净水技术|上海未来的用水管理体系可能是这样滴~~~
小编导读
通过上海市用水管理的现状，分析了“智慧用水”管理体系的设计、应用与建设意义，可为上海市智能化城市建设，提高城市整体的智慧化用水，以及促进水环境的改善和城市的可持续发展提供参考。
上海地处长江和太湖流域下游，濒江临海。上海地区河湖众多，水网密布，水资源丰富，但是受上游和本地区经济活动的影响，上海地表水的水质受污染严重，是一个典型的水质性缺水城市。
在用水管理上，各水务企业已经建成了水务基础数据库，实现了水量、水质、水压等涉水基础信息公开数据的共享与交换，但是各管理部门间沟通协同难，无法合理解决日益严重的城市用水问题，缺乏系统规划，导致水务行业效率低下，重复建设时有发生，阻碍了技术创新，并且造成了水资源浪费。由于信息资源的协同作用没有很好地发挥，影响水务部门的运营管理和科学决策，故有必要运用智慧化的管理体系，提高用水管理的信息化水平。
（1）企业层面
在供水过程中，管网的建设、质量和建设过程管理科学化程度有待加强；由于管网老化，跑冒滴漏现象时有发生，检测技术并不完善，跑冒滴漏现象并不能得到很好解决，从而造成较高的产销差；由于信息传递效率低，管网出现跑冒滴漏问题无法及时反馈给有关部门，导致了水资源的浪费。因此，有必要对全市供水管网进行数字化管理和在线监测，为供水安全提供可靠的保障。
（2）用户用水行为层面
因为水价低廉、大多数用户节约用水意识不强、监管部门数据分析、监管手段较薄弱、应急管理智能化响应不及时，造成水资源浪费严重。智能水表，智能节水设施和家居等各种智能节水器具在用户层面并没有得到很好普及。广大用户没有相应平台及时便捷地获取用水信息，也无法及时反馈自身用水信息，用户用水信息共享参与度较低。因此，建设“智慧用水”精准化管理体系势在必行。
“智慧用水”精准化管理体系是一个以量化管理为基础，以用水信息和用水服务为循环，以信息、知识为核心资源，以新一代信息技术为支撑手段的管理运营系统。
“精”主要指简化、易操作，让目标和结果之间的时间成本、资金成本、风险成本等不断降低，从而提高管理效率和结果质量。
“准”主要是指结果定义的清楚，就是要量化、细化、可操作化。比如精准明确各种用水管理问题的真正原因、解决措施、行动方案、责任归属等，通过广泛的信息获取和对环境的透彻感知以及科学有效的信息处理，创新城市“智慧用水”精准化管理模式，提高城市用水管理效率，改善城市用水公共服务水平，全面推进信息化、智慧化与城市用水管理的融合发展，做到用水管理智能诊断、智能规划、智能治理和智慧共治。
“智慧用水”精准化管理体系可以将信息技术充分运用于城市用水管理，将智能传感器嵌入和装备到城市水循环系统中，通过普遍连接形成“用水管理物联网”；通过超级计算机和云计算将“用水管理物联网”整合起来，进行大数据智能化用水管理；以“智慧用水”精准化管理平台为支撑，整合共享供水信息、城市公共生活、建设交通和居民生活等用水、涉水领域的信息，构建基于数据中心的应用系统，为“智慧用水”各对象协调管理、社会公众服务等各个领域及需求提供智能化的支持，同时利用现代信息传媒技术，为社会公众提供用水信息服务，从而能以更加精准、动态、灵活、高效的方式对城市用水进行科学规划，设计和智慧治理。
图1 上海市“智慧用水”精准化管理层级体系图
根据水务治理的实际需要，“智慧用水”精准化管理体系通过大数据采集分析用水数据，从而引导智慧用水，实现精准化用水管理，其层级体系图如图1所示，分为四个层次：感知层，运营层，协同层和决策层。服务对象为政府，水务业务部门、用户和其他关联部门，各个对象在此体系内进行信息和服务的交换，既是信息的输出方，同时也是服务的输入方。感知层能够传递原水供应、制水生产、输水和管网状态、用户用水等各种涉水、用水信息给运营层，用户在此层级获得上端部门整合分析好的信息以及运营层提供的“智慧用水”的服务。运营层分析获取的数据，将分析好的数据传递给协同层，同时根据协同层整合好的数据实施具体措施进行智慧化用水。协同层协同整合各方面分析的数据，一方面将整合协同好的数据传递给决策层作为决策层的决策支撑，另一方面将整合好的信息以及决策层的决策传递给运营层进行具体实施。最后决策层通过协同层获取整合的数据进行决策，从而达到智慧共治的效果。
