关于智慧水务，来看看深圳水务有哪些实际成果落地了
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早在2008年，IBM提出了“智慧的地球”这一理念。2010年，IBM又正式提出了“智慧的城市”愿景，希望为世界城市发展贡献自己的力量。随之国内也掀起了一股建设“智慧城市”的热潮。2013年，国家住房城乡建设部公布首批国家智慧城市试点名单。首批国家“智慧城市”试点共90个，其中地级市37个，区(县)50个，镇3个。
这一场来势凶猛的智慧革命，亦为中国经济的转型升级装上了新引擎。数据显示，截至2014年底，国家智慧城市试点、信息消费试点、宽带中国试点等智慧城市建设相关试点已达500多个。相关预测表示，2015年国内智慧城市的IT投资将会突破2400亿元，拉动经济总产值超过1万亿。
与此同时，作为“智慧城市”的重要组成部分之一，“智慧水务”的概念也逐步被公众所熟知和认可。“智慧水务”是通过数采仪、无线网络、水质水压仪表等在线监测设备实时感知城市供排水系统的运行状态，并采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供排水设施，形成“城市水务物联网”，并可将海量水务信息进行及时分析与处理，并做出相应的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程，从而达到“智慧”的状态。
本期“智慧水务”专题，就让我们一道来看看深圳水务集团在智能化、信息化方面的投入、研发与成果，从而使水务这个传统行业在互联网新经济时代，焕发出新的活力。
九十年代的美国学者尼葛洛庞蒂曾经写过一本后来在中国风行一时的著作——《数字化生存》，断言“信息将决定我们的生存”。他的预言转眼成了事实。如今，上至国家下至个人生活，信息化已然渗透期间，成为席卷全球的巨大浪潮。步入21世纪，“智慧城市”的概念渐兴其道，即能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能的响应，为人类创造更美好的城市生活。而在其中重要公共服务之一的水务领域，“智慧水务”建设正是“智慧城市”发展的题中应有之意。
所谓“智慧水务”，是智慧城市在供水污水处理范围的延伸，是一套全面的水务信息化管理体系。这一系统应当聚合地理信息系统、数据采集与监视控制系统、实时数据的水力模型系统，形成管理技术人员和运营信息高度融合的集成管理环境，从而实现水务的智能运营和智能决策，最终使企业成本得以精细化控制，对用户的服务质量不断改善，企业的价值得以不断提升。
深圳水务集团作为与民生息息相关的水务企业，一直以来不断探索水务企业的信息化战略，将信息化作为支持战略、促进管理、提升效率的重要手段之一，在水质监测、水务调度、以及企业运营管理等多个方以“智慧水务”为标杆，促进深圳水务集团向智慧型水务公司转变。
四大体系——系统推进信息化战略
多年来，深圳水务集团以保障供排水安全、提升服务水平为两条主线，年均投入1700余万元，构建了水务物联网体系、客户服务体系、业务运营体系、信息安全保障体系等四大信息化体系。
水务物联网体系：深圳水务集团建立起较为完善的水务物联网，实现了本部7个水厂、5个污水厂、3个原水泵站的生产全过程自动化，管网上21个区域流量监 测点、56个压力监测点、33个水质监测点、50个二次加压泵站、59个排水泵站的生产数据采集、预警和监控，加快物联网在水表、阀门、消火栓、道路积水 检测等领域的推广应用，形成全面感知、广泛互联、实时在线的水务物联网体系。客户服务体系：构建了以营销管理、呼叫中心、网上营业厅、微信营 业厅、客户关系管理、客户档案管理为代表的客户服务体系。我司各项业务均以客户服务为中心，不断拓展服务渠道，创新客户服务方式，快速响应客户需求，提升 客户满意度。以客户服务体系信息平台的规范、统一，推动全市范围内供水营销及客户服务的一体化管理，践行企业承诺。
