智慧水務建設思路交流目

錄智慧水務理解智慧水利應用場景和借鑒建設難點和技術思路水務信息化存在的主要問題n

目前水務信息化取得了長足發(fā)展，但也面臨更多新的挑戰(zhàn)，

在信息化基礎設施、數(shù)據(jù)資源共享、應用系統(tǒng)整合、分析

服務平臺等多方面還存在一些制約發(fā)展的瓶頸問題：–

已建應用系統(tǒng)信息服務多，智能決策支持少，業(yè)務系統(tǒng)之間沒有充分實現(xiàn)信息、流程和服務共享，需要進一步加強系統(tǒng)融合；–

水務數(shù)據(jù)資源基本建立，但散布在各個應用系統(tǒng)中，開發(fā)利用水平和服務效率較低，尚未形成數(shù)據(jù)中心；–

行業(yè)性的技術規(guī)范、保障制度的建設還比較落后，跨部門間的共享、整合需要進一步發(fā)展；智慧水務–

智慧水務是指利用新一代信息技術，以統(tǒng)一水資源管理思想為核心進行城市水務綜合管理，以水循環(huán)為機理統(tǒng)一管理涉水事務，將涉水領域中各個業(yè)務和應用統(tǒng)一和協(xié)調為一個整體，通過智慧的方式實現(xiàn)對水務部門、企業(yè)和公眾的更高的服務方式和應用水平，從而支持對城市水務的精細化、動態(tài)化和智慧化管理。–

通過傳感器和多種網(wǎng)絡傳輸方式實現(xiàn)覆蓋水資源、輸水、供水、用水、排水、水利工程等的水務物聯(lián)網(wǎng)；–

基于大數(shù)據(jù)中心構建上層的生產(chǎn)運營和業(yè)務管理系統(tǒng)，對電子政務、水務業(yè)務管理、信息監(jiān)測、公共服務等各領域應用提供智能化支撐；–

在整合和集成各類數(shù)據(jù)資源和業(yè)務應用基礎上，實現(xiàn)水務綜合管理、涉水業(yè)務跨行業(yè)協(xié)調、社會公眾個性化服務等綜合服務，從而實現(xiàn)智慧水務；多用戶、多層次服務智慧水務建設理念多水源、全過程管理信息建設目標基礎目標：監(jiān)測信息平臺---基礎監(jiān)管信息功能?

建立水務基礎空間地理信息庫及平臺，基礎設施信息數(shù)據(jù)庫及平臺、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)庫及平臺?

在上述數(shù)據(jù)庫及平臺上，建立公共信息服務平臺，實現(xiàn)實時監(jiān)管、應急報警、信息共享的目標應用目標：業(yè)務應用系統(tǒng)---基于專業(yè)模型的管理功能?

在公共信息服務平臺基礎上，通過應用管理平臺建立多水源調度模型、水源地水管理目標：管理控制決策系統(tǒng)---綜合調度管理功能?

在公共信息服務平臺及應用管理平臺基礎上，實現(xiàn)各個業(yè)務獨立及協(xié)調管理、控制、應急、決策等綜合調度功能目標優(yōu)

模型、供水管網(wǎng)水管理模型、管網(wǎng)

管網(wǎng)水質預警數(shù)學監(jiān)測預警模

利聯(lián)合質預警數(shù)學

化調度模型、應急力數(shù)學模型、供水

監(jiān)控模型、水資源模型、排水管網(wǎng)水力數(shù)學

支持各類水務業(yè)務學模型等實現(xiàn)各業(yè)務系統(tǒng)的管理和模擬預警功能。

模型、城市內澇數(shù)應用

型等等對所管理的水務各要素進行日常在線監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，具體包括水情信息、水質信息、工程安全信息、供水信息、排水信息、污染處理信息、綜合信息等以完善的指標體系為框架，建立并逐步完善大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)資源體系，實現(xiàn)對來自各層級、各部門的業(yè)務信息及各基礎數(shù)據(jù)庫的基礎信息的統(tǒng)一和集中存儲，形成多角度、多層次、多方位、統(tǒng)一的全息數(shù)據(jù)資源體系站在“全局一盤棋”和總體的角度，基于統(tǒng)一的全息數(shù)據(jù)資源體系提供各種水務綜合應用，提高信息管理水平和服務水平。并逐步支持水務部門的智能化管理、智能化服務和智能化決策

智慧水務

大數(shù)據(jù)中心大數(shù)據(jù)信息資源體系智慧水務規(guī)劃智慧水利的應用場景及借鑒1、在防汛抗旱指揮系統(tǒng)中的應用?

