当我们谈论智慧水务时我们在谈什么
最近2年智慧城市概念火热,智慧水务也成为水务行业最热门的话题之一。
概念不清,意义不明,市场无序...围绕智慧水务的讨论似乎很难有统一的结论。本人进入智慧水务行业时间不长,水平不高,就智慧水务谈谈自己的看法,欢迎各位专家大牛激烈互动。
关于“水务”
水务发展史
水是生命之源,水务发展史贯穿人类文明发展全过程,根据时下比较流行的水4.0(Water 4.0)的划分方法,水务发展史基本上可以分为4个阶段:
水1.0 :始于古罗马时代,引水渠和下水道的建设
水2.0 :始于1902年,给水加氯消毒技术在比利时的给水厂投入使用
水3.0 :始于1913年的活性污泥法的发明,以及全世界的污水处理厂建设潮
水3.1 :近代给水加氯消毒副产物控制、痕量污染物处理技术的研究与应用
水4.0:水务发展新主张↓↓↓
水务一体化管理
降低城市水务系统集中度
公民节水
海绵城市
中水回用
海水淡化
“水务”的具体含义
在讨论水的管理时,“water”一词翻译成“水务”较为贴切,但在国内时下法律法规、标准规范中,并不存在“水务”一词,“水务”仍然是一个相当前卫的词汇,我们可以将其视为一些基础行业的组合。
通常情况下,我们讲的水务一般指的是城镇供排水,概念再宽泛一点,可以涉及到城镇供排水 水环境 海绵城市。基于水务一体化管理的主张,甚至可以涵盖城市范围内的水利领域(但很难得到法律和标准支持)。
因为国内法律法规和标准规范都是分门类分专业的,不同门类、专业性质和所需技术各不相同,水务一体化管理实际上是一种需要跨门类、跨专业的综合管理体系。
国内水务行业发展现状
欲迎还拒的市场化
我国水务行业发展起步很晚且发育畸形,水利行业乃民生大计,始终由自己人主导。城镇排水因技术资金需求较高,早早引入市场化,在竞争中沉淀了一批高水平民企,又因PPP暴雷纷纷原形毕露,转投国企,顺便收编常年亏损的供水企业,组建水务公司,盘活资产。总体来讲,当前水务行业基本处于区域垄断、国企垄断的状态,这导致优秀公司的技术、管理经验很难扩散。
慢条斯理的一体化
我国当下水务行业存在的问题
多龙治水,权责不清
关键场景:二次供水管理权责不清、污水厂进水超标导致排放超标仍遭受处罚。
供水区域发展差别大,垄断性强
不同城市水务发展水平相差甚远,同一区域城乡水务服务差别巨大,部分区域供水垄断经营,效率低、服务差。
排水系统性差,有厂无网
污水厂建设钻头不顾腚,项目仓促上马,有钱建厂没钱建网。
过度依赖PPP,饮鸩止渴
超前投资严重,部分城市利息支出过高拖累城市财政。(你一定不想知道最近几年爆火的水环境治理投资模式EPC O的本质。)
供水厂编制臃肿,污水厂换手率过高
供水厂超编现象严重(超到惊动党中央),污水厂特许经营权换手率过高,频繁更换股东严重影响日常运行。
管网管理能力低下
水务行业的本质
居民水费组成
水资源费(水资源费、水利工程费)
原水费(原水厂成本 利润)
自来水费(自来水厂及管网的成本 利润)
污水处理费(污水污泥处理及管网的成本 利润)
关于“智慧”
智慧水务涉及到的概念很多,智慧城市、智慧制造、新基建、数字化转型、数字政府...各种先进技术也热衷在水务领域寻找自己发挥的空间。
智慧水务的定义
讨论智慧水务的定义是一件非常有意思的事情,因为你会发现不同角色讲的智慧水务有显著差别。时下流行以下几个版本:
外宾版(来源:环in学院):
水司版(来源:中国城镇供水排水协会):
智慧城市版(来源:百度百科):
水务行业对信息化技术的接受程度相当差
水务行业缺乏使用信息化技术的资金和动力
信息化技术投资回报不成比例
信息化技术难以解决水务行业真正的问题
信息化技术难以推广扩散
当下智慧水务技术一览
勘察 | 无人机航拍 遥感 |
设计 |
全专业三维协同设计(BIM) 水力模型分析 |
建设 |
施工模拟(BIM) 工地监控 支付监管 |
运营 |
调度优化 洪涝监控预警 智能水表 管道漏损检测爆管监测 非开挖管线修复 CCTV管道检查 排水井流量监测 城市信息模型(CIM) 无人水厂 全域监测 大数据 AI智能分析 精确曝气、加药 水泵功率优化 资产管理系统 ··· |
除却5G、物联网、大数据外,智慧水务热门技术基本上都可以在新加坡找到影子。
国外先进地区智慧水务发展现状
美国
水联网(Internet of Water)
水联网是美国水务数据共享计划的产物,这个项目汇聚了全美各级的水务相关数据,目前处于地球领先地位。该项目当前仍在进行中,个人认为非常值得中国参考。概述如下:
在水联网上,我们相信更好的数据意味着更好的水务管理。通过紧密的合作和参与,我们帮助合作伙伴实现水务数据基础设施的现代化,以制定更有效的水务管理决策。我们正在构建现代化的水务数据基础设施来支持水务数据管理,具体措施为面向数据用户和决策者提供改进水务数据的可发现性、可访问性和可用性的工具,并在全国范围内推广。
愿景
水联网致力于通过共享和集成水务数据信息,打造一个国家级的公平有弹性的水务管理和监督平台。
使命
在美国推进公共水务数据基础设施的现代化转变,以改善水务信息的共享和整合。
[水联网官方网站](https://internetofwater.org/our-vision/)
水联网也有一本薄薄的白皮书,但是翻多了人好疲懒得翻了,大意就是讲水务数据的价值balabala,自己去官网看或者等啥时候我整理出来吧...
