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行業動態研究簡報(第43期)之三:智慧水務&智慧管廊

Date | 2019.04.19    作者 |

深圳積極探索都市水務管理新模式

      深圳全力推動單一治水向係統治水轉變,工程治水向生態治水轉變,傳統水務向智慧水務轉變,部門治水向全民治水轉變,初步探索出一套都市水務管理新模式。

      近年來,深圳市轉變治水重點,以水汙染治理為突破口,舉全市之力,堅決打贏水汙染防治攻堅戰。2016 年、2017 年、2018 年我市分別完成治水投資 111.04 億元、197.9 億元、392 億元,3年累計新建汙水管網 5897 公裏,超過曆史總和;大力推進水質淨化廠的新建和拓建,全市汙水總處理能力達到 622 萬噸/日,基本實現汙水全收集、全處理;同時,大力推進黑臭水體治理,僅去年一年就治理了 146 條黑臭水體,基本消除黑臭。

      在治水的同時,深圳市積極貫徹“水城融合”思路,大力開展生態河岸、生態海堤建設。通過拓展岸線空間、硬化去除、中水回補等措施,逐步重塑駁岸、改善水質、提升景觀,建立人與水的友好聯結,深圳灣、福田河、大沙河等一大批河流水域與城市景觀有機融合,成為遊人如織的“網紅打卡地”。

      2019 年,深圳麵臨的治水任務更加艱巨,市委市政府將 2019 年確定為“水汙染治理決戰年”,全年預計投資近 500 億元,確保決戰決勝。

摘自 給水排水



智慧水務,已經飽和的市場?

      2018 年無疑是物聯網與智慧城市理念興起的一年。在此大背景下,“智慧”的理念被炒得火熱,智慧交通、智慧消防、智慧水務,應運而生。

      1.水務行業的專業性壁壘,尤其明顯

      2.水務行業的專業性體現在哪裏

      不同於冷冰冰的結構,水體的流動性決定了水是一種特殊的存在。在水務行業,尤其是考慮到城市的排水管網、河流時,存在著水文產匯流、水動力的特殊概念。

      以下圖為例,下雨時,降雨落到地表,經過截留、入滲、蒸散發等過程,會形成地表徑流,地表徑流隨著地勢流動,會就近匯入到最近的雨水篦子或檢查井,進入到地下管網中,以上便是粗略的水文產匯流過程。在進入管網之後,水往低處流,最終會匯到最下遊的出水口,水體在管道中的流動,便是管網水動力的過程。


      3. 自下而上的智慧水務發展路徑存在什麽問題

      從物聯網架構的角度出發,物聯網可粗分為三層,即感知層、網絡(連接)層和應用層。物聯網層次架構。

      當前的自下而上的智慧水務發展路徑,普遍存在一個問題,就是對應用層專業性的東西,認識過於淺薄,不僅如此,甚至從這些趕智慧水務風口的公司內部來講,領導們對應用層的專業性,根本上就缺少重視。

      4.誰來主導解決方案的形成

      當前的問題在於,實際主導智慧水務建設的公司,由於本身的性質和定位,大多遵從自下而上的智慧水務建設路徑,且缺乏對應用層水務專業性的谘詢能力。對於這些公司而言,如果後期想深入智慧水務應用,組建一支小而精的、由水務專業人才組成的谘詢團隊,是必須的。

      本質上來說,智慧水務是水務與 ICT 結合的產物,水務代表了行業專業性的谘詢力量,ICT 則代表了先進的開發能力,由誰來定需求、誰來主導係統框架,最終決定了發展的上限。

      當前遇到的種種問題,誰能在二者之間架起橋梁,誰能打破應用層、網絡層和感知層之間的壁壘,形成強有力的聯合解決方案,誰就能占據先機。

摘自 國能智慧網



城市智慧水務建設應該具備哪些要素

      1.智慧水務的體係結構

      智慧水務監測體係

      監測體係主要應該包含四個部分,包括防汛、水資源、水環境和水生態管理。智慧水務監測體係更應該借助科學技術的力量,例如利用一些新興技術,比如遙感、衛星、物聯網等,建立起智能的感知體係,以此來確保信息的互通和資源的共享,形成一體化的立體智能監測體係。

      智慧水務控製體係

      供水控製體係主要是指城市內部的供水控製體係,不僅與水源的控製息息相關也與排水係統息息相關。排水控製體係主要是針對城市汙水的排放收集管製和處理體係,使其不要汙染環境,可以多循環利用。生態河湖控製體係主要包含主要的生態廊道和一些比較典型的流域的管製。

      智慧水務數據中心

      智慧水務數據中心功能體係:智慧水務功能體係應考慮日常狀態下和應急狀態下兩種情況,建立起來的智能服務係統是以資源體係為基本構建起來,包括智能感知、智能仿真、智能診斷、智能預警、智能調度、智能處置和智能控製七個循環階段來進行。

