“绿色生态，和谐自然”是环境人的共同梦想，环境企业为绿色发展都贡献着自身力量。在自身领域精专做强，这其中少不了企业的核心技术团队的努力奉献，昼夜拼搏。作为圈层企业技术专家开放长期发声平台，E20通过征文形式汇集多企业的核心技术特点、优势以及与该技术匹配的经典案例，E20愿以企业为核心建立企业技术团队专家库，促进企业的技术优势在实际项目中的应用以及该技术的发展方向和创新。后续E20旗下中国水网/中国固废网/中国大气网微信和网站，将持续发布此系列内容。今天特别发布中环保水务投资有限公司的技术及案例。
我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，水务、环保等行业同样如此，经历了过去高速发展的建设期后，已经开始进入重视运营、重视质量的“效果时代”。而智慧水务，就是利用大数据、物联网、云计算、人工智能等技术提升水务、环保资产的运营管理效率，使其最大程度的发挥价值，是行业进入高质量发展阶段的重要抓手。
近年来，中环水务在智慧水务领域持续布局，先后在城市供水管网地理信息系统(GIS)建设与水力模型应用，供水管网漏损控制技术，多座污水厂控制系统物联网整合以及水务生产运营系统构建等诸多方面开展了系列研究，以服务于公司全面实现创新驱动发展的战略目标。
一、智慧水务发展制约瓶颈的突破与实践
目前智慧水务发展过程中较关键的制约瓶颈是缺少一个规范的水务信息统一管理平台;一些子系统各自为政，信息的处理和流转仅局限于本部门，不能在整个水务集团进行很好的共享，信息孤岛现象严重。此外，绝大所属企业的信息化建设只完成了传统的业务流程管理，还远没有实现信息化带动企业现代化的目的;虽然建设了基础数据库、积累了大量数据，但是尚不注重数据的整理和挖掘，难以为管控决策有效利用。
为突破信息孤岛的制约因素，水务公司应建立起统一的信息规划，整合现有的IT资源，不仅要采用标准化的业务系统技术标准，实现业务信息的共享，更为重要的是要搭建全面的管理平台，实现管理和业务的有机结合。
2016年，中国节能环保集团有限公司开始水务生产运营系统的建设工作。2018年，在集团层面完成该系统的建设与应用(第一阶段)，并获评工信部 “2018大数据产业发展试点示范项目”。这一阶段的开发应用任务主要包括从集团水务板块3家二级公司下属项目公司总计运营的55座污水厂(城镇污水处理及工业废水处理)，32座自来水厂及2座水库中筛选出代表性生产厂站作为试点单位，部署安装高性能工况数据采集系统，以实现现场数据的实时采集与传输，并分类按规则存储在系统平台服务器数据库内。项目公司及二级公司则可按照固定周期，通过水生产大数据分析系统进行运营数据的填写上报。基于这些日常的海量生产、运营数据，抽丝剥茧，针对各分析主题，抽象出各数据指标之前的关联关系，进而找到提升企业运行效率，优化运营KPI指标的关键因素，以量化的数据决策的形式呈现给管理人员，帮助各单位优化生产，提高效率，增加行业内竞争力。水生产大数据综合分析系统上线运行后，减少了各单位 90% 以上的数据汇总展示及问题排查分析的时间。此外对一线生产单位而言，减少了 10% 左右的生产运行成本。
图 水务生产运营信息系统
水务生产运营信息系统的建设坚持顶层设计和底层设计“双轮驱动”的理念，创新提出了“全需求，做减法”的信息化建设思路来进行水生产大数据综合分析系统中数据字典体系的设计和搭建，并原创提出了管理视图分析法，明确了在项目活动中各子团队的基本任务和完成任务的基本思路，并梳理明确了各项任务涉及的数据项目。
“全需求”：按照系统化思维和结构化方式，通过对业内已经实现的需求进行全面梳理，找到基于业务管理事项本身的“原子级”指标，将大量看似个性化的活动概括、提炼为指标，形成符合MECE(相互独立，完全穷尽)原则的全指标覆盖，成为集团水务板块的“标准字典”;此外建立个数有限的具有普适性、通用性的数据统计分析模型。
“做减法”：以单个企业或组织为对象，从其实际业务和管理事项出发，筛选满足客观需要的必要指标，即从“标准字典”中删减不必要的指标，形成该企业的个性化指标集合。
