在洪湖水質(zhì)凈化廠(chǎng)，立足于傳統的自動(dòng)化控制及監控體系，運用多種人工智能算法進(jìn)行數據分析，建立涵蓋有機負荷降解、生物脫氮等環(huán)節的完整污水處理智能工藝大腦，從而實(shí)現了高可靠、高穩定、高精度的工藝優(yōu)化調控，在保障出廠(chǎng)水質(zhì)實(shí)時(shí)達標的同時(shí)節能降耗10%以上（見(jiàn)圖5）。
?。?）深圳河流域廠(chǎng)網(wǎng)河全要素數字化治河模式。深圳河在過(guò)去由于接納了大量的生活、生產(chǎn)污廢水，河流污染嚴重，水體黑臭，存在著(zhù)流域治理時(shí)空跨越大、涉水設施管控要素多、聯(lián)合調控邏輯關(guān)系復雜等治理難點(diǎn)。針對上述問(wèn)題，深水集團創(chuàng )新提出廠(chǎng)網(wǎng)河一體化全要素治河模式，通過(guò)源頭管控、過(guò)程監控、結果可控的方式來(lái)治理深圳河，建設深圳河流域“廠(chǎng)網(wǎng)河”全要素一體化管控系統，輔助實(shí)現河口斷面的穩定達標。
廠(chǎng)網(wǎng)河全要素治理模式通過(guò)四個(gè)“一”實(shí)現了“廠(chǎng)網(wǎng)河”全要素一體化管控，即：一張網(wǎng)構建流域治理要素邏輯，一張圖監管涉水全要素數據信息，一中樞診斷排水系統關(guān)鍵問(wèn)題，一閉環(huán)調度指揮異常事件。
深圳河流域“廠(chǎng)網(wǎng)河”全要素一體化管控系統有效識別出排水系統的關(guān)鍵問(wèn)題，提供了智慧調度的決策支持，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)達到了地表水V類(lèi)標準。
0 3 水務(wù)數字化轉型的未來(lái)發(fā)展趨勢
未來(lái)水務(wù)行業(yè)應順時(shí)代發(fā)展，科學(xué)應變、迎接挑戰，把握機遇，推動(dòng)數字水務(wù)發(fā)展。數字水務(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)數字化和數字化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成完整的數字水務(wù)價(jià)值鏈、生態(tài)鏈。水務(wù)行業(yè)在加快數字化轉型步伐的同時(shí)，數字化產(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。
二是加快大數據、人工智能、數字孿生等技術(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。數據作為數字水務(wù)發(fā)展中的重要生產(chǎn)要素，可以創(chuàng )新水務(wù)的運營(yíng)管理，為城市水務(wù)集約建設、協(xié)同管理、資源共享和聯(lián)合應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)展和變革的核心驅動(dòng)力量，一是可以賦能水務(wù)基礎服務(wù)設施共性通用的AI能力，為數字化轉型打下智慧基礎，二是通過(guò)模型、智能算法的融合應用，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(chǎng)景，實(shí)現智能生產(chǎn)、精細運營(yíng)、精準服務(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)結構變革
推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數據、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“消費互聯(lián)網(wǎng)”，加快數字水務(wù)運營(yíng)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，構建節能增效型水務(wù)運營(yíng)管理數字化體系，打造以云化部署為核心的運營(yíng)管控平臺，健全全域智能感知體系，強化多維數據共享與應用，構建節能高效智慧水務(wù)應用場(chǎng)景，打造城市供排水數字孿生系統，實(shí)現全業(yè)態(tài)平臺化管理以及智慧生產(chǎn)、運營(yíng)、服務(wù)與決策。
二是以水務(wù)產(chǎn)業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)為核心，構建全鏈條水務(wù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，整合外部資源，構建智慧水務(wù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟；釋放企業(yè)內部?jì)?yōu)勢，構建水務(wù)品牌輸出模式，實(shí)現水務(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、可持續發(fā)展。
三是以水務(wù)消費+互聯(lián)網(wǎng)為核心，構建創(chuàng )新型水務(wù)商業(yè)經(jīng)營(yíng)模式，依托線(xiàn)上服務(wù)平臺，為用戶(hù)提供精準服務(wù)，形成高粘性水務(wù)專(zhuān)屬私域流量，并據此打造網(wǎng)上商城，提供多種個(gè)性化服務(wù)。