业务运营体系：建立了涵盖 管网地理信息、管网维护、水力水质模型、产销差管理、调度管理、厂级生产管理、办公自动化、水质实验室管、数据中心等业务运营体系。以信息化对内创新优化 业务管理模式，再造业务流程，提升管理效率，节能降耗，降低产销差，实现技术、管理输出与复制。信息安全保障体系：深圳水务集团秉承高度的社会责任感，一方面加强生产运营层面的网络、信息安全保障，确保信息系统稳定、可靠、连续、安全运行，另一方面，重点保护好大量的客户数据、GIS数据等关系国计民生的数据。
十大系统——全面保障水务安全、提升水务服务
深圳水务集团打造了涵盖生产、经营、服务、管理等主要业务领域的信息化应用系统，成为深圳水务集团实现跨越式发展的有力支撑。
基础架构系统。在基础架构方面，深圳水务集团建立了企业私有云，异地灾备机房和较为完备的信息安全架构。深圳水务集团持续关注云计算与虚拟化技术等新IT技术，通过服务器虚拟化技术的应用，延长计算机使用寿命，降低网络带宽要求，取得了良好的应用效果和经济效益。
MIS系统（管理信息系统—Management Information System）。深圳水务集团MIS系统日均有1000多人同时在线，最高同时在线人数1600多人。系统可实现108类电子流程，月均实现各类流程实例 1735余项，，基本实现无纸化办公，有效提升了管理效率，优化了业务流程。
PMIS（厂级生产管理信息系统—Project Management Information System）。PMIS系统在深圳水务集团和二级企业的水厂、污水厂、泵站得到了广泛的应用，为生产单位建立了一个统一的厂级生产运营管理平台，涵盖 日常生产管理的主要功能（实时数据监视、工单、化验、设备、能耗药耗分析等），在实现了生产单位业务管理模式的优化和业务流程的再造以及标准化的同时，还 实现了管理经验、管理模式的快速输出与复制。
SCADA系统(数据采集与监视控制系—Supervisory Control An Data Acquisition)。深圳水务集团SCADA系统总计有34919个有效数据采集点，包含了深圳水务集团7个水厂、5个污水厂、管网10个区域流量 监测点、46个压力监测点、35个水质监测点、41个二次加压泵站、3个原水泵站、59个排水泵站以及二级水司的主要数据，实现了深圳水务集团下属水厂、 污水处理厂、原水泵站、排水泵站和管网压力、流量、水质等数据的监测、显示和存储，以及调度平台的“系统统一、数据统一”。
GIS系统（地理 信息系统—Geographic Information System）。GIS系统基于ArcGIS平台二次开发，实现了供排水管网基础数据和管网运营业务的标准化、规范化管理。目前深圳水务集团正在进行 GIS改造的升级改造，并基于GIS建立深圳水务集团层面信息整合服务的统一平台，以实现管网、客服、生产等信息资源的跨系统共享，将有效实现各类相关业 务的效率提升、资源共享，产生更为丰富的协同效应。
LIMS系统（实验室信息管理—Laboratory Information Management System）。深圳水务集团LIMS系统涵盖供水、污水污泥、气体三大类，30多个产品，350多项指标。2014年录入数据约22.8万个，其中供水 部分管网水约8.5万个，出厂水4.8万多个，原水3.5万多个，生成各类报告约3600份。
管网管理系统。深圳水务集团管网管理系统包 括：GPS管网巡查系统，在40多台管网、客服巡查车上安装了GPS定位设备，对管网巡查工作量化管理。PDA阀门管理系统，对所有市政阀门统一编号、挂 牌，操作人员可通过PDA现场识别、修改阀门信息，并将阀门的维护保养信息记录在PDA中，对GIS数据更新，实现了阀门数字化、精细化管理。
