水處(chu)理(li)系(xi)統作(zuo)為重要的(de)(de)基礎(chu)設施，2012年(nian)《關于開展國家(jia)智慧(hui)城(cheng)市(shi)試(shi)點工作(zuo)的(de)(de)通知(zhi)》附(fu)件2：國家(jia)智慧(hui)城(cheng)市(shi)(區、鎮)試(shi)點指標體(ti)系(xi)(試(shi)行)對供(gong)水系(xi)統提出明(ming)確(que)的(de)(de)指標(見表1)，2014年(nian)8月，國家(jia)發改(gai)委、工信(xin)部、科(ke)技部、公安部、財(cai)政(zheng)部、國土部、住建(jian)部、交通部等八(ba)部委印發《關于促進智慧(hui)城(cheng)市(shi)健康(kang)發展的(de)(de)指導意見》中(zhong)，要求大幅提升電力(li)、燃氣、交通、水務、物(wu)流等公用(yong)基礎(chu)設施的(de)(de)智能化水平。

無論是國家政(zheng)策還是地方(fang)政(zheng)策、規(gui)劃，水(shui)務(wu)都是不可(ke)或缺(que)的(de)(de)重要一環，但(dan)(dan)是，這些(xie)政(zheng)策、措(cuo)施仍然(ran)是處于規(gui)劃層面。與城管、交通(tong)等以管理為(wei)主的(de)(de)行業和(he)純制造業不同(tong)，水(shui)務(wu)行業既(ji)涉及生產，又服(fu)務(wu)于大眾，同(tong)時還有上(shang)游保護(hu)、下游環保等職(zhi)責(ze)。水(shui)廠作(zuo)為(wei)具有一定政(zheng)府職(zhi)能的(de)(de)企(qi)(qi)業，雖然(ran)當前(qian)有各方(fang)面特別是很(hen)多著名(ming)企(qi)(qi)業都在(zai)努力探索，推出大量的(de)(de)設想、產品和(he)解決方(fang)案(an)，但(dan)(dan)要實現智慧城市要求下的(de)(de)水(shui)廠智慧化，仍然(ran)存在(zai)沒有清晰(xi)脈絡，沒有形成(cheng)共識的(de)(de)困境,需要頂層規(gui)劃，探索實現智慧水廠(chang)建設的路徑(jing)。

1明確智(zhi)慧水廠(chang)理念目標(biao)

建設智(zhi)慧(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)水(shui)(shui)廠的(de)(de)誤區，是(shi)(shi)將(jiang)智(zhi)慧(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)水(shui)(shui)廠等同(tong)于全(quan)自動水(shui)(shui)廠、無人(ren)水(shui)(shui)廠。2012年住房城(cheng)鄉建設部(bu)辦公(gong)廳(ting)《關于開展(zhan)國家智(zhi)慧(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)城(cheng)市(shi)(shi)試點工(gong)作(zuo)的(de)(de)通(tong)(tong)知(zhi)》明確：“智(zhi)慧(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)城(cheng)市(shi)(shi)是(shi)(shi)通(tong)(tong)過(guo)綜(zong)合運用現代(dai)科學技(ji)術(shu)、整合信(xin)(xin)息(xi)資源、統籌業務應(ying)用系統，加強城(cheng)市(shi)(shi)規(gui)(gui)劃(hua)、建設和(he)(he)管(guan)理(li)的(de)(de)新(xin)模(mo)式。為探索智(zhi)慧(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)城(cheng)市(shi)(shi)建設、運行(xing)、管(guan)理(li)、服務和(he)(he)發(fa)展(zhan)的(de)(de)科學方式，決(jue)定開展(zhan)國家智(zhi)慧(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)城(cheng)市(shi)(shi)試點工(gong)作(zuo)”，2014年八部(bu)委印發(fa)的(de)(de)《關于促(cu)進(jin)智(zhi)慧(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)城(cheng)市(shi)(shi)健康發(fa)展(zhan)的(de)(de)指(zhi)導意見(jian)》指(zhi)出：“智(zhi)慧(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)城(cheng)市(shi)(shi)是(shi)(shi)運用物聯網、云計算(suan)、大(da)數據、空間地理(li)信(xin)(xin)息(xi)集成(cheng)等新(xin)一(yi)(yi)代(dai)信(xin)(xin)息(xi)技(ji)術(shu)，促(cu)進(jin)城(cheng)市(shi)(shi)規(gui)(gui)劃(hua)、建設、管(guan)理(li)和(he)(he)服務智(zhi)慧(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)化的(de)(de)新(xin)理(li)念和(he)(he)新(xin)模(mo)式”，由此可見(jian)，智(zhi)慧(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)城(cheng)市(shi)(shi)的(de)(de)手(shou)段是(shi)(shi)新(xin)的(de)(de)技(ji)術(shu)，特別是(shi)(shi)信(xin)(xin)息(xi)技(ji)術(shu)，目的(de)(de)是(shi)(shi)提高(gao)規(gui)(gui)劃(hua)、建設、管(guan)理(li)和(he)(he)服務能力(li)。為滿足智(zhi)慧(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)城(cheng)市(shi)(shi)的(de)(de)要求，作(zuo)為城(cheng)市(shi)(shi)重要基礎設施，智(zhi)慧(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)水(shui)(shui)廠應(ying)該是(shi)(shi)以應(ying)用新(xin)一(yi)(yi)代(dai)信(xin)(xin)息(xi)技(ji)術(shu)為手(shou)段，生(sheng)產、運行(xing)、維護、調度和(he)(he)服務等全(quan)方位(wei)、全(quan)過(guo)程各(ge)環(huan)節高(gao)度信(xin)(xin)息(xi)互通(tong)(tong)、反(fan)應(ying)快捷、管(guan)理(li)有序的(de)(de)高(gao)效(xiao)節能、綠色(se)環(huan)保、環(huan)境舒適水(shui)(shui)廠。

