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智慧水務是新一代信息技術和水務業務的深度融合應用，其高質量發展亟需標準化工作支撐。我國智慧水務領域的標準建設正在加快，亟需構建一套系統、適用且具有前瞻性的標準體系對標準建設進行頂層規劃和總體牽引。
針對城鎮智慧水務標準體系的建設，智慧水務標準體系研究團隊負責人劉偉巖嘗試解答以下四個關鍵問題：
當前智慧水務國內標準情況如何？
國內智慧水務發展熱度持續高漲，相關標準數量也越來越多。我們通過國內文獻檢索服務平臺和行業協會網站等檢索途徑，列舉水務業務和信息技術相關的關鍵詞共計900多個組合，共篩選出204項與城鎮智慧水務高度相關的標準，包括國家標準9項、行業標準19項、地方標準78項、團體標準98項，其中團體標準占比近一半。我們從以下幾個方面來看國內標準情況。
第一，標準層級。國家標準和行業標準具有權威性和針對性，但數量偏少，內容偏重于硬件設備設施、軟件系統的技術和應用，缺少頂層設計類標準，如智慧水務相關的術語、總體要求等，對于智慧水務規范化的指導不足，也說明行業對于智慧水務的共識有待加強。團體標準由不同協會組織主導編制和發布，其中，中國工程建設標準化協會和中國城鎮供水排水協會是智慧水務標準的主要編制組織。地方標準發布地區主要集中在直轄市及東部、中部地區，這與水務行業的智慧化發展程度具有一定相關性。
第二，標齡。現行標準中，各層級標準的標齡差距較大。行業標準平均標齡最長，團體標準的平均標齡最短。由于智慧水務技術的快速發展與行業需求的升級，部分標齡較長的標準已不能滿足現在的應用需求。近年來智慧水務領域團體標準發展迅速，團體標準作為國家、行業標準的補充，逐步發揮標準支撐作用，特別是其編制流程相較于國、行及地標更加便捷靈活，成為了技術成果快速轉化為技術標準的首選通道，更加能夠滿足快速發展的智慧水務技術和應用。
圖1 國內標準標齡分布
第三，專業領域分布。現行標準主要集中在城鎮供水領域（占比41.2%）和城鎮水環境領域（占比35.8%），并在2018年以后呈現明顯的增長趨勢；排水防澇領域標準僅8項（占比5.4%），標準建設相對滯后。這與我國城鎮供水和污水處理的發展較城市內澇防治更為成熟有關。
圖2 各專業領域現行標準數量與發布時間分布
第四，標準側重方向。在各專業領域中，監測與監控類標準占比33.1%，涵蓋了水質監測、流量監測、管網漏損監測等單元或業務。相對而言，智能控制、智慧決策等更高水平智慧化的技術和應用標準占比較少，大數據、人工智能等新興技術和水務業務融合方面的標準尤為缺乏。智慧水務標準內容不均衡，尚不能為水務行業由信息化、數字化、傳統自動化向智能化運行、智慧化決策推進提供全面、有效的指導。
總的來看，智慧水務國內標準在體系性、覆蓋面、融合度、適用性、協調性等方面還需要加強。需要用標準體系來牽引頂層規劃和總體框架，進而規范智慧水務發展和指導業務應用。
當前智慧水務國際標準情況如何？對我們有何啟示？
截至2024年6月30日，我們在國際標準化組織ISO和國際電工委員會IEC標準平臺共檢索到16項國際智慧水務標準，均為現行標準，包括14項ISO國際標準和2項IEC國際標準。飲用水、污水和雨水系統與服務委員會（ISO/TC 224）于2021年成立智慧水務管理工作組（ISO/TC 224/WG 15），該工作組由我國任洪強院士領導的專家團隊領銜組建，并于2024年1月發布首項智慧水務國際標準《智慧水務管理-第1部分：導則》（ISO 24591-1），規范了智慧水務管理系統架構設計的通用要求和基本準則，用于指導全球水務行業智慧化發展。
除上述國際標準外，在發達國家和地區的標準化組織標準平臺，共檢索到15項智慧水務標準。
總體來說，智慧水務領域的國際/國外標準涉及的應用領域相對集中，聚焦于具體技術，覆蓋范圍不太全面，也沒有在智慧水務的跨領域、跨學科方向形成標準化結構體系，還不能直接指導我國智慧水務建設應用。
城鎮智慧水務標準體系是如何構建起來的？