手机端移动巡检系统。该系统通过巡查现场查询及记录，巡查人员签到及任务管理，巡查故障及异常作业指导，巡查状况查询统计，故障及时上报及处理等功能，实现了厂区内巡检工作的规范化、标准化、无纸化和移动化，
UCIS抄表收费系统。作为集团型抄表收费系统，深圳水务集团UCIS系统融合收费（水费、污水费、垃圾费等）、大小表分抄、抄表维修工作量化、绩效考 核、抄表周期调整、大客户管理、内控审计等业务功能，并支持智能终端手持抄表、实时计费收费。该系统还能满足未来高层、中间层抄表到户后客户数量成倍增长 （200万用户级）及业务发展和规范管理的要求。
呼叫中心系统。采用全球呼叫中心技术领先及市场占有率排名第一的AVAYA公司呼叫中心平 台。全功能7ⅹ24小时的多媒体呼叫中心标准化服务，整合了电话、传真（电话与传真服务一号通）、网站、电子邮件、短信、语音留言等业务功能。2014 年，深圳水务集团实现了深圳本地供水公司呼叫中心系统和客服热线号码的统一。
此外，深圳水务集团还开通了网上营业厅和微信营业厅，使用户可以足不出户办理各项业务，并通过用户留言、即时查询等功能实现与深圳水务集团的互动交流。
未来目标——以智慧水务为导向
深圳水务集团高层的高度重视，专业部门的实干推进，全体深水人的参与支持……深圳水务集团在信息化建设的道路上不断思索、不断探索，正在逐渐形成符合水 务行业自身特点的信息化管理系统。然而，基于信息化的高速发展和归纳集成的难度，深圳水务集团的信息化建设还有很长的路要走。特别是随着深圳特区供排水一 体化和异地投资项目的发展，深圳水务集团在过去几年快速扩张壮大，企业经营管理的广度与深度呈倍数增长，由此引发对信息集成整合的质量要求越来越高，对信 息化管控的要求更加全面和深入。
为此，深圳水务集团出台了“十三五”信息化规划并已经开始着手布局相关工作。规划明确指出，到2020年，深 圳水务集团信息基础设施、信息安全进一步完善，各业务领域信息化全面普及深化，信息资源开发、应用和整合水平显著提高，建立起适应集团型架构的信息化组织 形式和管控模式，信息化职能和价值不断提升，深圳水务集团整体信息化综合水平在国内同行处于领先水平，下属二级企业信息化水平达到或接近国内同行先进水 平。
深圳水务集团将争取在未来五年内实现对对深圳本地业务系统的全面整合，搭建一体化的业务平台，加强对投融资管理、管理制度、财务监控、技 术工艺管理及人力资源管理，为全面实施ERP系统创造条件；以智慧水务为导向，在生产运营、管网运营、客户服务等方面，试点应用市场上比较成熟的物联网、 云计算技术，以更加精细、动态的方式管理水源、供水、用水、排水的整个水务生产、管理和服务流程；提高数据化应用水平，实现经营数据的整合和基本大数据分 析能力，在做好水产品的同时做好水产品相关的信息服务，为企业经营决策、为社会用户提供实质性帮助；加强“互联网+”应用和移动应用服务，提升用户使用体 验，提高深圳水务集团的社会形象。
在“智慧城市”、“智慧水务”概念深入人心的今天，深圳水务集团借力信息化建设，将多年的水务管理运营理念 和经验进行固化传承，并结合时代特征不断予以创新和发展，将为深圳水务集团打造“智慧水务”铺就通途。我们相信，“智慧水务”一定能进一步促进生产经营管 理的创新，从而推动深圳水务集团实现高质量、高水平、高效率的持续发展。
在今年3月的十二届全国人大三次会议上，李克强总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划。李克强总理所提的“互联网+”与较早相关互联网企业讨论聚焦的“互联网改造传统产业”基础上已经有了进一步的深入和发展。
