摘要：智慧水务的建设在供水行业广泛开展，大数据信息时代的到来，也给水务行业带来了新的机遇。建设智慧水务的路径和方式有很多种，站在不同的角度看待的方式也各不相同。本文从城市供水数据来源说起，引入智慧水务中数据的“四维二态”特性，提出管网运行动态数据是智慧水务建设的基础和入口，管网运行动态数据的保障是建设智慧水务的关键因素之一。
关键词：智慧水务 供水 多维动态数据 数据保障
随着全球云计算、大数据、物联网、移动互联网等信息技术快速发展和深入应用，城市信息化发展正酝酿着重大变革和新的突破，以对象、过程数字化为主要特征的数字化城市向智慧化城市发展已成为时代趋势[1]。水资源是城市发展的基本条件，水环境和水安全对于城市的可持续发展和人们的生活质量提高具有重要意义，智慧水务的建设成为了智慧城市建设的必然延伸。
2016年水务行业热门话题中，“智慧水务”、“水十条”、“漏损控制”、“物联网”、“大数据”、“PPP”等成为热词，受到人们的广泛关注。在信息化浪潮与数据科学崛起的共同推动下，智慧水务已成为未来水务行业发展的新理念和新实践。作为智慧水务建设的基础和入口便是数据，以数据为中心的研究方法与技术理念在供水管网、排水系统、污水处理、水厂自动化等领域都得到了广泛应用与认可，以信息技术为支撑的数据分析与研究方法正深刻地改变着传统科学探索的工作方式，数据的保障成为智慧水务建设中极为重要的组成部分。
1、城市供水数据
城市供水基础设施建设过程中，供水企业也通过各类不同的设备，在从水源地原水输送到水龙头用户消费过程上，积累了各式各样不同类型的数据。在目前国内谈到智慧水务建设时，不同的设备供应厂商，出于对各自产品的促进应用，从各自的设备及数据角度，提出了对智慧水务的不同理解和看法，可谓百家争鸣，各引一端，崇其所善。
1.1 数据来源及方式
不同的设备厂商提供了不同类型和维度的数据，从原水输送过程中输水管道厂商、输水水泵厂商，到供水水厂自动化设备厂商、水泵厂商，到供水管网输配过程中管道厂商、阀门厂商、监控设备厂商、二次供水设备厂商、GIS软件服务商、调度系统服务商、营业收费软件服务商，到最终用户消费的水表厂商等等，都产生了各自规格不一的数据。
从智慧水务的架构上看，在感知层面，主要包含了流量计、压力计、水质分析仪、水表等;从传输层面，主要通过GPRS、Modbus485、Zigbee、Lora、NB-IoT等方式;从存储应用层面来看，主要为现有的营收系统、客服系统、SCADA系统、水质管理系统、GIS系统、表务计量管理系统、维修巡查系统等，种类繁多。
1.2 数据的“维”
随着供水企业需求的变化和技术的发展，水务管理的思路不断创新，自动化和信息化技术在水务企业生产、经营、服务和管理中的应用也越来越深入和广泛，为我国水务企业信息化的进一步发展打下了良好的基础。总体上来看，我国水务企业信息化的发展主要分为自动化、数字化、信息化和智慧化四个阶段。目前，一些基础设施建设完善、管理水平较好的水务企业,信息化建设已经开始从信息化水务阶段向智慧化水务阶段迈进。
目前“智慧水务”的概念，彰显了鲜明的互联网时代特征，并非常清晰地向我们展示着充满物联网特征的未来发展趋势，如何客观地看待未来智慧水务发展的方向，也是我们值得关注的问题。通过在应用和实践中重新认识数据，也就对智慧供水的建设发展阶段进行了新的定义。
“一维”的数据，是我们传统上的数据理念，数据类型单一，数据结构离散。譬如传统计量器具测量的单一读数，只能定义数值大小，主要还是通过纸质抄读等方式来进行记录。
“二维”的数据，则主要是在传统数值基础上增加了“时间轴”的同步。随着互联网浪潮席卷而来，个人计算机的普及和应用推广，供水行业也进行了随之而来的互联网化、数字化，同时也开始打造出各个独立的业务系统。这个时期数据变化最显著的特征便是有了连续“时间轴”维度的记录，通过将时间轴与数据紧密相连，便形成了不同的分析结果以及各自的事件。而随之带来的隐患便是今天在智慧水务建设过程中，经常提及的“数据孤岛”问题。
