是咱们为什么要发展聪敏水务？咱们的中枢需求是什么？我国聪敏水务发展的驱能源可分为里面驱能源和外部驱能源两种情况，两者处于协同驱动的状态。

1. 里面驱能源

里面驱能源源于行业和企业的自我要求，比如对高品性/优质饮用水的追求、对环保达标的硬性要求、对城市安全的韧性要求、对低碳绿色发展的要求、对城市人命线建设的要求，以及对明天智能化办事的盼愿和对数字禁闭的冉冉醒悟等。

高品性/优质饮用水需求是聪敏水务发展的苍凉内驱力。高品性饮用水是东谈主民生涯的苍凉保险和必需品。频年来，全球方式变化和东谈主类行为对水资源的影响陆续加重，水资源短缺和稠浊问题越来越严重。跟着住户对于水资源稀缺性的瓦解陆续加深，对于水质和给水的要求也越来越高。他们经常通过我方的教育和不雅察对水质和给水的问题进行判断和评价。跟着信息技巧和应酬媒体的发展，东谈主们不错通过汇集和应酬平台了解到水质和给水的推敲信息和问题。通过数字化技巧不错兑现对水质和水量的实时监测和不停，实时发现格外情况，兑现快速响应和诊治，保证给水的质地和可靠性。数字化水务系统易于兑现对用户用水的智能监测和计量，兑现精准的计费和用水管控，减少花消和滥用。

聪敏水务是环保达标的苍凉妙技。环境稠浊和破损对东谈主体健康及人命安全形成严重挟制。通过数字化技巧和不停妙技，兑现对浑水的全面监测和休止，不错极地面提高浑水处理的着力和性能，达到环保模范，从而兑现水资源的可捏续利用和环境保护的指标。

聪敏水务是城市安全的要紧需求。聪敏水务不错提高城市防洪排涝的才气，提高给水和排水系统的安全性。聪敏水务冉冉发展对提高城市水资源的利用着力和不停着力起着苍凉的作用，并鼓动城市节水和环保责任，对城市安全起着至关苍凉的作用。

聪敏水务是低碳绿色发展的苍凉推能源。聪敏水务不错提高城市水资源的利用着力，兑现节能减排，推动水环境保护和生态建筑，提高城市的聪敏化水和气可捏续发展才气。而跟着对低碳绿色的要求越来越高，对聪敏水务也建议了更高要求。

当今，越来越多的水务企业运行冉冉完善信息化建设。信息化建设是聪敏水务内驱力的苍凉发扬，不错提高水务企业的智能化水平、安全性和不停着力，从而推动聪敏水务的模范发展。数字化禁闭醒悟是聪敏水务发展的另一个苍凉象征。数字化（包括数据化）是当代聪敏型企业的模范特征。跟着数字化禁闭的醒悟，东谈主们渐渐瓦解到聪敏水务的苍凉性和潜在价值，积极探索聪敏水务的新技巧、新业务和新模式。数字化禁闭的莳植不错促进聪敏水务在数据监测、数据分析、智能化调度、可捏续发展等方面的革新，促使水务企业的运行从传统的手工不停向数字化不停搬动，提高聪敏水务的运营水和气着力。此外数字化禁闭醒悟还不错加速聪敏水务和其他行业的交融发展。

2. 外部驱能源

1）政策驱动。

政策驱动开始于数字中国和数字经济建设，已成为我国的核神思谋，明天将共同推动水务行业数字化转型和兑现聪敏水务的高质地发展。近几年，国度赓续颁布了《数字中国建设合座布局筹划》、《对于构建数据基础轨制更好施展数据因素作宅心见》、组开国度数据局等一系列政策，聪敏水务是一个至极枢纽的构成部分。2023年，中共中央、国务院印发了《数字中国建设合座布局筹划》，建议数字中国建设的“2522”合座框架，即夯实“两大基础”，鼓动数字技巧与“五位一体”深度交融，强化“两大才气”，优化数字化发展国内国际“两个环境”。2023年5月25号，中共中央、国务院印发《国度水网建设筹划摘录》，指标到2025年，建设一批国度水网主干工程，国度主干网建设加速鼓动，水网工程智能化水平得到莳植。到2035年，基本形成国度水网总身段局，国度水网主骨架和大动脉冉冉建成，省市县水网基本完善，构建与基本兑现社会主义当代化相适合的国度水安全保险体系。筹划摘录中提到“加速聪敏发展”的3个重心：1）加强水网数字化建设，深化国度水网工程和新式基础步履建设交融，推动水网工程数字化智能化建设；2）莳植水网调度管千里着从容能水平，加速鼓动国度水网调度中心、大数据中心及流域分中心建设，构开国度水网调度率领体系；3）完善水网监测体系，推动新一代通讯技巧、高分遥感卫星、东谈主工智能等新技巧新妙技应用，提高监测开荒自动化、智能化水平，打造全阴私、高精度、多维度、保安全的水网监测体系。