3.2 標準先行——數字水務(wù)標準體系促進(jìn)水務(wù)資源共享
在智慧水務(wù)建設中，一方面各地區水務(wù)行業(yè)發(fā)展不均衡，認識不統一，智慧水務(wù)缺乏統一的建設指導，容易造成智慧水務(wù)建設各自為政，建設易偏離既定目標，效果大打折扣；另一方面由于沒(méi)有統一的規范與標準，智慧水務(wù)建設比較混亂，諸如硬件接口、數據類(lèi)型、通信協(xié)議、性能要求等無(wú)標準可循，各自企業(yè)使用不同的開(kāi)發(fā)建設廠(chǎng)商，系統建成后信息無(wú)法互聯(lián)互通，信息孤島問(wèn)題突出。造成以上現象的一個(gè)重要原因就是水務(wù)標準體系的缺失。目前信息化領(lǐng)域國家標準總數已經(jīng)超過(guò)2000項，但水務(wù)數字化的相關(guān)標準仍舊欠缺，標準體系亟待建立。為解決智慧水務(wù)標準缺失、滯后、交叉重復等問(wèn)題，未來(lái)要系統梳理、全面布局、迭代進(jìn)化各層級、各板塊標準，指導智慧水務(wù)合規、有序建設。各地水務(wù)管理單位、水務(wù)企業(yè)、高校以及水務(wù)開(kāi)發(fā)建設廠(chǎng)商等相關(guān)單位應積極參與到智慧水務(wù)標準體系建設中，打造兼具先進(jìn)性與適用性的數字水務(wù)標準體系，引領(lǐng)智慧水務(wù)建設全面規范化發(fā)展。
3.3 價(jià)值變現——數據質(zhì)量提升增加水務(wù)數字資產(chǎn)價(jià)值
目前，很多水司尚處在建設信息系統的過(guò)程中，普遍存在著(zhù)數據質(zhì)量不高、數據格式不統一等問(wèn)題，需要借助數據治理手段加以根治，規范數據共享和使用，提高數據質(zhì)量，從而充分發(fā)揮數據的價(jià)值。規范、統一數據的存儲、共享和使用，能讓涉水數據更一致、更準確，方便數據在各業(yè)務(wù)系統間流轉交互，促使與數據相關(guān)的業(yè)務(wù)流程得到深度再造。此外，通過(guò)數據清洗工作，識別并改善數據重復、數據缺失、數據異常等問(wèn)題，提升數據質(zhì)量，一方面能讓數據更可信，使廠(chǎng)站能耗、產(chǎn)銷(xiāo)差等數據分析結果更合理，輔助管理人員作出更經(jīng)濟、合理的決策；另一方面，數據問(wèn)題往往跟設備故障、運維缺失等問(wèn)題相關(guān)聯(lián)，借助數據清洗能更及時(shí)地發(fā)現隱患，助力供排水系統穩定安全高效運行，減少企業(yè)經(jīng)濟損失。
3.4 技術(shù)賦能——使能技術(shù)研究應用加快數字化水務(wù)智慧升級
水務(wù)使能技術(shù)把“大數據+物聯(lián)網(wǎng)+云平臺+移動(dòng)化”以及人工智能、邊緣計算等前沿技術(shù)與水務(wù)應用融合一體，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)化算法等將廣泛應用于水務(wù)規劃建設、運行調度、防洪排澇、設施運維等業(yè)務(wù)中，提升決策的科學(xué)性、提高管理效率，使供排水系統的運行效能最大化。
一是智能規劃。結合模型預測，對工程地點(diǎn)選擇、規模設計、參數優(yōu)化、運行效果進(jìn)行模擬評估，指導項目的規劃與投資，為區域整體規劃建設提供決策依據，為廠(chǎng)站建設、管網(wǎng)建設等的預期效果提供量化手段。
二是智慧運行。一方面，隨著(zhù)在線(xiàn)監測技術(shù)的發(fā)展和智能控制技術(shù)的成熟，供排水廠(chǎng)站逐漸由機械式、人工式監控向自動(dòng)化、智慧化調控發(fā)展，最終實(shí)現廠(chǎng)站少人、無(wú)人值守，實(shí)現廠(chǎng)站工藝智能、安全、高效、達標運行。另一方面，精度高、實(shí)用性強的供排水管網(wǎng)實(shí)時(shí)在線(xiàn)水力模型作為調度系統的核心模塊，結合預測算法、AI分析等，能夠實(shí)現對管道中各種可能出現的問(wèn)題進(jìn)行預判，對管網(wǎng)調度操作進(jìn)行事前模擬，為區域科學(xué)調度提供參考，保證生產(chǎn)順利開(kāi)展。
三是治污排澇。利用排水管網(wǎng)模型、雨量預測等技術(shù)，在降雨發(fā)生前對排水管網(wǎng)可能的內澇點(diǎn)、污水冒溢點(diǎn)進(jìn)行模擬評估，并針對高風(fēng)險點(diǎn)，自動(dòng)發(fā)送預警信息，事前排查管道淤積等問(wèn)題，執行調度操作降低管網(wǎng)液位，定點(diǎn)配置足夠的人員、物資，降低污水冒溢風(fēng)險，實(shí)現水污染智能化管控、防洪排澇智能化管控。
四是智能運維。借助數字孿生技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)感知設備，構建涵蓋供排水業(yè)務(wù)全鏈條的數字孿生體，將會(huì )是水務(wù)基礎設施運維管理的新模式。通過(guò)水務(wù)數字孿生，將水源、水廠(chǎng)、泵站、管網(wǎng)等設施精準地映射在計算機中，再利用數據分析、模型模擬等技術(shù)，實(shí)現對設施的仿真交互、故障預測等，為基礎設施的運維管理、事件處置的評估決策提供強有力的支撐。
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