1.概述

当今，全国正在兴起智慧城市建设热潮，而构成智慧城市建设核心内容的智慧水务、智 慧交通、智慧医疗、智慧农业等新业务也在进入全面建设之中。

智慧水务涵盖了供水、用水、排水、污水处理、再生水利用等多个业务环节，其产业链 之长、内容之广泛、专业之复杂，需要有很多有识之士和不同专业人员进行深入研究、探索 与耕耘，当然更需要有顶层规划与总体架构设计的指导与引领。

智慧水务中的智慧供水业务，涉及人类生存与健康，因此处于水务产业链最重要的位置 上。智慧供水的重点在供水管网建设与管理，如何用好“两化融合”、“中国制造 2025”、“互 联网+”和“测控自动化”、“大数据与云计算”等基本国策和科学方法，是决定智慧供水新 业务能否成功的关键。

2 智慧水务与智慧供水

所谓智慧水务，可以将其定义为：智慧水务是现代信息及测控技术与水务过程控制和 水务管理系统深度融合后产生的一种业务新形态。通过挖掘和运用水务信息资源，提升管理 效率和效能，降低运行成本，从而科学地管理城市供水、用水、排水、污水处理、再生水利 用等工作。下图是智慧水务和水务运营领域的示意图。

智慧供水是智慧水务中的重要环节，涉及原水（地下水、地表水）资源管理与输送、饮 用水制水工艺技术与管理、城市地下管网的输配水以及科学用水与节约用水管理等内容。其 重点是管网的输配水管理与控制，实现供水安全与高效。

推行并实施智慧供水新业务，关键在于转变传统观念，需要用新的思维模式、新的业务 架构与流程、新的科技理论与方法指导供水新业务。同时要从当今业务发展的需求出发，理 清实现智慧供水的方法与路径，构建业务新形态，为快速推进智慧供水业务创造条件。

3 实现的方法与路径

实现智慧供水新业务，需要有正确的方法和路径。

基本方法：

■ 推行“两化融合”国策 所谓“两化融合”，即信息化与工业化的高层次深度融合，是指以信息化带动工业化、

以工业化促进信息化，走新型工业化的道路。两化融合的核心思想就是要以信息化技术为支 撑，追求可持续发展的新模式。同时，以信息化技术（IT）改造传统工业化技术，实现效率 与效能的大提升。

■  推行“中国制造 2025”国策

“中国制造 2025”是我国政府实施制造强国战略的第一个十年行动纲领。纲领中特别 提出了要立足当前，着眼长远。针对制约制造业发展的瓶颈和薄弱环节，加快转型升级和提 质增效，切实提高制造业的核心竞争力和可持续发展能力。准确把握新一轮科技革命和产业 变革趋势，加强战略谋划和前瞻性部署，扎实打好基础，在未来竞争中占据制高点。

技术路径：

■   物联网应用技术（包括工业互联网应用技术）

■   测控自动化技术（基于智能终端与决策辅助系统乃至人工智能的现代测控技术）

■ 大数据处理技术（基于数据挖掘与云计算的大数据应用技术） 1）物联网应用技术是支撑智慧供水业务运行的基础平台。它重点解决的是机器与机器

和人与机器（即 M2M : Machine to Machine、Machine to Man）之间的信息交互等问题。物 联网由感知层（主要由传感器和仪表以及网络接入技术等组成）、网络层（主要由无线蜂窝 网络、城市光纤/铜线网络和云计算平台、数据管理平台等组成）和应用层（主要由各种模 型和算法等构成，通过软件来实现，为各应用行业提供各种解决方案）等组成，完成系统层 级的数据采集、传输、使用等任务。下图是物联网基本架构原理图。

2）测控自动化技术是实现智慧供水业务的主要技术手段。测控技术目前多数采用闭环 控制方法，通过设定控制目标→检测目标偏差→形成控制策略→调节偏差→实现被控目标的 稳定。下图是管网压力控制原理图。

3）大数据处理技术是实现智慧供水业务的基本保证。数据技术（DT）目前主要靠的是 模型、算法等产生控制策略和解决方案，今后则要依靠人工智能（AI）技术，将数据利用效 益最大化，实现智能制造与控制。

4 新业务的基本构成

根据《城市供水行业 2010 年技术进步发展规划及 2020 年远景目标》要求，可以将智慧 供水领域的业务分解成以下几个新系统：

■   自动抄表及营业收入与客户服务系统

■ 管网用水实时监测与分析系统

■ 管网漏渗监测与定位分析系统

■ 管网水质在线监测与预警系统

■ 管网供水科学调度系统

■ 管网地理信息与定位系统（GIS & GPS）

■   管网终端设施运行特性监控系统

■ 制水过程工业自动化控制系统

■ 原水监测与预警系统

■ 内部管理信息化支撑系统

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下图列出了智慧供水新业务的几个主要应用系统。 

5 涉及的关键核心技术

推进智慧供水新业务，需要有关键核心技术的支撑。以下三方面关键核心技术覆盖到物 联网的应用、测控自动化与大数据处理技术的主要方面，值得关注、探索与研究。

■ 智能终端技术

■ 网络接入技术

■ 数据处理技术 1）智能终端包括感知终端和执行终端。感知终端主要有：智能水表，水流量计，在线

水质仪表与传感器，压力、温度、漏渗、液位、振动、工况、环境参数、设施特性参数等传 感器；执行终端主要有：电控阀、水泵、开关等。

这些智能终端的技术性能、长期工作可靠性与稳定性、性价比等特性关系到应用系统数 据来源的真实性、可靠性与广泛性，需要引起足够的重视。

2）网络接入技术是保证终端设施数据可靠接入主干网络的重要环节。从趋势上看，由 总线数据汇聚接入向无线数据汇聚接入转变，由自组局域网汇聚接入向终端直接接入方式转 变。特别是近年来推出的依据 3GPP 标准的 NB-IOT 窄带无线网络接入技术，为物联网的低功 耗、低成本、高可靠、广覆盖接入应用提供了有力的技术支撑。因此，接入技术的演进和发 展，对于物联网应用技术的推广与普及是极为重要的。下图是目前两种常见的终端无线网络 接入技术示意图。

3）水务大数据处理需要建立各种管网模型和算法，也需要有人工智能技术和智能算法 的融入。目前智慧供水用到的管网模型主要有：

■   管网水力模型（需要压力、流量等参数的支撑）

■   管网水质模型（需要水质、温度、压力等参数的支撑）

■   管网漏渗模型（需要压力、流量、噪声、振动等参数的支撑）

■   管网能耗模型（需要电功率、运行效率等参数的支撑）

6 结语

当前，供水企业正处在业务转型期，其需求也正在发生着重大的变化。传统供水业务正 在被智慧供水新业务、新形态所替代，因此发展空间巨大，机遇与挑战并存。

作为供水系统中的重要成员，水表企业也要随着用户需求改变而改变，在做好产品结构 调整和转型升级的同时，要积极寻找适合自身发展的新机遇、新空间和新领域。在积极参与 自动抄表、用水监控和漏渗检测等新业务基础上，探索新的成长空间，进入新的业务领域。