智慧水务建设现状及发展趋势

引言

在全球水资源短缺与城市化进程加速的双重背景下，传统水务管理模式因效率低、响应慢、资源浪费严重等问题，已难以满足现代社会对水资源精细化管理与高效利用的需求。智慧水务作为新一代信息技术与水务行业深度融合的产物，通过物联网、大数据、人工智能等技术，实现水务系统的实时感知、智能分析与精准决策，成为解决水资源供需矛盾、保障水安全、推动城市可持续发展的关键举措。

一、智慧水务建设现状分析

1.1 技术应用现状

在智慧水务建设中，物联网、大数据、人工智能及数字孪生等技术的应用日益深入。物联网技术通过传感器网络，实现对水质、水压、流量等关键指标的实时监测与设备远程管理。大数据与云计算技术则承担着数据处理与分析的重任，通过挖掘海量水务数据，能够精准预测管网漏损点、分析水质变化趋势。深圳水务集团借助大数据平台，将供水管网漏损率降低。人工智能技术在智能调度、故障诊断等场景中发挥关键作用，机器学习算法可优化污水处理厂的运行参数，计算机视觉技术则用于管网巡检，识别管道破损、异物堵塞等问题。

1.2 建设成果

智慧水务在城市供水、污水处理、防洪防汛及水生态业务方面得到推广使用，在城市供水方面，城市供水智慧水表、供水管网智能化监控系统的推广使用，提升了供水的可靠性及供水服务能力；在污水处理方面，城市污水处理厂智慧系统系统的推广使用，提升了处理工艺，节省了污水资源回收利用，提升了处理能力及运营可靠性，降低了电等能源的消耗；在防洪防汛及水生态方面，多源信息集成的水情智慧预警分析系统，并结合无人机遥感监控与卫星遥感技术、洪水预报及水环境风险预警智能化，提升防汛抢险、风险隐患评估等工作能力。

1.3 市场现状

智慧水务市场快速发展。在近几年政策推动及技术成熟等因素的刺激下，我国智慧水务市场规模逐渐增加，据预测我国的智慧水务市场规模将在 2025 年达到千亿元以上。其中市场涉及综合服务商、软件商以及大型IT 公司。科技巨头比如华为、阿里云等利用其云计算、AI 技术可以提供一些底层的技术平台。碧水源、首创股份等水务公司立足于他们的行业经验，面对的是面向行业的应用。而小型的软件商主要集中于各个细分领域。

1.4 政策支持现状

政策力度不断增加。国家和地方纷纷出台了一系列智慧水务建设项目的相关政策文件，推动了智慧水务项目的建设。《住房和城乡建设部、水利部关于推进智慧水利建设的指导意见》从智慧化减量、行业数据标准规范、水利业务数据治理和水旱灾害预报精准化等技术标准、数据共享等方面给予相关政策支持。各地方政府陆续出台了与智慧水务相关的规划文件和扶持政策，明确在上海、深圳等城市给予地方企业财政补贴支持建设智慧水务。智慧水务相关政策不仅促进资金落实，而且促使行业发展有了更加成熟的行业规范和管理体系，有利于技术、产品的推广应用，促进了产学研用的深度融合，为智慧水务行业的政策支持保驾护航。

二、智慧水务建设面临的挑战

2.1 技术层面

对于智慧水务构建而言，技术层面难题成为制约其发展的核心障碍。技术间集成度偏低，物联网、大数据、人工智能等技术在融合中因通信协议、数据格式存在差异而导致系统的兼容性欠缺；数据安全和隐私受到威胁，智慧水务系统处理与使用涉及很多用户的用水数据以及管网的地理信息等一些敏感数据，可以成为网络的攻击目标，2023年我国某市的智慧水务系统因为自身数据加密机制不严格被黑客攻击后，泄露了数万用水户的用水信息，引起群众恐慌。

2.2 建设与运营层面

除此之外，建设与运营是智慧水务发展目前所面临的难题。成本过高是一个主要原因，智慧水务中需要投入传感器、通信网络、软件平台等，费用非常大，如智慧水务建设规模为中型城市，用于整个水务体系的管网监测传感器及通信设施采购就需要投资几千万，一般中小型企业很难承担。也是很重要的一项内容，智慧水务的管理运营困难，该运行模式需要实现多个部门的协同、技术人员的支持，这就要求工作人员具有较高的技术能力。

2.3 准与规范层面

技术规范等标准缺失制约着智慧水务产业化的发展。智慧水务技术标准、数据标准、接口标准尚未形成统一的标准体系。不同厂商各自开发形成的系统接口不统一，数据无法共用共享，形成“信息孤岛”现象。没有统一建设标准和验收标准，导致建设过程中部分项目质量不理想，部分项目出现功能单一、系统建设不健全，没有可延展性和扩展能力，后期需要做智能化改造。

2.4 人才层面

智慧水务建设过程中长期面临人才短缺的问题。智慧水务涉及水务工程、信息技术、数据分析等多方面知识，对既熟悉水务专业领域知识，又具备大数据、人工智能技术的复合型人才要求较高。现阶段高校各专业设置不够到位，课程设置很难跟上行业的发展需求，人才培养与岗位需求严重脱节。根据行业相关调研，超过 60% 的水务企业都表示专业技术人才极度匮乏，数据分析类及系统运维类人员人才缺口较大，严重阻碍智慧水务的新技术应用和创新和发展，行业转型升级亟待突破。

2.5 智慧水务发展趋势分析

智慧水务也将发生以下几方面的重大变化。其一是技术创新融合趋势明显。5G 技术利用速率快、时延低、连接广的特点，对智慧水务海量数据实时传输的“快车道”驶入了高速公路，从而实现远程高清水质监测、设备的实时精准控制。量子计算可能在复杂的管网水力模型计算、大规模的水资源优化调度等难题上实现突破，能够成倍提高决策效率和科学程度。区块链技术旨在打造安全可信的数据共享环境，确保数据的真实性、完整性，促进政府部门之间、不同区域的水务数据交换流通，能够让水务数据实现更多的价值。应用方面，农村的智慧水务有望成为新亮点。我国农村的供水、排水系统比较薄弱，在智慧水务的支持下，可以构建智能供水监控系统，控制水压水量大小，降低水资源浪费。利用智能技术设计好、维护好分布式污水处理装置，对污水的处理效果进行远程实时监控和维护，优化农村水环境状况。

结语

智慧水务作为解决现代水务管理难题的关键路径，虽已在技术应用与成果转化上取得进展，但技术瓶颈、标准缺失等挑战仍存。展望未来，随着新兴技术的深度融合与政策支持加码，其必将在拓展应用场景、实现绿色低碳发展上持续突破，为全球水资源高效管理与城市可持续发展注入强劲动能，开启水务领域智能化变革的新篇章。

参考文献

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[2]江海汕,张大兴.数字化转型下集团化智慧水务管理平台的建设方案与应用[J].工业控制计算机,2024,37(06):122-124.