智慧水务

建设背景

 

智慧地球概念首次提出是在2008年，越来越多的城市将电、水、气等公共服务资源进行科学化管理，以数字化、网络化、智能化为发展目标，努力地改善管理及服务，使市民的日常生活更加便捷，为人类生存环境的优化提供帮助。

 

政策背景  

2008年，IBM首次提出“智慧地球概念”，由物联化、互联化和智能化三要素组成；2010年，IBM正式提出了“智慧的城市”愿景，其中包含六个核心系统：组织（人）、业务/政务、交通、通讯、水和能源；后来在“智慧地球”、“智慧城市”、“工业4.0”、党的十九大以来围绕“三去一降一补”要补齐城市基础设施建设的短板、改善民生，“智慧水务”正当其时。

 

技术背景

大体来看我国智慧水务技术背景发展主要分为自动化、数字化和智慧化三个阶段。目前，我国大多数水务企业的信息化建设正在从数字化水务阶段向智慧化水务阶段迈进。

1. 自动化阶段

这一阶段我国水务企业信息化主要体现在基础信息的自动化采集上，逐步实现了阀门、泵站、生产工艺过程等的自动化操控，水质、水压和流量等涉水数据的测量水平也得到很大的提高。

2. 数字化阶段

在这一阶段，利用无线传感器网络、数据库技术和3G网络，相关水务企业相继搭建了各自的业务系统和数据库，大大提高了信息存储、查询和回溯的效率，初步实现了行政办公和业务管理的信息化。

3. 智慧化阶段

这一阶段我国水务企业成熟运用物联网、云计算、大数据和移动互联网等新一代信息技术，同时对数据进行深度处理，实现信息化和管理提升的充分结合，紧跟市场、随需速动、智慧经营，充分支持企业模式创新和产业转型升级。

我国经济发展进入新常态的背景下，水资源窘境倒逼发展转型，而自动化及信息技术的成熟， 催生智慧水务的建设与发展。借助智慧水务平台实现对水务工作的优化升级已成为我们水利事业发展的必然趋势。

智慧水务

关键技术

目前我国智慧水务的某些关键技术如传感器技术、控制系统等还跟发达国家存在一定的差距，现阶段这些设备大部分都进口自欧洲。应尽快研究确定智慧水务建设所需重点突破的关键技术领域。

物联网

物联网技术已经成为不可避免的技术被应用在智慧水务中，其中包含传感器技术、RFID 技术（射频识别技术）、智能嵌入技术、数据融合技术。源自于ITU（国际电信联盟）的定义，在智慧水务领域，物联网技术主要用于水资源管理、水务信息管理以及制水过程管理。通过物联网实现水务信息的实时监控和动态采集、调度以及远程管理方面，并利用水务专网、无线网实现完成相关设备标定、管理以及监控，提高效率，实现供水、用水以及决策制定的智能化。

 

云技术

云技术中包含了虚拟化技术，计算元件运行于虚拟环境中，扩大硬件容量，简化软件的配置过程，减少投资成本，并实现更广泛的 OS 支持。随着虚拟化技术的窜红，五种主流的虚拟化技术逐步展露，这五种虚拟化技术分别是：CPU虚拟化、网络虚拟化、服务器虚拟化、存储虚拟化和应用虚拟化；分布式海量数据存储，只需要大量的服务器，并同时服务于大量的用户，采用分布式储存和冗余储存，提高数据储存的可靠性。海量数据管理技术，主要包括 Big Table 和HBase。这是为大数据提供数据源的关键。平台管理技术，主要实现云端运行的应用软件的管理，协调大量服务器，使其协调工作。

云技术是在广域网或局域网当中将硬件、软件、网络等资源集成起来，实现数据的计算、储存、处理和共享的一种托管技术，是网络、信息、整合、管理平台、应用等技术的总称。在智慧水务平台系统当中主要用于搭建数据中心。所以要了解云技术的关键即云计算。

 

