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對于一份指向未來5——8年的行動指南來說，晚解讀32天也算不上“遲到”。
當(dāng)下，智慧水務(wù)可以說是整個水務(wù)圈最火爆的“團寵”。向上看，智慧水務(wù)是智慧城市不可或缺的基礎(chǔ)拼圖；向下看，智慧水務(wù)是未來水務(wù)升級的方向。那么作為一塊拼圖，智慧水務(wù)應(yīng)當(dāng)具有哪些功能？作為未來升級的方向，智慧水務(wù)又必須實現(xiàn)哪些提升與突破呢？
這兩個問題的答案，其實就是智慧水務(wù)“下半場”破局的鑰匙，而這把鑰匙就藏在二十大報告的3個關(guān)鍵詞里。
1 關(guān)鍵詞1：安全
關(guān)于“安全”，二十大報告是這樣描述的：
從這些紅框標(biāo)出的，與水務(wù)有關(guān)的信息可以發(fā)現(xiàn)，對于水務(wù)來說，“安全”有三層含義：一是常規(guī)水務(wù)安全，二是應(yīng)急狀態(tài)下的社會安全，三是極端情形下的國家安全。
首先，常規(guī)水務(wù)安全，包括供水安全、水質(zhì)安全以及基礎(chǔ)設(shè)施安全。前兩項對于現(xiàn)在的水務(wù)圈來說，基本已不存在問題，然而地下管道漏水造成的破壞，這些年來卻一直威脅著城市基礎(chǔ)設(shè)施的安全。2012年以前，管網(wǎng)每年的爆管次數(shù)非常驚人。不過，這幾年隨著管網(wǎng)升級，爆管次數(shù)已經(jīng)大幅下降，然而有的城市一年爆管次數(shù)仍然高達十幾二十幾次。
地下管網(wǎng)漏水不僅會導(dǎo)致道路塌陷，在許多城市，地下土質(zhì)決定了如果主管道長時間爆管，就會導(dǎo)致附近地上建筑開裂、傾斜甚至坍塌。因此，漏損與爆管對城市基礎(chǔ)設(shè)施和公眾生命安全都構(gòu)成了嚴(yán)重的潛在威脅。
隨著智慧水務(wù)的升級，不少水務(wù)集團都構(gòu)建了基于GIS(地理信息系統(tǒng))的地下管網(wǎng)調(diào)度檢測系統(tǒng)，這種基于GIS的系統(tǒng)能夠幫助水務(wù)企業(yè)快速定位爆管位置，但是僅僅依靠這個系統(tǒng)，并不能完全解決問題，要想徹底消除漏損和爆管風(fēng)險，智慧水務(wù)還必須實現(xiàn)兩個突破：一是高頻次無人巡檢，二是預(yù)測早于搶修。
地下管網(wǎng)布局復(fù)雜，縱橫交錯，因此很多漏損甚至爆管都是直到造成損害后才被發(fā)現(xiàn)，要解決這個問題，就一定需要無人探測設(shè)備，比如智能管網(wǎng)探測機器人，實現(xiàn)對管網(wǎng)運行狀態(tài)的高頻次巡檢。
此外，搶修是一種事后補救的手段，如果可以預(yù)測管道壽命，就能提前預(yù)判風(fēng)險，在事故發(fā)生前踩住剎車。因此，新一代智慧管網(wǎng)系統(tǒng)就不能僅僅滿足于管徑、埋深等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對于管道的壁厚、內(nèi)襯、防腐以及管道內(nèi)水的腐蝕性等數(shù)據(jù)都要進行采集，然后基于大數(shù)據(jù)分析，通過AI算法對管道漏損風(fēng)險提前報警。
再向前一步，如果巡檢機器人升級為智能管道修復(fù)機器人，不用挖開地面破壞道路，就能實現(xiàn)隨巡隨補，那么不僅管網(wǎng)維護的社會成本和經(jīng)濟成本將大幅降低，漏損對基礎(chǔ)設(shè)施帶來風(fēng)險也將消弭于無形。
其次，應(yīng)急狀態(tài)下的社會安全。常規(guī)水務(wù)安全應(yīng)對的重點是漏損與爆管，而應(yīng)急狀態(tài)下的社會安全指向的，其實就是在突發(fā)災(zāi)害或者極端天氣時的城市安全，比如突發(fā)水污染事件，或者特大暴雨造成的城市內(nèi)澇。