國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)是“金水工程”的龍頭工程，整個工程分期進行建設；?

二期工程是在一期工程建設的基礎上，建成覆蓋全國的

水情信息采集系統(tǒng)、工情信息采集體系，增強重點工程

的監(jiān)視能力；初步建成覆蓋全國地縣的旱情信息采集體

系；提高防汛抗旱移動應急指揮能力；擴展重要江河預

報斷面方案和調度區(qū)域，增強業(yè)務應用系統(tǒng)的信息處理

能力，提高洪水預報精度和優(yōu)化調度方案，強化旱情信

息分析處理的能力；整合資源，擴展和提高異地會商能

力；提高信息的安全保障水平，構建科學、高效、安全

的國家級防洪抗旱決策支撐體系水利大數(shù)據(jù)中心n防汛減災要進行高精度預報是建立在暴雨洪水形

成的水文多要素物理過程精細刻畫基礎上的，

需要綜合考慮水文、氣象、水利、地形等綜合信

息。在確保業(yè)務預報實時性的前提下需要有效解

決業(yè)務大數(shù)據(jù)的采集、整合和大規(guī)模計算等一系

列問題流域省級水情中心、工情中心、旱情中心地市級水情中心、工情中心、旱情中心部水情中心、工情中心、旱情中心n在整合現(xiàn)有水利信息化資源的基礎上，基本建立

起與水資源開發(fā)利用總量控制、用水效率控制和

水功能區(qū)限制納污“三條紅線”管理相適應的重

要取水戶、重要水功能區(qū)監(jiān)控體系；基本建立起

同時滿足省(包括省、市、縣)和國家水資源管理

需要的信息系統(tǒng)。初步形成與實行最嚴格水資源

管理制度及未來一個時期整個水資源管理相適應

的水資源監(jiān)控能力和省級水資源監(jiān)控管理信息平

臺。2、在水資源監(jiān)控中的應用現(xiàn)狀能監(jiān)措有理管應急有策助有策決總體功能框架：三條紅線，四項制度n水量監(jiān)測n水質監(jiān)測n在線上報n統(tǒng)計匯總n規(guī)劃配置n計劃調度n實時調度三條紅線四項制度n水資源開發(fā)利用紅線管理n用水效率控制紅線管理n水功能區(qū)限制納污紅線管理n監(jiān)督考核管理n支撐保障管理

n應急水污管理

n應急供水管理監(jiān)控中心監(jiān)控點n整合社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)和水資源監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用大