今后的互联网已不再是一般意义上的工具，它会上升为主体，传统产业则都将变为被整合的对象，“互联网+水务”运营管理的理念将企业的生产过程、调度监控、事务处理、决策等业务过程进行数字化，通过各种信息系统网络加工生成新的信息资源，提供给各层次的人们洞悉、观察各类动态业务中的一切信息，以作出有利于生产要素组合优化的决策，使企业资源合理配置，实现实时运行监视告警、企业形象展示、生产精细化管理、生产优化调度、经营成本分析、日常办公管理、辅助经营决策等综合管理应用。
“互联网+水务”成为传统水务企业走向智慧水务的新引擎，是政府推行“智慧城市战略”的重要组成部分，同时也是体现城市管理信息化水平的标志之一，更是保民生的技术支撑手段。开天源自动化工程有限公司作为深圳水务集团全资控股子公司，多年来承担了深圳水务集团自动化和信息化项目的主要建设和维护工作，在业务信息化系统建设、流程自动化系统集成、智慧水务产品开发等工作上硕果累累。
伴随国内城市的快速发展和不断扩张，人们对水安全、水环境的要求也越来越高。开天源公司顺应时代变化将“智慧水务”应用延伸到大数据管理、水质预警、污水处理、消防用水等领域，以最先进的技术理念和现代化的产品应用不断提升深圳水务集团安全供水、环境改善和市政用水的管理能力。
智慧水务的顶层设计
智慧水务建设是个复杂的系统工程，首先要进行需求分析，了解企业信息化建设的现状，找出问题，确定目标范围，依据总的建设目标的要求，制定中、长期的建设发展规划；然后依据整体规划做好顶层设计，其重点是数据资源规划
通过智慧水务专项试点项目的规划、设计、建设、运营及服务全过程的落地，推动智慧水务规范及标准的建设，激发市场活力，创新智慧水务建设模式，使水务运营管理变得更智慧，从而惠及全社会的民生，让市民生活更美好、城市发展更美好。
智慧水务关键要素
传感检测环节：
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息（比如自然界中的各种生物量、化学量、物理量），按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
数据传输环节：
从传统互联网到移动互联网：移动互联是发展趋势，移动互联网不仅可以作为人们基本的社交工具，也代表了一股技术与思维的创新浪潮，席卷各个领域，是对传统互联网的跨越式发展。
从互联网到物联网：物联网是互联网的延伸，它通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，实现物物相连。
分析展现平台：
基于计算机软件技术，对采集到的水务相关数据进行储存、分析处理，并将处理后得到的信息呈现给用户，为生产、服务等环节提供指导和帮助。基于分析展现平台充分开发水务信息资源，可进一步拓展水务信息化的深度和广度，增加水务信息管理的科技含量，降低水务管理资源消耗。
智慧水务应用实践
饮用水安全保障预警系统
组建以RTB为中心的饮用水安全保障预警系统，集生物监测与理化监测于一体，可多角度同步分析水质，实现水质快速预警。系统提供多种形式的客户端，能将水质监测信息实时地、分级别地、多渠道地传送至用户。水质一旦发生异常，系统可自动将异常信息发送给相关负责人员、办公客户端、企业管理大屏。
水质毒性生物监测设备RTB
由开天源公司和深圳水务集团技术部合作研发，属于国家“十一五”期间科技重大专项【珠江下游地区水源调控及水质保障技术研究与示范（2009ZX07423-001）】，获得国家发明“水质污染预警方法”、“水质污染预警装置”等七项专利，并被授予2015年度广东省环境保护科学技术二等奖。水质毒性生物监测仪（RTB）选用对水质有高敏感度的斑马鱼作为指示生物，通过“运动行为解析软件包”能够快速判断水体异常情况，对农药、除草剂、重金属、石油污染物、藻毒素、工业有机排放物等数千种有毒有害物质具有较高的灵敏度，构建起水源、泵站、水厂三级多点预警监测平台，结合理化监测仪表的高度集成，实现了对水源地、河流断面、供水系统的无人实时在线监测。目前，RTB已在广东、山东、新疆、河北、河南、澳门等地40多个水质监测项目中稳定应用，成为水质安全预警的可靠保障。