      智慧水務應用體係

      應用體係主要是麵向公眾、政府以及業務部門,強調的是服務對象,在智能水務底層結構建立完備之際,如何來與有關的服務對象進行打交道,這是應用體係需要解決的事情。

      2.智慧水務的發展戰略

      智慧水務,在當今信息時代的背景下,既具有了科學發展水資源管理的新模式的色彩,也是水務管理現代化發展的新目標。

      智慧水務的發展戰略應該有以下幾點:

      1)轉變觀念,智慧水務迎合了智慧城市、智慧地球的概念,引領水務管理,充分發揮智慧水務的優勢。

      2)領域協同,能夠迎合社會公眾需求,利用移動終端和互聯網技術來實現為市民一站式涉水業務的服務。

      3)服務融合,實現多領域協同,達到資源共享和業務協同,協調多部門共同實現信息共享、業務協同、決策支持。

      4)公眾參與,實現公眾參與、水供應商、管理部門三者的供應,讓智慧水務的發展融入集體的力量。

      3.智慧水務的實施途徑

      1)統一原則

      統計口徑統一、技術標準統一、測量方法統一、共享程度統一,同一個雲數據中心,同一個傳輸網絡等各種統一的原則。

      2)資源共享

      實現資源的共享要滿足一下三個條件:第一,水務係統內部信息資源最大程度地共享;第二,社會公眾能夠最大程度地接觸公共信息;第三,實現資源優化配置、互相聯通的信息、公開透明的政務,最大化的促進信息基礎設施和應用的建設。

      3)信息技術結合管理模式

      智慧水務的建設需要結合現代信息技術。

摘自 北極星水處理網



智慧水務究竟會給水行業帶來哪些變化?


      與傳統的水務相比,智慧水務通過數采儀、無線網絡、水質水壓表等在線監測設備實時感知城市供排水係統的運行狀態,並采用可視化的方式有機整合水務管理部門與供水設施,形成城市水務物聯網,並可將海量水務信息進行及時分析與處理,並做出相應的處理結果輔助決策建議。

      變化一:水質安全 24 小時動態監控

      物聯網智慧水務具有無可比擬的優越性。可通過水務子係統直觀地監控,自動化操作,可在平台直接顯示原水濁度、PH 值等技術參數,一旦這些參數出現異常,會第一時間在平台上顯示並發出警告,方便技術人員隨時掌握水質情況。

      變化二:使水務管理數字化、智能化、規範化

      采用數據采集、傳輸等傳感設備在線檢測水務係統的運行狀態,通過平台係統對這些采集的海量數據進行分析、處理並對各類關鍵數據實施實時監測和智能分析,同時提供分類、分級預警,使之更加數字化、智能化、規範化,從而達到“智慧”的狀態。

      變化三:調度效率高

      物聯網智慧水務使調度更科學更高效。通過調度係統操作平台便可以根據實時數據和曆史數據,對用水量進行預測,包括水資源評價、水質監測與管理、供排水管理、防旱抗汛等產生優化調度方案,方便調度人員優化方案。

摘自 深圳舜通智能



國內外智慧水務信息化建設與發展

      1.國外技術現狀

      大部分國外智慧水係統由兩塊技術組成,即計算機輔助(IT)和業務技術支持(OT),加強 IT-OT 的融合是國外水務公司信息化技術的主要工作,IT 是提供水係統的 IT 技術,不僅僅是數據的采集,還需要可視化和分析;OT 是提供業務運營應用需求,並將業務需求進一步通過信息化方式實現。

      事實上越來越多發達國家對未來水務提倡的概念是:建立一個有彈性理念的水係統。也就是通過對係統可能產生的風險進行評估,對係統接納風險的能力進行評估,進而提出係統彈性恢複的建議措施。

      2.智慧水係統給國外水務公司帶來的好處

      (1)舊金山公共事業局在係統維護方麵每年為員工節省 9600 h。

      (2)菲律賓邁尼拉德水務公司通過泄漏檢測的實時數據,每天回收 6.4 億升水。

      (3)加拿大卡爾加裏城市通過用大數據管理城市防洪,實時掌握流量與水位,並能夠細化了解重要區域的詳情,整個係統采集的數據包括:流量、深度、水位、流向、溫度、濕度、雨量、天氣數據等,基於洪水風險的預測,卡爾加裏市就能完成分流,有效地為防洪排澇提供技術支持。