數(shù)據(jù)技術分析出企業(yè)規(guī)模、產(chǎn)量、資源消耗量

的關系，與取水戶用水監(jiān)測數(shù)據(jù)進行協(xié)同對比

分析，對節(jié)水數(shù)據(jù)進行行業(yè)和地區(qū)核查智慧水務:管理員監(jiān)控水管網(wǎng)各項指標地理信息系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)外部數(shù)據(jù)源如天氣預報水網(wǎng)地圖天氣預報流量計液位變送器數(shù)據(jù)集成展現(xiàn)KPI模型KPI熱點圖KPI下鉆展現(xiàn)傳感器讀數(shù)傳感器歷史趨勢下水管道設備監(jiān)控地圖地理信息系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)外部數(shù)據(jù)源如天氣預報水網(wǎng)地圖天氣預報流量計液位變送器數(shù)據(jù)集成語義模型設備列表智慧水務:管理員監(jiān)控水管網(wǎng)各種設備地理信息系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)外部數(shù)據(jù)源如天氣預報水網(wǎng)地圖天氣預報流量計液位變送器數(shù)據(jù)集成展現(xiàn)事件規(guī)則設備/事件地圖事件列表傳感器歷史趨勢智慧水務:管理員監(jiān)控污水溢出預警地理信息系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)外部數(shù)據(jù)源如天氣預報水網(wǎng)地圖天氣預報流量計液位變送器數(shù)據(jù)集成展現(xiàn)工作流第一步:領導批準第二步:創(chuàng)建工單第三步:工單優(yōu)化排程第四步:確認完成領導管理員系統(tǒng)自動/管理員維修工智慧水務:多方協(xié)同處理污水溢出事件智慧水務:產(chǎn)銷差綜合分析面臨的挑戰(zhàn)產(chǎn)銷差水為水務公司日常運營活動帶來可觀的運營損失。如何減少產(chǎn)銷差，減少運營損失，提高經(jīng)營利潤成為水務公司迫切需求如何通過產(chǎn)銷差數(shù)據(jù)分析，進行運營優(yōu)化控制，成為產(chǎn)銷差控制技術難點解決手段利用二次供水（或遠程水表）監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用時間序列分析算法，構建小區(qū)的月用水量周期模型；對于有全年數(shù)據(jù)的情形：利用月用水量的周期模型，對小區(qū)的年總量進行細分，降低人工經(jīng)驗分割的波動；對于部分月份數(shù)據(jù)的情形：對IC卡用戶，分析充值交易記錄，得到月用水量；根據(jù)水表或流量計的部署位置，結合網(wǎng)絡拓撲，利用圖分析算法，進行一個最佳的分割，極大化每個分區(qū)間的獨立性；對于重疊部分，按照水費平均分攤供水區(qū)域對比分析時間趨勢分析改進措施效果評價產(chǎn)銷差計算模式分析預防性維修優(yōu)化動態(tài)水壓控制泄漏檢測現(xiàn)狀洞察控制優(yōu)化二次供水監(jiān)控數(shù)據(jù)二次供水小區(qū)的月提升水量計算小區(qū)月用水量周期模型IC卡水購買交易記錄月消費折算（平均分攤）基于多年數(shù)據(jù)，得到月消費周期模式基于整年水費數(shù)據(jù)，修正月用水量當前周期的用戶水費的折算人工收費交易記錄大用戶遠程水表數(shù)據(jù)當前周期收入計算智慧水務:管網(wǎng)風險預測供水系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)管網(wǎng)爆管/泄漏事件頻繁，中等城市每年有上百起水管網(wǎng)事故，大大影響著城市的正常運營；水泄漏率高，中國城市的平均水泄漏率為21.5%。解決手段建立基于歷史維修數(shù)據(jù)分析的管網(wǎng)風險預測系統(tǒng)；重點維修2%的高危管道，可減少20%的泄漏事件；準確度比人工經(jīng)驗提高3～10倍；提高預防性維修的針對性，降低泄漏率；投資較低，不安裝額外的設備和儀表；1、管網(wǎng)GIS系統(tǒng)2、維護工單和故障報告3、其他歷史數(shù)據(jù)a.數(shù)據(jù)質量分析b.故障預測模型c.故障風險評價及可視化1、預防性維護計劃2、維護工單派發(fā)智慧水務:管理員優(yōu)化操作流程，減少人工成本功能展示:

優(yōu)化工作人員的時間表，最小化無效工作時間，最大化生產(chǎn)力水管理員和監(jiān)督員最優(yōu)化安排工作人員:

圖形化交互操作

時間安排選項

手動自動使用最優(yōu)算法帶更多優(yōu)化的工單分析查詢過濾

公共服務優(yōu)先級資產(chǎn)和它的現(xiàn)狀類型人員位置優(yōu)化過的工單計劃表地圖顯示未被安排的和已安排的工單，并用不同色彩標記人員分配未被計劃的工單列表智慧水務:

管理員通過可視化的方式監(jiān)測用戶用量功能展示:

用水量的可視化展現(xiàn)及用水模式分析水管理員獲得全市的賬戶、資產(chǎn)和工單可視化信息:

