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工业互联网支撑的智慧水务建设模式浅析

发布时间:2020-05-06 10:29来源: 网络整理

北极星水处理网讯:我国水资源治理现状

据不完全统计,目前我国年均缺水约500亿立方米,约2/3城市不同程度缺水,城镇污水处理率不足90%,人均水资源总量只有全球平均水平的28%,水资源短缺及其开发利用处理能力不足、传统水务行业自动化和信息化技术应用相对滞后已成为掣肘建设美丽中国、实现我国长期可持续发展的矛盾焦点。

供水方面,我国供水总量在2013年达到前期峰值,之后开始出现供水总量增速趋缓甚至下降现象,尤其在城市供水管网漏损方面,目前西方发达国家基本将城市供水管网漏损降低到10%以内,但是在我国大部分城市地区供水管网漏损率仍旧超过15%,部分地区甚至超过了20%,水资源利用率过低、漏损过于严重,导致了我国水资源日趋紧缺。

近年来,我国住建部、发改委等相关部门陆续出台相关规划、政策支持水务的智慧化发展,特别是2018年《水污染防治法》的正式实施,明确了水污染防治的标准、规划和措施,对水质处理、污染防治提出更高要求。一系列水资源治理、供水管理、污水处理等方面的政策出台,均瞄准提升我国城市资源综合治理能力的目标,为我国发展智慧水务产业带来了良好的政策环境支撑。

智慧水务是什么

近年来,随着新一代信息技术的迅猛发展,传统水务行业与物联网、云计算、大数据、移动互联网、人工智能等新一代信息技术有机融合,推动了传统水务行业智慧化转型升级,智慧水务产业应运而生。

在《工业互联网术语和定义》中,智慧水务的定义为:以业务与数据双驱动为核心,充分利用新一代信息与工业互联网技术,深入挖掘和广泛运用水务信息资源,通过水信息采集、传输、存储、处理和服务,全面提升水管理的效率和效能,实现更全面的感知,更主动的服务,更整合的资源,更科学的决策,更自动的控制和更及时的应对。

智慧水务可大幅提高水资源开发利用处理效能,不仅是我国水务行业发展的主导方向,也成为建设智慧城镇、智慧中国的重要组成部分,值得高度重视并着力推进其健康快速发展。

笔者单位长期从事智能制造的技术研究与应用,在智慧水务的领域,笔者创新性的将制造的全生命周期的理念应用在智慧水务定义中,提出:智慧水务的根本目的是实现水资源全生命周期的智慧化管理,提供水系统全生命周期管理机制,包含水安全、水环境、水生态、水治理、水科技、水利用等水务系统六大发展领域。


图1:水资源全生命周期管理模式图

智慧水务发展的困境

在智慧水务良好的发展机遇下,虽然有如北控水务、中环水务、碧水源集团等大型水务公司初步实现了智慧水务的转型升级,并实施了一定数量的具备管控一体、数据可视、协同调度等功能的智慧水务建设项目;但从中国城市供水现状及其水资源治理态势来看,当前智慧水务的发展仍旧处在初级阶段,通过对当前水务系统调研分析得出阻碍智慧水务发展的主要因素有如下几方面:

首先,水务、水资源管理系统信息化程度,数据信息孤岛相对严重,甚多重要的水务信息数据无法实现互联互通,信息资源的协同共享能力较差;

其次,水务基础数据不完备,部分水务部门尚未完成对管网地理信息系统的数据化规整,管网属性数据相对缺失,管网的监测精度、监测频率以及监测广度等方面相对粗放,数据难以获得、准确度差,限制了数据的综合利用;

最后,各企业及研究机构对智慧水务的本质认识相对较浅,尚未形成数据共享、资源协同的互利共赢局面。

智慧水务如何拥抱工业互联网

为了破解智慧水务发展存在的各类制约因素,笔者尝试结合国家工业互联网发展战略及其工业互联网平台建设模式,探索一种智慧水务融合工业互联网的建设模式,以便促进智慧水务产业的高质量快速发展。

首先,我们所说的工业互联网是以互联网为代表的新一代信息技术与工业系统深度融合形成的产业和应用生态,是工业智能化发展的关键综合信息基础设施。《工业互联网体系架构报告》在分析业务需求基础上,提出了工业互联网体系架构,指出网络、数据和安全是体系架构的三大核心,其中“网络”是工业系统互联和数据传输交换的支撑基础,“数据”是工业智能化的核心驱动,“安全”是网络、数据以及工业融合应用的重要前提。该体系架构从本质上指出数据流的核心驱动地位,也阐明了数据是沟通工业物理实体与虚拟实体的根源,也是创建CPS系统、数字孪生体的根基。