對于突發(fā)性的水污染事件，水務(wù)企業(yè)有時處于后知后覺的狀態(tài)，許多水污染事故，都是依靠大量死魚反饋或者公眾反映自來水異常，水務(wù)公司才察覺到發(fā)生了污染情況，因此發(fā)現(xiàn)問題時，污染有時已經(jīng)造成長時間的損害。
污染進入城市飲用水體系的途徑通常是兩條，一是通過管網(wǎng)漏損滲入水中，比如蘭州苯污染事件，另一個途徑就是通過污染上游水源河流，進而污染城市飲用水。因此，想要更可靠的應(yīng)對這種威脅，智慧水務(wù)必須在兩方面提升自己的能力：一是滲漏點及時修復(fù)，二是上游水源實時檢測。
想實現(xiàn)對滲漏點的及時修復(fù)，就需要及時發(fā)現(xiàn)、然后準(zhǔn)確定位，而這與消除漏損、爆管隱患所需要提升的能力，實質(zhì)上是相同的。此外越早掌握上游水源的污染信息，水務(wù)企業(yè)就有越多的反應(yīng)時間，因此提升水源檢測能力，能夠第一時間預(yù)警污染災(zāi)害，比如利用ChV(化學(xué)機器視覺)技術(shù)進行高頻次巡檢，實現(xiàn)智慧水質(zhì)監(jiān)測甚至預(yù)測，就顯得至關(guān)重要。如果突發(fā)水質(zhì)污染預(yù)警可以更加及時，那么城市在面對威脅時就可以更加主動。
除了應(yīng)對污染災(zāi)害，城市內(nèi)澇也是水務(wù)人不得不面對的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，內(nèi)澇帶給城市的災(zāi)難是非常慘痛的，而隨著全球溫室效應(yīng)日益嚴(yán)重，極端天氣出現(xiàn)的頻次正在不斷提高，強度也在不斷加大，許多之前從未面臨過水患威脅的內(nèi)陸城市，如今都不得不面對降雨帶來的城市內(nèi)澇問題。
為了應(yīng)對這個內(nèi)澇的威脅，許多水務(wù)集團已經(jīng)構(gòu)建了泵站一體化智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)各個泵站的運行狀態(tài)，實現(xiàn)城市的快速退水，但是在未來，智慧水務(wù)或許還應(yīng)該再向前一步，實現(xiàn)對城市積水的智能預(yù)測與應(yīng)對。
想要提前預(yù)測，就需要接入氣象數(shù)據(jù)、道路數(shù)據(jù)，然后與泵站性能、運行方案聯(lián)動。這樣就可以利用AI算法提前預(yù)警內(nèi)澇區(qū)域，對危險路段、最深水位提前標(biāo)定，并且給出最佳退水方案，在雨量完全超出城市排水能力時，可以為政府發(fā)布避險信息提供決策依據(jù)，及時向公眾預(yù)警。
第三，極端情形下的國家安全。因為水務(wù)系統(tǒng)對于一座城市來說，非常重要，因此水務(wù)人不得不直面的最后一項安全挑戰(zhàn)，就是在極端狀況下，城市水務(wù)系統(tǒng)很可能成為遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)攻擊并試圖控制的重要戰(zhàn)略目標(biāo)。
對于傳統(tǒng)水務(wù)來說，這種威脅并不嚴(yán)重，因為越是機械式運行的工廠，面對網(wǎng)絡(luò)攻擊時，越安全，相反，越是依靠互聯(lián)網(wǎng)，依靠程序控制運行的智能系統(tǒng)，遭受遠(yuǎn)程攻擊時就越危險。
在向智能化全面升級的今天，云平臺、移動協(xié)同、智能設(shè)備這些系統(tǒng)都需要運行在互聯(lián)網(wǎng)上，于是這就為網(wǎng)絡(luò)攻擊提供了眾多切口，因此通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程攻擊侵入管理系統(tǒng)，就成為了智慧水務(wù)必須面對的新威脅。
