在洪湖水質(zhì)凈化廠,立足于傳統(tǒng)的自動化控制及監(jiān)控體系,運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)實時達(dá)標(biāo)的同時節(jié)能降耗10%以上(見圖5)。

(3)深圳河流域廠網(wǎng)河全要素數(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。針對上述問題,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“一”實現(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)管涉水全要素數(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
未來水務(wù)行業(yè)應(yīng)順時代發(fā)展,科學(xué)應(yīng)變、迎接挑戰(zhàn),把握機(jī)遇,推動數(shù)字水務(wù)發(fā)展。數(shù)字水務(wù)發(fā)展重點在以下方面發(fā)力:
一是推動水務(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,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。人工智能作為推動水務(wù)行業(yè)發(fā)展和變革的核心驅(qū)動力量,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,實現(xiàn)智能生產(chǎn)、精細(xì)運營、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推動水務(wù)行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變革
推動互聯(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“消費互聯(lián)網(wǎng)”,加快數(shù)字水務(wù)運營管理能力、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)運營管理數(shù)字化體系,打造以云化部署為核心的運營管控平臺,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),實現(xiàn)全業(yè)態(tài)平臺化管理以及智慧生產(chǎn)、運營、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,構(gòu)建水務(wù)品牌輸出模式,實現(xiàn)水務(wù)全產(chǎn)業(yè)鏈在多個領(lǐng)域的深度合作,推動產(chǎn)業(yè)鏈健康、綠色、可持續(xù)發(fā)展。
三是以水務(wù)消費+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,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,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、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)的價值。規(guī)范、統(tǒng)一數(shù)據(jù)的存儲、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、運維缺失等問題相關(guān)聯(lián),借助數(shù)據(jù)清洗能更及時地發(fā)現(xiàn)隱患,助力供排水系統(tǒng)穩(wěn)定安全高效運行,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
水務(wù)使能技術(shù)把“大數(shù)據(jù)+物聯(lián)網(wǎng)+云平臺+移動化”以及人工智能、邊緣計算等前沿技術(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)、運行調(diào)度、防洪排澇、設(shè)施運維等業(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)的運行效能最大化。
一是智能規(guī)劃。結(jié)合模型預(yù)測,對工程地點選擇、規(guī)模設(shè)計、參數(shù)優(yōu)化、運行效果進(jìn)行模擬評估,指導(dǎo)項目的規(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)控向自動化、智慧化調(diào)控發(fā)展,最終實現(xiàn)廠站少人、無人值守,實現(xiàn)廠站工藝智能、安全、高效、達(dá)標(biāo)運行。另一方面,精度高、實用性強(qiáng)的供排水管網(wǎng)實時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)對管道中各種可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)判,對管網(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)生前對排水管網(wǎng)可能的內(nèi)澇點、污水冒溢點進(jìn)行模擬評估,并針對高風(fēng)險點,自動發(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,定點配置足夠的人員、物資,降低污水冒溢風(fēng)險,實現(xiàn)水污染智能化管控、防洪排澇智能化管控。
四是智能運維。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,將會是水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施運維管理的新模式。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)地映射在計算機(jī)中,再利用數(shù)據(jù)分析、模型模擬等技術(shù),實現(xiàn)對設(shè)施的仿真交互、故障預(yù)測等,為基礎(chǔ)設(shè)施的運維管理、事件處置的評估決策提供強(qiáng)有力的支撐。