賬戶和工單的空間地理可視化

分類和過濾信息以便更容易了解和分析

通過報表顯示趨勢客戶賬戶地圖平均耗水量在前10%的客戶賬戶詳細信息未計劃安排的工單地圖通過在地圖上選擇的方式選擇需要處理的工單智慧水務:通過節(jié)水門戶，幫助用戶識別用水模式，提倡水資源可持續(xù)利用智慧水務:水環(huán)境安全預警兩大系統(tǒng)水環(huán)境安全預警Web系統(tǒng)水環(huán)境安全評價模型構架工具三類用戶公眾：提供流域水環(huán)境的全面、實時展示，提高公眾在水環(huán)境保護上的互動專家：通過實時監(jiān)測、精細評價、溯源分析、場景模擬，防患于未然決策者：通過全面、動態(tài)、實時的數(shù)據(jù)展示和可視化展示，保證流域水環(huán)境的全程可視可控和統(tǒng)籌規(guī)劃五項功能公眾門戶現(xiàn)狀監(jiān)控評價預警事故應急藍藻監(jiān)測三大技術特點開放式架構：支持與不同數(shù)據(jù)源的整合科學的風險評價方法：采用國際標準框架，運用一系列嚴謹?shù)娜簺Q策算法（熵權、AHP、聚類分析），降低專家的個體偏差強大的擴展能力：可對不同類型公共水域水環(huán)境進行監(jiān)測智慧水務:河流水環(huán)境實時監(jiān)控融合采集的數(shù)據(jù)信息“創(chuàng)建“可視化的虛擬河流科學家，教育工作者和政府決策者，通過由電腦綜合數(shù)據(jù)形成的“虛擬”河，以進一步了解生態(tài)系統(tǒng)，觀察沉積物和化學污染物，深入了解人類對水質和魚類的遷移的影響。修定區(qū)域發(fā)展政策和模式傳感器數(shù)據(jù)的收集和處理借助IBM的新的“流計算”技術，對分布式傳感器網(wǎng)絡收集到的實時的連續(xù)的物理、化學和生物數(shù)據(jù)流進行檢查分類并按優(yōu)先次序處理分布式傳感器網(wǎng)絡由移動和固定無線傳感器（每個傳感器都有自己的計算芯片）組成的一個分布式傳感器網(wǎng)絡，負責收集傳送流域的物理，化學和生物的變化實時數(shù)據(jù)1996年，紐約州長柏德基簽署了哈德森河河口管理法案，這是一個為長期保護和恢復河流生態(tài)系統(tǒng)（從特洛伊大壩到紐約港入?？冢┑娜嫠{圖。智慧水務:城市防洪預警決策支持排水系統(tǒng)

(SWMM模型)污水處理廠/工農業(yè)用/排水

河流(QUAL2K,MIKE11,等)地面徑流(Muskingum、API等模型)河流/水庫(WASP模型)城市洪水仿真是多個環(huán)節(jié)模型的綜合，涉及到水的自然循環(huán)和社會循環(huán)，是一個復雜過程解決方案主要特點城市水文建模結合1D/2D兩種方式，在降低計算量的同時，精確構建城市水文模型先進的模型自調整地表徑流仿真根據(jù)當前氣象信息、預報信息和GIS地形信息，分析不同降水情形下城市的地表徑流，以及對基礎設施的影響降水預測徑流分析影響分析智慧水務:智慧堤壩人工可以通過手持設備幫助采集數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)通過無線物聯(lián)網(wǎng)匯集到堤壩控制中心，控制中心實時監(jiān)控堤壩狀態(tài)，分析堤壩風險通過各種傳感器感知堤壩的健康狀態(tài)，結合精準天氣預報和災害影響分析預警堤壩垮塌和淹沒等風險采集的數(shù)據(jù)通過分析可以幫助安排堤壩的日常維修工作大范圍分布式傳感網(wǎng)絡:分布式光纖監(jiān)測系統(tǒng)(BOTDR)或其他監(jiān)測系統(tǒng)，如激光雷達(LIDAR),inclinometers,soilmoisturesensors,視頻監(jiān)控等。流量傳感器記錄水流量和水壓DeepThunder通過暴風雨模型預測天氣對堤壩的影響建設難點和技術思路建設難點之一：數(shù)據(jù)采集和設備維護n

監(jiān)測設備廠家及種類繁多，包括各種傳感器、采集器、通訊設備等，設備兼容性和可接入性較差。n

監(jiān)測數(shù)據(jù)的質量是正確決策分析的依據(jù)，數(shù)據(jù)質量依賴于采集、傳輸、

接收、存儲各個環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)模式缺乏對數(shù)據(jù)質量的有效監(jiān)控分析的技術