因此，在未來的智慧水務(wù)升級時，必須在一開始就考慮到數(shù)據(jù)安全與控制安全問題。
2 關(guān)鍵詞2：降碳
關(guān)于“降碳”，二十大報告的描述是這樣的：
雖然比不上“高耗能”8大金剛，但水務(wù)的排碳威力也絕對不容忽視，僅污水處理過程中的碳排放量就占了全國碳排放總量的1%——2%。不僅排放量不小，而且由于城市水務(wù)剛性需求的特性，使得水務(wù)完全無法通過壓縮產(chǎn)能實現(xiàn)碳排放控制。因此，有的城市這兩年來已開始逐漸將大型水廠納入了碳排放重點監(jiān)測名單，隨著2030年的臨近，碳達峰壓力越來越大，把水廠納入碳排重監(jiān)名單的城市應(yīng)該會越來越多。
水務(wù)碳排放量不低，但是它卻不是直接的排碳大戶，而是間接的排碳巨鱷，這其中源自電能消耗的排放占比接近7成，剩余的主要是投放藥劑帶來的間接碳排放。
電耗和藥劑占了絕對的大頭，因此降能耗和減藥自然也就成了減碳的有效途徑。因為城市供水與污水處理隨著人口的增多和經(jīng)濟的發(fā)展，規(guī)模必然越來越大，因此水務(wù)降碳只能依靠技術(shù)升級，通過降低單位水碳排放量的方式實現(xiàn)降碳。舉個例子，國內(nèi)污水處理的平均能耗為0.292KWh/m3，日本是0.254KWh/m3，美國則只有0.2KWh/m3，，因此相比之下，國內(nèi)污水廠至少還有15%——30%的降耗空間。
污水廠的電能源消耗主要集中在水處理和排水上，而供水的電能源消耗則主要集中在管網(wǎng)輸水以及二次供水這2個部分。
其實無論排水、輸水還是二次供水，高耗能的罪魁禍?zhǔn)锥际潜脵C，因此許多水務(wù)企業(yè)更新了變頻技術(shù)，希望通過降低頻率，有效降低能耗。然而泵機降頻后，如果不能運行在高性能區(qū)，效率就會迅速下降，最終算起來未必節(jié)能。所以單純依靠變頻技術(shù)，實際中無法有效實現(xiàn)降碳目標(biāo)，想要切實降低能耗，智慧水務(wù)必須在3個維度上實現(xiàn)突破：高效的水務(wù)調(diào)度、智能二次供水系統(tǒng)、智能水處理技術(shù)。
首先，城市飲用水廠和污水處理廠都需要更智能的智慧水務(wù)調(diào)度系統(tǒng)。通過智能供水排水，確保降頻泵機工作在高效區(qū)間，實現(xiàn)能源利用率的提升，降低單位能耗。
其次，智能二次供水系統(tǒng)。在供水中，二次供水能耗占比最高，但是小、亂、散的特點，導(dǎo)致二次供水節(jié)能改造難度最大。此外由于此前并不歸水務(wù)管理，因此對于二次供水管網(wǎng)、設(shè)備以及過往運行數(shù)據(jù)，水務(wù)企業(yè)都沒有積淀。所以想實現(xiàn)二次供水的能源降耗，首先需要更換智能水表，實現(xiàn)數(shù)據(jù)有效采集；然后基于大數(shù)據(jù)，運用人工智能算法，計算預(yù)測二次供水模型；最后逐步更換更加專業(yè)的二次供水設(shè)備，最終才能實現(xiàn)有效節(jié)能。
第三，智能水處理技術(shù)。曝氣系統(tǒng)是污水處理中的能耗大頭，占比超過50%，因此利用智慧曝氣系統(tǒng)實現(xiàn)對水質(zhì)按需供氣，降低曝氣能耗，是未來水務(wù)的必然選擇。對于藥劑投放帶來的碳排放來說，智慧水務(wù)需要研發(fā)突破性的智慧投藥系統(tǒng)，通過人工智能算法控制智能硬件實現(xiàn)智慧加藥，在保障水質(zhì)不降的前提下，降低碳源、絮凝劑等藥劑投加量，從而實現(xiàn)單位水的降碳。從一些領(lǐng)跑者的反饋看，智慧投藥系統(tǒng)可以幫助他們降低20%左右的藥劑消耗。
