水是生命之源，水利工程是國家的立國之本。隨著數字技術向各行各業逐步滲透，對于水務系統來說，數字化的進程也在有序的推進過程中。
四大痛點已成“智慧水務”絆腳石
水務系統數字化中存在著不少的痛點。首先，水務數字化系統頂層設計不足，標準體系不完善。智慧水務的建設涵蓋規劃、設計、實施、運行等多個方面。
中國市政工程中南設計研究總院有限公司、智慧城市研究院院長張磊告訴鈦媒體APP，水務管理部門和企業在頂層設計和統一規劃上還存在不足。在智慧水務標準編制方面，現有的標準主要集中在監測及數據方面，標準偏科嚴重，且缺乏國家和行業層面的智慧水務標準。
其次，與其他傳統行業一樣，水務系統中仍存在著數據質量較差，數據利用不充分等數據治理方面的痛點。“雖然對數據采集日益重視，但對數據質量不夠重視，沒有對數據進行有效的清洗和梳理，也沒有對數據能不能為智慧水務系統所用進行分析。對數據深層次挖掘、分析、應用不夠。”張磊指出。
第三，應用場景比較少。就目前而言，建設的智慧水務平臺大多以信息化展示為主要內容，主要是監測數據及硬件建設，缺乏實質應用，部分項目成了“表面文章”和“面子工程”，不能滿足水務企業提高效率、節能降耗的需求。
第四，智慧水務泛化，平臺建設不系統。在智慧水務系統建設中出現很多“泛化智慧水務”的現象，大多是建設一些管理類信息化系統就宣傳建設了“智慧水務平臺”，沒有真正理解“智慧水務”的內涵，對智慧水務的整體性、系統性把握不足。
智慧水務云平臺，統一納管
水務行業數字化存在諸多行業特性問題的同時，也有著幾乎所有傳統行業的“同病”——如何將行業專業知識與數字技術深度融合。張磊告訴鈦媒體APP，數字化業務的戰略選擇應該回歸到企業最擅長的行業和專業，并且要以核心的專業技術為基礎，把專業技術與IT技術深度融合，否則數字化業務將很難突破，也很難取得成效。
考慮到公司最核心、最有競爭力的專業是水務環保，中國市政中南院優先選擇技術積淀最為深厚的水務環保領域，開發出智慧水務數字化產品。
“平臺建設前，進行了充分的調研，形成了平臺可行性研究報告。建設中遵循以項目帶動研發的原則，通過打造智慧水務行業標桿，不斷迭代完善平臺功能。”張磊如是說。
通過中國市政中南院研發的中信智慧水務云平臺，城市水務系統可構建由智慧供水廠、智慧供水管網系統、智慧污水廠、智慧排水管網系統四部分組成的智慧水務系統，張磊告訴鈦媒體APP，該平臺主要有四大創新。
首先，該平臺提出了CIM-Water概念，構建了基于多元信息融合的水務數字孿生平臺；
其次，平臺打造了基于多模態的水務數字化管理助手；
再次，平臺利用大數據+人工智能算法，研發了節能降耗的水處理智能化控制系統；
最后，該平臺通過模擬仿真+優化算法，開發了多目標的水務智慧化決策系統。
除此之外，智慧水務云平臺還建立了“前饋+模型+反饋”的智能控制流程，利用智能信息處理、智能信息反饋和智能控制決策等方式方法，實現平臺的流暢運行。
智能控制方法能夠克服污水處理控制過程中存在的時變性和隨機性，逐漸被應用于污水處理過程中。鈦媒體APP了解到，當前較為流行的智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制、神經網絡控制和基于數據驅動模型的模型預測控制等方法。
“神經網絡控制的出現解決了不能自適應工況變化的難題，成為了復雜動態工業系統建模與控制不可或缺的工具之一。”張磊表示，“神經網絡技術在控制中主要實現復雜非線性系統建模、控制、優化計算或進行推理和故障診斷等，神經網絡控制系統可以基于以上一種功能或者多種功能組合實現。”
年省2億，減碳26萬噸
張磊告訴鈦媒體APP，目前，中信智慧水務云平臺已經應用在全國70多個項目，為水務企業節省了10%-20%的運營成本，每年合計節省費用2億元以上，碳排放減少約26萬噸。中國市政中南院希望持續推動水務系統數據資源化、管理數字化、控制智能化、決策智慧化，實現水資源的高效管理和利用，達成經濟效益和社會、生態效益的雙豐收。
中信智慧水務云平臺在在武漢市江夏污水廠、武漢市江夏區“清水入江”一體化項目、武漢市金口水廠等典型工程項目上得以深入應用，提高了水務企業管理效率及管理水平，為水務企業節能降耗。
以武漢市江夏污水廠為例，據統計，在已經上線運行四年多的時間里，武漢江夏污水處理廠節約運行成本10%—15%。通過增強水務企業的數字化管理能力，提升其數據資源化、控制智能化和決策智慧化水平，做到綠色、低碳、安全、穩定運行。
在武漢金口水廠的應用中，基于智慧水務云平臺，武漢金口水廠打造了智慧管控平臺，建設了武漢水務集團首座智慧水廠。該水廠總規模50萬m³/d，服務范圍覆蓋100萬居民。
武漢金口水廠通過智慧水務云平臺，利用BIM技術打造真實物理水廠的數字孿生模型，高度復現水廠內的構筑物、生產設備設施、管路系統等，再通過統一的大數據中心，接入所有的靜態數據和實時動態數據。在此基礎上對制水關鍵工藝環節進行智能控制，實現了水廠的數字化、智能化、低碳化。
據測算，金口水廠完成改造后，通過優化運行模式，大幅降低了設備能耗。按照目前日供水量50萬噸計算，改造后的金口水廠每年可節電約200萬度，約減少1600噸碳排放量。
（本文首發于鈦媒體APP，作者｜張申宇，編輯丨張帥）