图2 “智慧用水”精准化管理总体架构图
智慧用水精准化管理体系通过大数据采集分析用水数据，从而引导智慧用水，如图2所示是智慧用水精准化管理总体架构图，在广泛获取信息和对环境的透彻感知以及科学有效的信息处理的作用下，“智慧用水”精准化管理体系能够具体应用在：
通过智能传感设备和互联网技术，获取和统计城市供水和用水相关信息，同时将整合好的数据传递给各相关利益方，能够对城市水务规划、供水运营与调度、用户用水安排等提供信息和决策支持。通过提供面向社会发布相关信息，公报，处理投诉等日常公众服务，对用户进行节水意识宣传，提高用户节约用水意识。
水务部门或者水务企业在城市内多个水体监测点部署在线设备，需要高频率地对水体进行监测，能够及时发现突发问题，同时也能监测管网跑冒滴漏等问题，通过本系统能够收集这些信息，结合其他外部部门的信息，进行统筹管理，及时发现设备数据问题，进行远程控制和管理，避免供水或者排水事故。
能够了解城市内各供水企业的基本情况、运行情况，保障居民用水安全。例如城市供水量、运营情况和每年各类管网的建设和维护数据等，实现供水和用水的数字化改造和优化管理。
企事业单位和居民等用户可以通过“智慧用水”信息共享平台发布的短信、微信及手机APP等掌握用水动态，查询用水行为数据及分析，获取用户异常水量报警以及停水、水务施工等信息，也可以利用平台进行节水常识和节水产品等宣传。通过大数据工具分析用水实时数据，发现用水异常现象，对企事业单位和居民提供用水智慧化指导等服务，从而改进用户用水行为。
通过系统采集的大量数据，能够对用水数据进行多种统计分析方式，给各级各类用户提供便捷高效的统计分析工具。通过监控感知水质、水量等实时动态数据，分析判断是否具有趋势性的变化，为决策提供依据。
目前，上海市的供水管理仍有待进一步完善，从企业层面来看，存在管理科学化不足、监测技术不完善、信息传递效率低等问题；从用户用水行为层面来看，存在监管手段较薄弱、应急响应不及时等问题。在建设过程中，为改善目前上海市的供水管理，确保精准管理目标的实现，克服部门分割、信息分散、管理效率低、应急管理薄弱、信息不透明等全局性问题，智慧用水精准化管理体系建设应遵循以下基本原则。
（1）统筹规划，稳步推进
统筹安排建设任务，稳步推进各项建设内容。同时，尽快建立有效的协同机制，制定标准与规范，采取有效措施，形成统一的智慧用水信息共享平台。
（2）注重整合、资源共享
所有信息基础设施都按资源共享的原则建设和应用，在全市用水系统内部最大程度地共享信息资源，对社会公众要最大程度地开放公共信息。智慧用水的核心体现在应用层面，应用系统建设将以现有系统整合为主，现有系统升级改造和新建系统为辅的方式开展。
（1）自动化控制。面向上海市自来水管网、排水管网、居民家庭水表等各类监测对象，实现及时、可靠、自动控制。
（2）协同化管理。各水务业务部门在获得信息后实现统一流程、用户、资源、配置的协同化管理。如路面开挖等施工活动要与路面监控数据协同，城市公共生活用水要与管网信息协同等，通过数据协同和整合，实现精准化管理。
（3）科学化决策。对取得的用水大数据进行分析，为领导科学决策提供支持，使得政府的决策更加综合、合理、可行。
（4）主动服务。为社会公众提供了解用水管理的渠道，实现用水信息资源共建共享。
尽管目前上海市的供水管理仍存在些问题，但随着“智慧用水”精准化管理体系的不断深入与成熟，通过用水智能系统形成的用水管理模式，在常规的水处理和管理技术基础上，借助信息控制融合系统，获取和传递城市用水和用户信息，实现在线监测数据的实时交换和控制设备的远程操控，这能够对不同系统对象的运行数据进行统一管理，从而提高城市整体的智慧化用水，实现水务数据协同化、治理系统化、分析智能化、决策科学化、管理精准化，促进水环境的改善和城市可持续发展。
“智慧用水”精准化管理系统的建立将进一步优化供水企业开展行业监管，改进用户用水行为并提供决策支撑，为上海智慧城市的建设提供强有力的技术和治理支持。
本文节选自《上海市“智慧用水”管理体系的构想》，发表在《净水技术》2017年第六期。阅读原文可登陆中国知网http://www.cnki.net/KCMS/detail/31.1513.TQ.20170623.1446.019.html。