除了直接降低單位能耗與減少藥物投加，提高管網(wǎng)效率也是非常重要的降碳方式，將運輸中的損失降的越低，浪費的非必要能源就越少，現(xiàn)在很多城市漏損率高于20%，最高的超過50%，這意味著巨大的能源浪費。所以通過智慧管網(wǎng)系統(tǒng)，堵住漏點，降低漏損率，不僅能提升城市安全，降低水廠運營成本，更是有效降碳的重要途徑。
最后，人也會呼出二氧化碳，因此依靠更多的智能系統(tǒng)，例如無人泵站、無人加藥系統(tǒng)等，實現(xiàn)廠站無人值班，少人值守，降低人水比，也能有效幫助水務(wù)行業(yè)實現(xiàn)降碳目標(biāo)。
3 關(guān)鍵詞3：消除
二十大報告中，“消除”的原話是：“基本消除黑臭水體”。
這是二十大報告中唯一直接提起水務(wù)細(xì)節(jié)的描述，也是二十大報告中，極少的對某個具體問題提出了明確要求，從這個表述中可以看出國家上層對“黑臭水體”治理的重視，因此，“黑臭水體”治理，必將成為未來的重點。
對于黑臭水體，有一句經(jīng)典描述，叫做“表象在水里，根源在岸上，核心在管網(wǎng)”，翻譯一下就是，黑臭體現(xiàn)在水上，可是污染源都來自岸上，而岸上的污染源之所以排進水里，很多時候，是因為管網(wǎng)的錯接漏接而導(dǎo)致的。因此要消除黑臭水體，智慧水務(wù)必須實現(xiàn)2個突破：黑臭水體智慧篩查、管網(wǎng)高效改造。
要治理就要先找得到，現(xiàn)在查找黑臭水體，很多時候還是依賴專員巡檢或者公眾舉報，這樣的做法成本高效率低，所以未來一定需要一個黑臭水體智慧探尋系統(tǒng)，實現(xiàn)對黑臭水體的持續(xù)篩查，這個系統(tǒng)借助無人機拍攝水體圖片，同時接入城市監(jiān)控數(shù)據(jù)和衛(wèi)星數(shù)據(jù)，最后融合傳感器與視頻圖像數(shù)據(jù)，通過多維數(shù)據(jù)融合分析，讓黑臭水體無處藏身。
利用這套系統(tǒng)，不僅可以快速定位黑臭水體，還可以將事后治理轉(zhuǎn)變?yōu)槌跗谥斡?，也就是在剛出現(xiàn)黑臭苗頭時，立刻預(yù)警，通知多部門共同防治，避免最終黑臭水體成型。
此外，這幾年各個城市都興建了許多高端大氣的污水處理廠，可是由于排水管網(wǎng)的錯接漏接，雨污混排，導(dǎo)致許多污水處理廠進水濃度非常接近出水濃度，因此想要不反彈的解決黑臭水體，就一定需要一套智能排水管網(wǎng)布局系統(tǒng)，能夠智能分析管網(wǎng)漏接錯接問題，比如通過對老舊排水管網(wǎng)進行數(shù)據(jù)采集，利用系統(tǒng)進行模擬，再與實際數(shù)據(jù)進行對比，快速定位出錯位置，同時為管道升級改造提供最佳的優(yōu)化方案。畢竟只有污水管網(wǎng)的根本改善，才能真正長期有效的消除黑臭水體。
結(jié)語
“安全”、“減碳”、“消除”，做到這3個關(guān)鍵詞，水務(wù)也就實現(xiàn)了二十大報告中要求的“高質(zhì)量發(fā)展”。
想要實現(xiàn)這3個關(guān)鍵詞，智慧水務(wù)就需要從數(shù)據(jù)融合，到業(yè)務(wù)融合，再到智慧決策；從各子項獨立智能化，到廠站網(wǎng)河湖一體化聯(lián)動；從超大屏數(shù)據(jù)展示，到數(shù)據(jù)深度分析與預(yù)判，從單純的軟件平臺升級，到與智慧硬件結(jié)合的全面系統(tǒng)升級。
總之，在智慧水務(wù)的下半場，機會就在“安全”、“減碳”與“消除”這3個詞中，而誰愿意在水下踩得越深，誰就有越有機會真正解決這些問題，從而在智慧水務(wù)的江湖中，站得越穩(wěn)，跑得越快，變得越強。(注：原文有刪改)
原標(biāo)題：二十大報告的3個關(guān)鍵詞，隱藏著智慧水務(wù)的未來與“錢途”