“三维”的数据，则是由“数值+时间轴+空间坐标”等多维度的融合。随着大数据、云平台、物联网、移动互联网等技术的成熟发展，将传统的数值大小、时间轴等维度的数据矢量化并与地理信息的空间数据相结合，进行多维度的数据解读和分析，从而更直观有效的与供水企业各部门的业务相结合，对供水企业的日常工作也起到了极大的促进作用。通过现有的PC端系统和手机APP相结合的方式，让相关职能部门的人员应用数据更便捷，数据的及时性、有效性也得到了更好的保障。而这个阶段和维度的数据，才仅仅是走向智慧水务的起步阶段，只有提供“三维”以上数据，才是智慧水务建设需要的数据。
“四维”的数据，则是通过“三维”数据产生相关联的基础上，得到的新形态的数据，它是能够提供预测未来达到智慧阶段的“新数据”。随着人工智能(AI)的快速发展，也给我们人类未来的发展提供了无尽想象力。从人类历次技术革命的发展历程来看，无论是第一次的蒸汽机革命、第二次的电力革命还是第三次的信息革命，无不推动着既有产业的全面升级。可以预见人工智能将会逐步渗透到社会的各个产业，从而实现“从局部到整体，我们实现智能化社会;从整体到局部，我们实现社会的精细化”的奇妙场景。而未来的供水企业管理也将更加智能化，通过数据的关联产生新的“智能”的数据，能够预测未来的数据，从而为企业提供预案辅助决策，达到真正的“智慧水务”。
1.3 数据的“二态”
智慧水务是一个与“移动互联网”、“互联网+”“ 人工智能(AI)”相媲美的大风口，信息技术、数字技术正深刻地改变着传统水务行业的运营模式，而智慧水务的形成必须要有大数据作为训练素材。
大数据之所以“大”，主要是因为它的来源比较杂，体量比较大。而大数据的关键不在“大”，而在“精”。通过运用云计算平台的分布式架构、弹性计算服务ECS和数据与系统的超融合对数据进行抽取，形成数据的模块化分组，从而将供水领域“大杂烩”的数据进行分类打通，形成有价值的数据资产，是大数据的关键。每种数据都有它的生命周期，应分级归档;每类数据其性能、可用性和安全级别也不同，安全保障措施需求也不一样。
在供水领域，根据其“形态”方式的不同，可以分为“静态数据”和“动态数据”两种。常规上来讲，“静态数据”主要包括用户信息、用户地址、设备信息、地理位置信息等，这些都是属于敏感信息，需要进行非常严格的保密措施，其建立、修改等操作也都需要严格的规范，通过工单流程管理等手段来进行申请及审批才能进行操作;而“动态数据”则主要为供水系统运营的数据，包括水厂生产、管网运行等产生的数据，其主要分为两大类：实时数据和模拟实时数据。其中，实时数据是指需要进行实时采集、实时传输的数据，需要进行实时双向通信监控，前期投资大运行成本也较高;而模拟实时数据则较多的采用实时采集、定时发送的方式，其无需实时双向通信监控，前期投资低运行成本也较低，具有物联网特征，可以大规模的布置，有利于推广和应用。
2智慧水务建设入口的认识
智慧水务成为行业内热门的话题，而作为智慧水务的使用者们(供水企业、政府相关部门)，他们建设智慧水务的目的主要还是安全供水、优质服务、提高管理、节能减漏、效益提升等。其中“安全供水”是最大的社会效益体现，“增收水费、节能减漏”是经济效益的最大化。
《水污染防治行动计划》即“水十条”对供水企业就一项考核指标要求：管网漏损率。要求到2017年，全国公共供水管网漏损率控制在12%以内;到2020年，控制在10%以内。通过结合智慧水务的建设，进行科学管理，能更加有效的达成这一目标。
通过数据看目标，如下表1所示，列举两个省会级水司的现状，即可看清智慧水务建设入口的一项本质：把供水企业大用户表具的计量数据保障好，供水企业的收入就能有保障，智慧水务建设的数据也有了很大的保障。
表1某省会水司供水现状数据
小结：
管网运行动态数据(流量，压力，水质)的质量保障是实现供水安全、增收水费、节能减漏的基础，是智慧水务建设的入口。智慧水务建设实践数据先行，数据成为了生产资料，计算带来生产力。在大数据时代的发展运行下，数据的保障是建设智慧水务建设不可或缺的关键一环。
基于“增收减漏”为目的，“四维二态”为指导思想，通过应用ThinkWater®智慧水务系统，深圳拓安信计控仪表有限公司正在为供水企业的智慧水务建设全力保驾护航。
参考文献：
[1] 王静远，李超，熊璋等.以数据为中心的智慧城市研究综述.计算机研究与发展，2014，51(2)：239-259.
[2] 侯煜堃.等 .无收益水量管理手册[M].上海.同济大学出版社，2011.
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