欧洲
F4W(FIWARE 4 WATER)
F4W是欧盟数字化转型重要项目FIWARE的分支项目,旨在建立一个共同的开发平台,解决水务行业数字化程度偏低且过于分散的问题(这个平台我认为也非常值得国内借鉴,美好的东西总是相似的)。概述如下:
FIWARE是一个智能解决方案平台,是EC(2011-16年)投资的PPP旗舰项目,用来支持中小型企业和开发商创建下一代互联网服务,这是智慧城市计划进行跨域数据交换的主要生态系统/合作和NGI倡议。迄今为止,由于水务行业过于分散,受许可平台的限制以及在互通性,标准化,跨域合作和数据交换方面落后于其他行业(例如通信),因此使用FIWARE开发特定的水务 相关的应用程序方面几乎没有取得进展 。
Fiware4Water旨在通过向水务行业终端用户和解决方案提供商展示其功能以及其可互通和标准化接口的潜力,从而将水务行业与FIWARE连接起来。
[F4W官方网站](https://www.fiware4water.eu/)
新加坡
数字水务(digital water)
数字水务是近年来的一种风潮,当下主要的推动者为IWA(International Water Association 国际水协会),IWA去年发布一个数字水务计划(Digital Water Programme),官网介绍如下:
迈向下一代水务系统
IWA数字水务计划将帮助推动水务行业朝着数字吸收和融入水服务的方向发展。该计划将成为水务公司获取数字方法应用知识以提高产能和绩效的门户。
该计划将根据水务公司本身的数字化成熟度为其提供多种方式服务:
作为启动数字水务对话的起点;作为一种基于他们自己在应用数字解决方案方面的经验学习新想法的机制,以及作为分享其数字化转型经验的平台。
水务行业的范式转变
水务行业的范式转变方向:
(i)提供新的服务,范围从资源回收到更新的数字应用,基于集合组织内孤岛以提供动态可持续的实时决策;
(ii)研究一种系统方法,可以考虑到各个部门之间水的相互联系,做出共赢决策方案;
(iii)分布分散式系统建设,最大程度地资源回收(雨水),应对快速增长的城市(用水需求)并抑制单一系统故障蔓延。
IWA数字水务计划
数字水务计划旨在作为促进水务行业数字化创新、知识和最佳实践的催化剂,并提供一个平台以分享经验促进向数字水务解决方案过渡的领导地位,并吸取教训以实现传统水务公司向数字水务公司的自然演变。
该计划由处于新兴技术前沿的终端用户(例如水务公司,监管机构)和解决方案提供商(例如技术公司,软件公司,研究人员,学术界)驱动,以解决水务行业的迫切和昂贵的运营问题。
愿景
数字水务吸收和整合将在未来塑造出有弹性的水务公司,能够进行明智、可持续、公平的水务管理。
使命
数字水务计划将为水务公司提供一个平台,以探索和分享其数字水务之旅的经验。该计划将提供路线图和指导,以帮助水务公司向下一代智慧水务系统过渡,并满足提高弹性的需求,以确保现在和将来都可以安全和可持续地管理水资源。
[IWA数字水务官方网站](https://iwa-network.org/programs/digital-water/)
关于IWA数字水务计划的一系列白皮书,我之前做过翻译整理,感兴趣的朋友可以翻阅本公众号(没发出来的部分在我的硬盘里,担心IWA告我侵权)。
总结
国内智慧水务发展现状
仅供参考
在行业管理层面,城镇供排水做过多次尝试,智慧水务标准、指南,后来都不了了之,当下现行标准规范汇总如下:
关于智慧水务的建设
智慧水务建设重在顶层规划
抛开若干成见,水务是城市内务,智慧水务建设,是以城市为单位,做契合本城水务行业的数字化方案。
然而不同城市禀赋不同,水务现状不同,资金承受能力不同,基本没有可比性,在技术快速迭代的当下,长远规划无实际意义,利用成熟手段解决主要问题,是智慧水务建设的基底。
智慧水务建设是拼图游戏
如何将各方数据汇聚融合在一起,是智慧水务的重点所在。
智慧水务建设标准先行
当前智慧水务建设缺乏标准规范指引,盲目扩大水利信息化标准规范指导智慧水务建设,结果不会美丽。
智慧水务建设关注数据是核心
入行时间不太长,听老前辈讲过一句话觉得非常有道理:
信息化建设,三分建设,七分运营,十二分数据。