      (4)Vitens 公司:智慧水係統可以在 2 min 內實現爆管事件的識別。

      (5)英國聯合水務:通過數據分析可實現第二天的用水量預測。

      (6)IBM 工業用戶:通過數據分析提供的幫助,半導體製造工廠的水和能源每年可以減少 1000 萬美元。

      3.建設途徑

      智慧水係統絕不是買軟件或硬件可以實現,而是要解決“know-how”的問題。智慧水係統平台建設的組成包括硬件設備公司,軟件公司,還有提供係統全套產品的公司及科技互聯網企業。

      1.建立有效的信息化團隊,深入信息化開發工作

      水信息技術算法在整個係統平台中發揮著“大腦”的智慧作用,是實現智慧水務不可缺少的一部分內容。

      2.選擇合適的數據開發平台

      企業需要的是一個定製化的係統平台,還是一個持續的、可擴展二次開發的動態係統平台,這個問題決定了企業信息化平台的建設思路。

摘自 中國水網



新時代智慧化地下綜合管廊要“標配”哪幾項高科技?

      大數據

      管廊監測大數據將包括:管廊範圍內所有的管廊本體數據,管廊內部附屬設施數據(消防栓、通風口、積水井等),以及管廊環境監測係統所產生的溫濕度傳感數據、液位傳感數據、氧氣傳感數據、甲烷傳感數據、硫化氫傳感數據等。

      數據分析:首先要解決如何將多源異構的數據正確解讀、綜合分析的問題,並從海量數據環境中,挖掘出數據中潛在的、事先未知的有用信息,為管廊健康狀況進行分析與預警。

      數據處理:海量增長的管廊監測大數據要從不同類型的數據裏迅速獲取有價值的信息,需要處理大量、非結構化的數據,在處理環節中可以采用采用高性能、大規模並行的海量數據處理的算法模型與平台來提高海量數據的處理能力。

      數據展示:大數據展示技術包括數據分析過程和結果的可視化顯示、曆史數據的可視化、信息流展示,將大數據複雜的分析,用直觀的形式進行展現出來,進而提高管廊監測大數據的利用效率。

      雲計算

      安防雲:為了用基於物聯網模式並且采用雲存儲技術來滿足現代化安防的需求,而采用雲計算技術推出的視頻監控雲服務,可有效解決媒體大數據的獲取、存儲、檢索、智能應用等問題的視頻大數據存儲及應用係統。為視頻監控的快速精確檢索、智能應用等提供了端到端的解決方案。

      AR 技術

      區域控製單元:綜合管廊監控與報警係統是一個綜合性非常強的管控係統。各係統之間由於技術體係不一,采用的標準各異,導致難以兼容互通,這不僅需要兼顧環境與設備監控、通信聯絡、地理信息等需求,而且還要兼顧災難事故預警、安全防範等方麵對圖像監控的需求,同時還需要考慮報警、門禁等配套係統的集成以及與廣播係統的聯動,因此在這些係統的互聯過程中必然會出現係統異構的信息孤島問題。

摘自 中國水網



全國首個智慧綜合管廊示範工程項目在滇中新區建成

      滇中新區智慧綜合管廊能實現自動維檢、精準管控。日前,雲南滇中新區智慧綜合管廊一期工程通過驗收,標誌著全國首個智慧綜合管廊示範工程項目建成並將投入使用。

      作為國家住建部首個智慧管廊示範工程項目,項目主要利用雲平台、大數據、物聯網、GIS+BIM技術,通過全生命周期一體化智慧管控平台,以基於大數據分析的預前控製和專家係統的危機處理決策,實現綜合管廊的可視化管理、自動化維檢、智能化應急、標準化數據、全局化分析、精準化管控,提高了綜合管廊智能化管控水平與運行效率,降低運維綜合成本。

      國家住建部標準定額司委托專家驗收委員會對入選“住建部 2017 年科學技術項目計劃——科技示範工程項目(信息化示範工程)”的雲南滇中新區智慧綜合管廊一期工程進行驗收,專家驗收委員會給予了“項目成果達到國內領先水平”的高度評價。

      據悉,該工程在建設研發過程中,其創新技術先後獲國家 29 項軟件著作權,授權 2 項實用新型專利,受理 5 項發明專利與 2 項實用新型專利。其中,綜合管廊智慧管控平台等 5 項關鍵技術軟件通過住建部組織的軟件測評,並獲中國測繪科學研究院頒發的測評證書。工程還配套建設完成國內第一個大型多媒體智慧管廊展廳,為參觀者提供具有科技感的全新體驗。

      目前,滇中新區已結合綜合交通規劃同步編製了地下綜合管廊專項規劃,實現管廊與道路同步規劃同步實施,最大限度避免道路重複開挖、重複建設。按照專項規劃,滇中新區地下綜合管廊總裏程為 200 餘公裏,現已建成或在建地下綜合管廊 30 餘公裏。

摘自 新華雲南