重金属离子荧光检测仪
重金属荧光检测项目由开天源公司李震博士主持研发，在研发过程中已累计发表7篇相关论文，申请2项发明专利、2项实用新型专利、1项软件著作权。该项目分别获得深圳市科技创新委与深圳水务集团技术委员会的立项资助。研发团队的目标是开发出一种便携式的重金属离子荧光检测仪，实现对水环境重金属离子的快速、高灵敏度检测。目前，该项目的研究进展顺利，并取得了以下主要成果：
①针对水质重金属离子检测的应用需求，设计了小型化的荧光检测系统，可以用于多种重金属离子的检测；
②设计合成了用于汞离子、三价铬离子、镉离子、铅离子检测的荧光探针材料；
③设计开发出水质重金属离子荧光检测设备样机，并对样机的光学部分、电子学部分等硬件模块进行了研制。
目前该产品已初步成型，设备测试和前期推广的工作均在有条不紊的推进。重金属离子荧光检测仪不但能作为独立承担检测工作的便携式仪表，还可以作为开天源水质毒性生物监测设备KTY-RTB的有效补充。
污水厂车间空气净化装置
在开天源公司，一个由张连峰博士领导的研究小组正围绕紫外线的应用进行多领域多用途的探索，一系列以紫外线为核心的技术和产品正在孕育中，其中就包括了小型空气净化器和大型空气净化系统。
小型空气净化器的工作机理是低压紫外汞灯可同时发射出低频和高频光子，这两者和空气中的氧气、光催化剂相互作用会产生一系列的链式反应，从而形成很多寿命很短的活性游离基，这些游离基可以高效率的分解空气污染物分子。开天源的研发工程师依此原理，开发了小型空气净化器。图1是净化器的原理图。目前开天源的项目团队已成功组装接近样机的实验装置，测试结果显示：以氯苯作为目标污染物，在约为0.17立方米密封箱内，30分钟内，空气净化器去除了300 mg/m3(折算值)的氯苯。研究人员还发现该设备不仅能有效去除臭气异味，而且附带杀灭细菌的特性，非常适合在家庭住所、地铁车厢、购物商店等场所净化空气。
大型空气净化器利用与小型净化器相同的混合光子的净化原理，但用水进行喷淋清洗来取代小型空气净化器的光催化剂和多孔材料部分。难溶于水的大分子有机物在紫外灯的照射下被降解成易溶于水的化合物，经水吸收后得到去除。制备的大型空气净化器的实验装置用甲醛和氯苯进行了实验，显示其有较好的处理效果。这种净化器不但能够去除污染物，还有很强的消毒杀菌效果，适用于会议室、办公楼乃至火车站、飞机场等大型场所。
智能消火栓监控系统
消防给水系统是火灾控制重要设备，它能否正常发挥作用直接关系着人们的生命和财产安全。但实际应用中，消防栓违规使用现象普遍，火起之时消防栓难以使用，如此情况在全国早已非个案。传统消防栓管理依靠人工定期巡检，耗费人力、物力，管理难度大，同时依赖公民的自我约束力，实施难度大。开天源公司研发的智能消火栓能实时监测消火栓偷水、漏水、无水、水压异常、被撞、被盗等多种异常工作情况，能有效地监控“消防栓水压”不足，灵敏精准发现“偷水”和“消防栓失效”问题，实现对消火栓统一化、智能化管理。
主要功能有：①实时显示消火栓运行数据，对运行状态进行分类统计；②对消火栓运行数据进行管理和维护，提供数据统计、分析、查询、建模等多项功能；③建立消火栓运行日志档案，识别合法操作人员身份，出现异常及时通知维护人员，提供短信报警和平台报警两种报警方式；④集成GIS地图，清晰定位，异常状态消火栓一目了然，发生火灾时可协助消防人员快速找到距离最近的消火栓，保证城市消防安全。
