水是生命之源，水利工程是國家的立國之本。隨著數碼技術向各行各業逐步滲透，對於水務系統來說，數碼化的行程也在有序的推進過程中。
四大痛點已成「智慧水務」絆腳石
水務系統數碼化中存在著不少的痛點。首先，水務數碼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、執行等多個方面。
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素較差，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，但對數據質素不夠重視，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、套用不夠。」張磊指出。
第三，套用場景比較少。就目前而言，建設的智慧水務平台大多以資訊化展示為主要內容，主要是監測數據及硬件建設，缺乏實質套用，部份專案成了「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，平台建設不系統。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資訊化系統就宣傳建設了「智慧水務平台」，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。
智慧水務雲平台，統一納管
水務行業數碼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碼技術深度融合。張磊告訴鈦媒體APP，數碼化業務的戰略選擇應該回歸到企業最擅長的行業和專業，並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，否則數碼化業務將很難突破，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澱最為深厚的水務環保領域，開發出智慧水務數碼化產品。
「平台建設前，進行了充分的調研，形成了平台可行性研究報告。建設中遵循以專案帶動研發的原則，透過打造智慧水務行業標桿，不斷叠代完善平台功能。」張磊如是說。
透過中國市政中南院研發的中信智慧水務雲平台，城市水務系統可構建由智慧供水廠、智慧供水管網系統、智慧汙水廠、智慧排水管網系統四部份組成的智慧水務系統，張磊告訴鈦媒體APP，該平台主要有四大創新。
首先，該平台提出了CIM-Water概念，構建了基於多元資訊融合的水務數碼孿生平台；
其次，平台打造了基於多模態的水務數碼化管理助手；
再次，平台利用大數據+人工智能演算法，研發了節能降耗的水處理智能化控制系統；
最後，該平台透過模擬仿真+最佳化演算法，開發了多目標的水務智慧化決策系統。
除此之外，智慧水務雲平台還建立了「前饋+模型+反饋」的智能控制流程，利用智能資訊處理、智能資訊反饋和智能控制決策等方式方法，實作平台的流暢執行。
智能控制方法能夠克服汙水處理控制過程中存在的時變性和隨機性，逐漸被套用於汙水處理過程中。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、神經網絡控制和基於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作復雜非線性系統建模、控制、最佳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於以上一種功能或者多種功能組合實作。」
年省2億，減碳26萬噸
張磊告訴鈦媒體APP，目前，中信智慧水務雲平台已經套用在全國70多個專案，為水務企業節省了10%-20%的營運成本，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、管理數碼化、控制智能化、決策智慧化，實作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。
中信智慧水務雲平台在在武漢市江夏汙水廠、武漢市江夏區「清水入江」一體化專案、武漢市金口水廠等典型工程專案上得以深入套用，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。
以武漢市江夏汙水廠為例，據統計，在已經上線執行四年多的時間裏，武漢江夏汙水處理廠節約執行成本10%—15%。透過增強水務企業的數碼化管理能力，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、穩定執行。
在武漢金口水廠的套用中，基於智慧水務雲平台，武漢金口水廠打造了智慧管控平台，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，服務範圍覆蓋100萬居民。
武漢金口水廠透過智慧水務雲平台，利用BIM技術打造真實物理水廠的數碼孿生模型，高度復現水廠內的構築物、生產器材設施、管路系統等，再透過統一的大數據中心，接入所有的靜態數據和即時動態數據。在此基礎上對制水關鍵工藝環節進行智能控制，實作了水廠的數碼化、智能化、低碳化。
據測算，金口水廠完成改造後，透過最佳化執行模式，大幅降低了器材能耗。按照目前日供水量50萬噸計算，改造後的金口水廠每年可節電約200萬度，約減少1600噸碳排放量。
（本文正選於鈦媒體APP，作者｜張申宇，編輯丨張帥）