2）技巧驱动。

技巧驱动开始于数据成为继地盘、本钱、技巧、劳能源之后的第5大分娩因素。大数据、5G/工业物联网、智能开荒和数字孪生等技巧的渐渐锻真金不怕火，尤其是生成式AI在2023 年的突破式进展，一经将聪敏水务的发展推入快车谈。2022年，国度启动大模范空间统筹调度中枢资源的超等工程——东数西算，将东部的数据需乞降西部的算力轮廓调度，是兑现资源跨区域调配要紧计谋工程。上述多项技巧算作数据的主要分娩器具和使用者，快速推动聪敏水务的发展。

3）经济驱动。

经济驱动开始于当下是数字经济与实体经济交融的新经济时间。正处在快速发展阶段的水务行业也濒临着许多问题，举例给水管网的飞速膨胀导致水务部门和企业不停压力增多，急需确立复古性的聪敏管控平台；高漏损率使企业对聪敏管网需求的进一步扩大，需要通过雄伟的智能监测开荒算作技巧扶助加强步履和管网的小器与不停；浑水排放量捏续增长，带动了浑水处理需求的同步高潮，并增多了管控的智能化和聪敏化需求。聪敏水务不错兑现水务行业不停的智能化、高效、透明和可捏续，提高用水着力、裁汰不停成本、保险水质安全。

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图1 水务行业发展需求

4）需求驱动。

需求驱动开始于城市水安全、水生态、水环境、水办事难以得志东谈主民民众对好意思好生涯的向往。2023年3月22日，聚会国重启水事会议，见识是寻求突破性处治决策打法全球水危险，加速普及安全用水和卫生步履。会议通过了具有里程碑意旨的《水步履议程》，包含700多项欢跃，旨在保护“东谈主类最谨慎的全球共同利益”。

02

我国聪敏水务行业发展近况

1. 总体情景

在2017—2020年，在中国城镇给水排水协会的带领下，珠海卓邦科技有限公司对寰宇1000多家代表性水务企业开展了聪敏水务建设调研。其中，95%以上的水务企业正在密切存眷聪敏水务的行业动态，越来越多的数字化最初水务企业都在启动顶层联想责任；80%以上的水务企业认同聪敏水务在莳植着力、不停增效、莳植企业形象、保险安全等方面的价值；77.4%的水务企业发展聪敏水务的能源开始于公司里面的发展计谋需求，46.8%的水务企业则来自于外部环境的推动；60%以上的企业暗意高管对于聪敏水务支捏力度极大，包括组织、资金、政策、东谈主员支捏等方面；在聪敏水务发展的历程中，65%的水务企业存眷基础步履的建设，52%的水务企业存眷信息系统阴私范围的拓展，56%的水务企业存眷集成整合，60%以上的水务企业存眷数据资源的挖掘利用 。

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图2 代表性水务企业进行的存眷度

跟着越来越多的水务企业爱好聪敏水务，企业的数字化不停部门发展也在发生重大变化。据中国水协牵头编制的《城镇水务行业聪敏水务调研分析答复(2020年)》数据骄贵，50%的受调研水务企业已成立独处的数字化不停部门，且部分企业成立了聪敏水务率领小组。水务企业的发展离不开行业的朝上，该答复基于雄伟调研数据，指出我国聪敏水务在模范化建设、东谈主才储备、技巧复古和科研后果等方面都取得了较快的朝上。

在模范制定方面，现行地点模范主要都集在直辖市和东部地区，区域发展招架衡。现行团体模范触及多家协会组织，侧重标的与各协会业务范围推敲，与聪敏水务业务应用推敲的模范数较少。2020年9月，住建部发布《住房和城乡建设部 2020 年科学技巧名堂筹划》，立项通过了《2020-K040-聪敏水务模范体系建设推敲》课题，由中国城镇给水排水协会承担，北控水务集团、珠海卓邦科技有限公司、福建水投集团、福州水务集团等单元和谐参与。2023年6月1日，住房和城乡建设部印发《2023年工程建设范例模范编制及推敲责任筹划》，内容涵盖工程建设强制性国度范例、工程建设模范（国度模范、行业模范、产物模范）、模范翻译、国际模范和专项责任，估量178项。该模范将细腻联接水务行业的业务特色，构建水务信息系统的安全架构，同期给出架构中各元素的具体安全技巧要求。适用于城乡水务行业信息系统的安全建设、筹划、验收等。在企业模范方面，重庆水务集团于2018年6月率先在行业内启动聪敏水务模范体系建设责任，是行业内起始全面和成体系推动聪敏水务模范建设的水务企业。近些年积极推动聪敏水务企业模范建设的水务企业还有：北控水务集团、深圳水务集团、杭州水务集团、青岛水务集团、常州排水公司等。

在东谈主才储备方面，2023年6月9日，武汉大学聪敏水利系端庄揭牌成立，是交融云策动、物联网、大数据、东谈主工智能、电子信息、工程不停等专科发展而成立的新工科专科。聪敏水务专科于2022年列入平庸高档学校本科专科目次的新专科名单，包括河海大学、三峡大学、华北水利水电大学等十余所高校开设了聪敏水务和聪敏水利专科。高校在聪敏水务东谈主才培养的爱好和加强，对于推动聪敏水务行业发展具有苍凉积极意旨。