“管理视图”分析法：在明确项目组内各子团队在本项目中承担的基本任务的基础上，根据各子团队组织及任务特点完善相关辅助要素，例如：权责分配、资源配置、风险控制、过程管理、文档管理等，有机融合各子团队既有管理体系，实现纵向衔接、横向协调的管理目的，从而达到既统一共性，又彰显个性的一体化的团队管理系统。
通过试点单位的试运行，进行基于前期累积数据的各种综合分析结论的有效性验证，根据验证结果并经过一系列算法优化后，下一阶段将在集团水务板块进行大规模的铺开和推广应用水务生产运营信息系统，以期让所有单位均能够获得系统提供的生产及运营优化策略，供管理人员作为重要参考。同时也丰富生产大数据综合分析系统的基础数据素材，进而实现综合化的汇总分析及深度挖掘，由系统的功能模块得到量化数据策略，为集团水务板块业务的投资预测、供应商整体评估、生产工艺调整及优化、能耗分析等提供量化数据支撑。
二、城市供水管网GIS的构建与漏损控制技术研究
就城市供水而言，智慧水务带来的价值主要体现在三个方面：一是降低漏损率，通过水表的网格化、实时监控、快速定位管网问题等实现漏损分析，从而降低漏损;二是减少投诉，通过自动抄表杜绝人工抄表导致扰民、“抄不准”、“估值”等现象，提升服务水平，减少投诉;三是通过水质、水压、温度等数据的实时回传，实现精细化、可视化管理，提升管理能力。_ueditor_page_break_tag_
2012年，中环水务下属湘潭中环着手开展“城市供水系统(湘潭市)安全评价及优化关键技术研究与示范”的研究，以构建基于GIS的管网信息化管理数据库与模型，建立区域管网漏损预警与评估方法，并通过技术集成与工程示范，建立集供水管网的监测、预警、控制与管理的综合模式。
项目组成员从2010年便开始针对管网GIS及水力模型应用进行了全面调研，以期借鉴同行成功经验，规避项目实施的潜在风险，选择一条适合公司实际情况的管网信息化建设最佳路径。
2013年3月，开始覆盖全市供水管网探测与水表普查，以及GIS软件定制开发与工程调试工作，并于同年年底完成工作成果验收。
2014年4月，组织完成相关部门工作人员参加管网GIS操作培训。6月，编制完成管网GIS管理制度，并建立完成基于管网GIS的新建管网探测、移交管网工程、管网数据纠错及管道抢修等的工作流程。8月，供水管网GIS正式上线运行。
2015年，开展充分利用现有管网GIS成果，探寻管网漏损率降低突破口的相关工作。针对漏损率较高的小区，开展以压力控制、DMA分区管理和漏损探测相结合的综合漏控技术试点研究，为全市建立五大区域 DMA 分区管理模式，探明技术实现途径。
目前正在安装区域监控计量总表;在安装一定数量区域监控总表安装的基础上，将陆续建立管网抢维修、水力模型、SCADA 、水表集抄管理平台等应用系统，并构建集上述应用系统为一体的管网漏控综合管理信息系统，使其具备管网历史漏控数据的管理、DMA分区管理、漏控方案的生成和决策支持等功能，以实时掌控供水系统的异常，做到迅速排查和及时解决。
三、智慧水务的发展趋势与应用前景
智慧水务可简单的概括为“感知、互联、应用、人性”8个字，而“人性”是智慧水务的最终目的，即将人从繁琐基础的事务性工作中解放出来，做更有意义和价值的事情;智慧水务最终是要体现在人性和创新上。
智慧水务云服务平台的构建，通过运用数据采集、无线网络、水质水压等在线监测设备形成感知物联网，实时感知城市供排水系统的运行状态。更深层次的是要应用云计算、大数据和人工智能等技术帮助管理者实现决策指导、仿真模拟、辅助调控等能力，更好的服务于政府、公众及水务行业。以数字化转型促进能力向资产的转化，促使传统运营能力转变为现代化服务能力。
本文作者
袁芳，女，中环保水务投资有限公司技术研发中心主任助理，主要负责科技创新、技术交流与合作。环境工程专业博士，给排水高级工程师。以第一作者发表SCI论文2篇，中文核心6篇，授权发明专利1项，实用新型专利4项。主持多项中节能集团科技创新课题，主持《北京市西城区水体达标方案》的编制、“北京西城区再生水处理设施概念设计”及“北京市西城区北护城河水质改善工程的设计与实施”。先后参与“十二五”水专项及《银川市生态城市规划战略研究》、《珠海横琴水资源综合利用专项研究》等。