移动互联

移动互联技术就是将移动通信和互联网结合起来，成为一体。这是互联网技术、平台、商业模式和应用与移动通信技术结合并实践的活动的总称。基于移动互联的移动 APP，可以将移动通信和互联网的优势结合起来，提高厂站运作效率和管理服务水平；可以结合智能手机的 OS 特性，开发出操作简单、高效便捷，专注于水务行业的移动管理系统，并连接PC端实现信息的共享，使水务企业的成本管理、KPI展示、过程监控、关键数据录入进行数字化。而移动互联将作为网络通信的补充，打通信息孤岛和业务隔阂，实现信息之间的无缝衔接，既有利于企业掌握经营全貌，也利于市民方便快捷的接受信息。

 

分布式对象技术

分布式对象技术其中有我们熟知的Java技术，Java技术是一种可以撰写扩平台应用软件的面向对象程序设计语言，具有卓越的通用性、高效性、平台一致性和安全性，它对于智慧水务移动APP的开发具有显著的作用。另外CORBA 技术可兼容各种网络设备，通过该技术组件网络管理子系统，先在每台设备上构筑信息通道，保证数据传输，并由该系统实现与上层软件的信息交互和 NAP 功能，同时可在该子系统配置标准的应用程序接口，实现用户自定义程序与上层软件的信息交互。智慧水务当中比较核心的技术——数据库技术，智慧水务平台系统对信息采集的实时性要求高，DRTDBS( 分布式实时数据库) 可满足要求，商业数据库可对历史数据进行保存，通过建立起 RTDB，形成数据处理的子系统。这些技术的实质在于构建出数据中心的硬件基础，然后向云计算转型。通过虚拟化服务器、网络虚拟化、软件定义的存储、混合等技术，架构软件定义数据中心，目的是解决大数据分析。

智慧水务

实现路径

智慧水务的整体规划首先要进行需求分析，了解企业信息化建设的现状，找出问题，确定目标范围，依据总的建设目标的要求，制定中、长期的建设发展规划。在设计好整体构架的基础上根据特性做个性化调整。

 

智慧水务实现路径第一阶段 — 顶层设计

智慧水务建设是个复杂的系统工程，首先必须依据整体规划做好顶层设计。其重点是数据资源规划，主要涵盖两个阶段，第一阶段是系统设计，系统设计需要细化的内容分为四部分：

1. 系统总体架构：依照预定目标设计系统总体架构，包括数据中心架构、通讯网络架构、云平台架构。

2. 数据标准定制与设计：生产、营业、计财等数据采集与存储的标准制定。数据的获取应遵循考核、分析、监控、挖掘的有利原则，如：压力、水量、电量、销售收入、用户信息等。

3. 接口标准定制与设计：数据共享服务接口与各子系统之间的数据交换接口标准制定。

4. 主数据规范设计：数据字典、用户信息、水表信息，设备信息等数据统一编码、数据存储、服务接口标准的制定。

经过第一阶段的系统设计形成了一个构架，但依据实际情境我们还是需要进一步做个性化设计，这是顶层设计的第二阶段。其内容包含数据集成方式及接口设计以及数据利用与模型设计。

 

智慧水务实现路径第二阶段 — 实施设计方案

依据顶层设计，制定详细的实施计划方案。由信息部门牵头，设立由公司和各个业务部门的主要领导及专家组成的项目建设机构，在机构统一领导、指挥、协调和部署下，开展工作。

1. 数据中心和通讯网络建设。数据中心建设包括基础设施建设和云平台构建。通讯网络建设主要采用光纤专网进行点对点通讯；

2. 完善生产、营销、计财业务体系，将现时数据和历史数据采集到数据中心统一存储；

3. 集成异构信息系统，将生产、营销、OA、财务、人事等系统之间的数据交换与共享，搭建企业管理信息平台和公共服务信息平台；

4. 大数据的挖掘、利用与展现。数据挖掘是以数据仓库作为数据获取的基础，采用概率与数理统计原理，结合人工智能技术（专家知识库），从海量的数据中挖掘出潜在的、有价值的信息，再以最熟悉、最直观的形式表现出来，如：数据统计分析图表、供水模型、管网压力模型、水质模型、产销差分析、成本费用分析等。在此阶段应健全信息管理体系，强化信息管理部门的职能，利用大数据，监控企业运营管理的各种指标，为科学决策提供支持。

时间：2018-10-16