和能力，無法有效的保障數(shù)據(jù)質量。包括冒大數(shù)、數(shù)據(jù)丟包、數(shù)據(jù)延遲、

數(shù)據(jù)重復報送等。n

建立物聯(lián)網(wǎng)云平臺支持多種通信協(xié)議和行業(yè)標準，實現(xiàn)

從“通道”向“通道”

+“管理”

轉變，滿足物聯(lián)網(wǎng)云

平臺對終端管理、業(yè)務管理和業(yè)務分析等管理維護功能

需求，成為價值鏈中的中控力量，打造全方位設備監(jiān)控

和數(shù)據(jù)采集體系。物聯(lián)網(wǎng)云平臺物聯(lián)網(wǎng)平臺信息監(jiān)測運營管理綜合會商。。。終端管理

業(yè)務統(tǒng)計對終端進行狀態(tài)監(jiān)控、故障告警、配置更新、遠程控制等管理

物聯(lián)網(wǎng)云平臺

業(yè)務管理

★由“通道”模式轉變?yōu)椤巴ǖ溃铡蹦Ｊ健?/p>

★整合各方資源，滿足用戶多樣需求。

★強化運營支撐，提供端到端的服務。

★規(guī)范終端，實現(xiàn)終端管理與控制可以分業(yè)務、分終端進行業(yè)務統(tǒng)計和質量分析n

物聯(lián)網(wǎng)云平臺不僅支持基于云平臺的統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲，同時可建

立完整的數(shù)據(jù)質量控制體系，利用大數(shù)據(jù)智能分析技術實現(xiàn)從

數(shù)據(jù)產(chǎn)生的采集層到用戶使用的應用層，分層級保障數(shù)據(jù)的準

確性、安全性、時效性與完整性。物聯(lián)網(wǎng)云平臺傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心平臺建設難點之二：多來源數(shù)據(jù)整合n

大數(shù)據(jù)中心是支持信息資源提供有效、準確的服務，且為智慧水務的

業(yè)務管理體系、生產(chǎn)運營體系、管理決策體系和公共服務體系的各類

應用服務的重要支撐點。n

一方面，各個信息系統(tǒng)和業(yè)務管理都是以數(shù)據(jù)信息形式反映了智慧水

務的一個側面，通過把所有的“側面”有效的、科學的組織在一起，

就可以從總體上用數(shù)據(jù)把整個城市智慧水務的“全貌”。另一方面，

依托豐富的信息資源，為水務部門作業(yè)層、管理層和決策層信息系統(tǒng)

的建設提供全面、準確、一致的數(shù)據(jù)信息資源和服務，從而為業(yè)務管

理體系、生產(chǎn)運營體系、管理決策體系和公共服務體系等各類應用管

理系統(tǒng)等提供大數(shù)據(jù)中心服務主要問題n

信息碎片化問題：水情、設備、安全等監(jiān)測信息還比較零碎；n

編碼不一致問題：不同應用系統(tǒng)的編碼不一致，導致數(shù)據(jù)利用率低；n

監(jiān)測信息不全問題：需要對業(yè)務數(shù)據(jù)、基礎數(shù)據(jù)、外部

數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)整合進行改進，提高上層應用對業(yè)務數(shù)據(jù)的

利用效率；n

信息標準體系問題：要建立一套完整的采集信息標準體

系，包括指標體系標準、目錄分組標準等，為之上的應

用系統(tǒng)使用奠定基礎；n

技術架構可擴展問題：形成的大數(shù)據(jù)中心要適應變化，

可以支持未來功能模塊調整、業(yè)務流程調整和服務方式

調整；數(shù)據(jù)支撐決策，支撐業(yè)務智慧化數(shù)據(jù)層決策層業(yè)務層業(yè)務系統(tǒng)業(yè)務系統(tǒng)業(yè)務系統(tǒng)業(yè)務系統(tǒng)

基礎數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)采集、應用支撐平臺決策服務平臺大數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)層決策層業(yè)務層業(yè)務系統(tǒng)業(yè)務系統(tǒng)業(yè)務系統(tǒng)業(yè)務系統(tǒng)決策服務平臺

數(shù)據(jù)資源體系

基礎數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)采集、應用支撐平臺數(shù)據(jù)支撐決策，支撐業(yè)務智