目前，整个盐田片区781个消火栓已率先加装上智能消火栓监控系统，系统整体运行稳定并取得良好效果，未来将逐步在全市推广使用。
2013年12月11日凌晨，光明新区农批市场的一场大火引起了国家领导层及各地消防部门的震动，因为消火栓确水压不足，导致火灾在6个多小时后才被完全扑灭，造成16人死亡、5人受伤，过火面积1290平方米，直接经济损失1781.2万元。一串串数字令人触目惊心，且类似的火灾悲剧在全国各地还在不断发生，更为严峻的状况是消火栓违规开启的盗水行为成了全国大多数城市深不见底的“水资源黑洞”，单个中等规模城市可能达到数千万吨规模的供水资源盗用。
在这样的背景下，2014年3月份开天源公司领导提出消火栓智能监控的研发计划，并要求项目研发要在年底前完成。时间紧任务重，为了学习行业先进管理经验，项目组人员马不停蹄前往天津、济南、上海、南京等地进行实地调研，学习这些城市在智慧消防方面所做的工作，将各地先进经验提炼升级应用于项目设计中并不断创新打造项目亮点。
从理论设计模型变成实际成熟产品是没有坦途的，研发过程充满艰辛，每一个小细节都要经过不断设计、试验、推翻、再设计、再试验。为了解决传统消火栓铸铁帽子屏蔽信号的问题，需要重新对消火栓帽子进行设计生产，但是由于项目组所有成员对于模具设计都是外行，硬件研发工程师幸敏力加班熬夜了解模具设计、熟悉模具材料、学习模具生产工艺等知识，奔波往返各个模具厂家进行咨询沟通，设计图纸修一遍遍修改，功夫不负有心人，最终设计的盖帽从材质到工艺都得到了模具专业设计人员的好评，也满足了项目耐候性、导水流、高韧性、高强度的要求。微功耗是项目研发的重点，为了选择低功耗元器件，项目组成员几乎对比了所有厂家的产品，翻遍了整个华强北电子市场，通过不断试验最终确定了项目所需要的原材料。
与此同时，深圳水务集团管网部开始启动盐田片区消火栓智能化监控建设工作，要在整个盐田片区781个消火栓上加装智能监测设备进行片区项目试点。又是一道军令状，项目组成员还没有喘口气就又开始忙起来了。在盐田管网所的协助下，项目组成员利用2周的时间用双腿丈量了盐田区消火栓管网分布的每一寸土地，对片区所有的消火栓状况进行了普查并做了详细的记录，这个工作为后面进行安装施工做了很好的铺垫。消火栓加装压力变送器的方案起初商定的结果是需要在栓前阀门井内管道上打孔焊接一段DN15钢管连接压力变送器用于监测水压，这个安装方案大家都不是很满意，首先是施工工艺比较复杂，施工周期比较长，另外管上穿孔焊接时间久了易造成新的漏点，可是又没有更好的办法来解决这个问题。施工日期就在眼前了，可大家仍是一筹莫展，就在这时，开天源公司董事长宛如意想出了个绝妙的方案——在消火栓主体加装一个同材质的厚法兰，法兰上穿孔安装压力变送器。这个巧妙的构思一下子就将笼罩在项目组头顶的一团黑云吹得无影无踪。
深圳的天气炎热又窒闷，开着空调、吹着风扇，人们依然觉得酷热难耐，可是为了保证项目进度，项目组成员们每天顶着烈日在现场工作，衣服湿了干，干了湿，汗水从额头、脸上淌下，从上往下“爬行”，爬出一道道沟坎，湿透了所有衣裳。付出总会有收获，目前盐田整个片区消火栓的监控设备安装工作已经接近了尾声，深圳水务集团的上位监控平台的部署也已经完成，目前该系统已经启用，为盐田区的“智慧消防”增加来自智慧水务的助力。
作者简介：尚昭琪，女，硕士研究生，2009年毕业于哈尔滨工业大学控制科学与工程专业。现任深圳市开天源自动化工程有限公司研发部研发主管。主要研究领域：物联网智慧水务建设以及水厂节能降耗领域。曾参与国家“十一五”水专项“水厂风险评估”课题、“十二五”水专项“供水管网信息化”课题。
（转自：中国水星）
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