在技巧复古方面，2023年4月14日，由中国城镇给水排水协会组织，中国市政工程中南联想推敲总院有限公司主编，32家单元聚会编制的《城镇聪敏水务技巧指南》重磅发布。该指南明确了城镇聪敏水务的总体架构、保险体系以及数字化建设、智能休止和聪敏决策的技巧要求，系统化地证明了城镇给水、城镇水环境、排水(雨水)防涝等范畴的聪敏应用，填补了我国城镇聪敏水务建设与应用的空缺。为各地行业附近部门及城镇水务企办事单元鼓动聪敏水务建设提供强有劲的指导。

2. 我国聪敏水务的发展历程

纵不雅聪敏水务的发展历程，大体履历3个阶段，当今正处于由自动化、信息化向聪敏化迈进的历程。第1阶段（1990—1999年），谛视水系统信息化，以自动化休止为中枢，着眼于工艺优化及分娩着力莳植，自动化信息汇集等技巧得到快速发展；第2阶段（2000—2009年），谛视完善信息化数据建设，以企业信息化为中枢，通讯汇集得到飞速发展，水务基础信息冉冉兑现联通。第3阶段（2010年—），集成应用，确立聪敏水务系统平台成为重心，物联网和智能传感技巧快速渗入，大数据、AI和区块链得到了轮廓应用，水务管千里着从容慧化水平显赫莳植。据预测，从当今到2035年，将是聪敏水务全面鼓动的阶段，有望兑现业务全面聪敏化自主运行，基本舍弃东谈主为滋扰，形成完善的聪敏水务业务系统。聪敏水务建设从自动化、信息化向聪敏化的发展历程离不开国度信息系统建设。其中，给水企业信息系统侧重客户办事不停，比如收费系统、微信公众号和报装不停系统建设等；排水企业信息系统侧重运行休止不停，更存眷水质在线监测预警系统和中控系统的建设等。

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图3 我国信息系统建设情景

3. 我国水务企业聪敏化建设指标和资金插足散播

基于对水务行业企业及用户的调研，我国水务企业聪敏化建设名次前3的盼愿指标是水厂调控无东谈主化、管网调度科学合理、工艺休止高效，详见图4。明天发展标的是加强聪敏水务顶层联想、提高运营不停才气、大数据中心建设。我国政府采购聪敏水务名堂地域性特色较为超越，主要散播在东南部和华中地区。水务企业资金插足方面，明天5年总体上将呈现2个顶点的趋势。区域上，华东地区资金插足较为平均，华中区域和华北区域的资金插足呈现两个顶点的趋势。范畴上，50万t以下企业资金插足呈两个顶点的趋势; 50万t以上企业资金插足较平均。在招标投标方面，东南和华中地区处于引颈状态，对明天五年水务企业的资金插足预测，合座上照旧有招架衡性。

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图4 我国水务企业聪敏化建设指标

4. 水务企业数字化不停部门发展情景

当今，从水务企业数字化不停部门来看，在何如提高运营不停的才气和增坚毅数据中心的建设方面一经基本达成了共鸣，据当今调研的水务企业，已有一半以上成立了这种独处的数字化不停部门。率领高度爱好和业务部门深度参与，是聪敏水务建设和应用收效好的水务企业的共同特征，这在水务企业数字化不停部门是曲常苍凉的少量。

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图5 水务企业数字化不停部门发展情景

5. 我国聪敏水务科研水和气数字化产物

相较于泰西的数字水务谛视表面和基础步履革新，我国聪敏水务科研谛视技巧应用和处治实验水务问题，举例水质监测和稠浊休止，主要以政府机构、科研院所、大学和企业等多方和谐的方式。科研后果方面，如图6所示，围绕“聪敏+水务”算作枢纽词的国度级课题共计95个，其中与城市推敲的主题资助率较高。但资助范畴交叉性强，与水务平直推敲性小，水务科研东谈主员参与度有待提高。华北院自主研发的一体机大脑Simuwater，是国内首款集机理模子、概化模子及东谈主工智能于一体的搀杂模子，兑现了无缝耦合流域城市排水系统仿真，破碎了排水系统仿真受限于外洋的瓶颈。而哈尔滨工业大学主导开发的基于AI的碳排核算模子（马头岗浑水厂名堂），联接机理模子与数据驱动算法，确立了生物处理历程“碳代谢”模子，发展了水处理碳排放实时计量步履，兑现了碳排放的分钟级别计量。泛爱第二浑水厂名堂应用数字孪生赋能浑水厂低碳运维，摄取三维可视化建模，工艺仿真、自控仿真和三维可视化等技巧构建了三维杜撰水厂，整合了开荒的静态数据和运步履态数据，实时反应现场细节，兑现水质预测、水量预测、生化分析、物料均衡、运行诊治、开荒小器、故障会诊等功能。