我們根據智慧水務本身特點和標準調研情況，結合《標準體系構建原則和要求》GB/T 13016-2018和魏爾曼三維標準空間理論，選擇專業領域、技術功能和全周期管理三個維度對智慧水務標準進行分析。其中，專業領域維度分為城鎮供水、城鎮水環境、排水防澇、通用及綜合業務；技術功能維度主要體現信息技術與專業技術的功能特征，分為技術、數據和業務應用；全周期管理維度主要包含智慧水務項目的建設、運維和安全保障；同時以基礎標準為標準體系的底座支撐。智慧水務標準體系的三維空間結構可以用來描述智慧水務標準內容范圍，較全面地反映標準體系中的分體系或標準的屬性。
圖3 智慧水務標準體系的三維空間結構
為了更直觀地在標準體系中表達分體系或標準的位置，便于標準體系的理解和使用，進一步將三維空間結構轉化為二維框架結構。以技術功能和全周期管理作為主要維度，專業領域作為輔助維度，確定各個分體系。智慧水務標準體系由“基礎標準”“技術標準”“數據標準”“業務應用標準”“建設與運維標準”和“安全保障標準”六個分體系組成，每個分體系下分別有對應的子類標準，由此建立標準體系結構圖。
圖4 智慧水務標準體系結構圖
基礎標準：主要包括術語和總體框架2個子類標準。基礎標準是智慧水務的總體性和基礎性標準，結合智慧水務的總體、共性特征，為智慧水務的設計建設和應用提供依據和支撐，是其他分體系標準應該遵循的原則性文件。
技術標準：主要包括物聯感知技術、模型技術、融合技術3個子類標準，其目標是為數據和業務應用提供底層技術支撐，主要提供技術的性能規范等相關要求。
數據標準：指水務領域業務活動所涉及的數據及基于數據產生的信息資源相關標準，使水務數據在統一的標準規范下生產、運營、管理和匯集，保障水務數據資產有效管理，實現水務數據運營合規、風險可控，最大程度發揮水務數據價值。主要包括數據資源、數據模型、數據治理、數據交換共享4個子類標準。
業務應用標準：直接指導和規范智慧水務應用和業務活動，提供智慧水務相關應用系統、平臺、裝備、產品的功能、性能、架構的設計和應用指導要求，指導水務業務的數字化管理、智能化控制和智慧化決策。包括通用及綜合業務、城鎮供水、城鎮水環境、排水防澇4個子類標準。各子類標準可進一步分為數字化管理、智能化控制、智慧化決策3個三級分類。
建設與運維標準：用于規范和指導智慧水務工程、項目的建設驗收、運行維護與評價活動。主要包括建設管理、運行維護管理、評價3個子類標準。
安全保障標準：是智慧水務系統、平臺、裝備和產品在規劃設計、建設應用和運行維護過程安全性的管理規范和技術依據，是保護信息資產安全，控制風險水平的重要措施。主要包括安全管理、安全技術2個子類標準。
在六個分體系中，基礎標準位于標準體系的底層，是智慧水務總體性和基礎性的標準，是其他分體系標準應該遵循的原則性文件。技術標準為數據資源和業務應用提供底層技術支撐，包括新一代信息技術、感知技術、模型技術以及多類技術的融合技術。數據標準從數據資源、數據模型、數據治理和數據交換共享方面為智慧水務業務應用提供數據保障。業務應用標準位于智慧水務標準體系結構的最上層，面向具體業務需求推進各專業領域智慧化建設與應用。建設與運維標準位于標準體系左側，為智慧水務建設驗收、運行維護和評價提供依據和指導。安全保障標準位于標準體系右側，貫穿于智慧水務建設與運維全過程，對其他部分起到參考和規范作用。
圖5 智慧水務標準體系結構拓撲圖
對未來標準編制的發展有何建議？
我們在標準體系構建過程中認識到，由于新一代信息技術的快速發展與行業需求的迭代升級，部分現行標準的內容已不能滿足智慧水務建設和應用的需求，除了加快開展新時期智慧水務關鍵標準的規劃與研制工作，還應盡快組織修訂標齡過長的現行標準。關鍵標準的研制要充分做好與相關標準的內容銜接，注重標準間的協調性，不斷充實、完善智慧水務標準體系。
在智慧水務標準調研結果和標準體系框架的基礎上，我們將國內現行和部分在編標準進行了分類匯總，形成了標準清單，共納入85項標準，在此基礎上提出了標準建設重點方向。標準體系將成為引導智慧水務標準重點建設方向和優先級的重要手段。
個人及團隊介紹
劉偉巖，中國水協智慧委主任，北控水務集團副總裁，教授級高工，工學博士，主要從事水務企業運營管理和智慧水務工作。
劉偉巖帶領的水務運營管理和智慧創新團隊具有較強的專業背景和技術實力，擁有多名業內專家級人才，承擔了十余項國家、省部級研究課題以及國家、行業標準的編制工作，獲多項省部級科技進步獎和管理創新成果獎，在智慧水務領域形成了多項行業級創新成果。