2構建智慧水(shui)廠框架體系

綜上所述，智慧水(shui)廠應該由一個從生產到管理(li)全面(mian)信(xin)息化、自動化的(de)(de)框架系統組成。目(mu)前在(zai)“大眾創業(ye)，萬眾創新”的(de)(de)大背景下，涉及水(shui)務(wu)業(ye)務(wu)的(de)(de)企業(ye)都在(zai)探(tan)索(suo)水(shui)務(wu)行業(ye)的(de)(de)智能化、進而智慧化，如(ru)：遠程抄表系統、管網GIS系統、漏損(sun)檢(jian)測系統、能耗管理(li)系統、泵(beng)房綜合控(kong)制平臺以及機器人、視頻(pin)識別系統等等。根據以往的(de)(de)經(jing)驗和(he)思路，整合這(zhe)些成果，我們通常會提出如(ru)圖1的(de)(de)框架。

該系(xi)統以水(shui)廠(chang)(chang)安全、可靠(kao)以及節能降耗為目標(biao)，針(zhen)對(dui)目前(qian)水(shui)廠(chang)(chang)運營可能存(cun)在的(de)問題，運用先進的(de)信息技術(shu)和控制技術(shu)，建立(li)一(yi)系(xi)列(lie)的(de)管理(li)、控制系(xi)統，加(jia)強水(shui)廠(chang)(chang)生產(chan)管理(li)。

從(cong)工業化、電(dian)氣(qi)化到自(zi)動(dong)化，都是(shi)通過技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)創新(xin)(xin)，來提(ti)(ti)高(gao)我(wo)們(men)的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)(chan)力，水(shui)(shui)廠(chang)的(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)也(ye)是(shi)如此，電(dian)和電(dian)動(dong)機、水(shui)(shui)泵的(de)(de)(de)發明(ming)，使給水(shui)(shui)能(neng)夠工業化、電(dian)氣(qi)化，繼電(dian)器技(ji)術(shu)產(chan)(chan)(chan)生了“一鍵啟動(dong)”，PLC使“自(zi)動(dong)化”成為(wei)(wei)可(ke)(ke)(ke)能(neng)，網絡成就了“中央控(kong)制”，這(zhe)些發展(zhan)(zhan)，其(qi)共同的(de)(de)(de)特點就是(shi)：發明(ming)新(xin)(xin)的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)-解決現(xian)(xian)有(you)(you)問題(ti)-提(ti)(ti)高(gao)生產(chan)(chan)(chan)效(xiao)率-推進管(guan)(guan)理(li)(li)進步，這(zhe)是(shi)一種從(cong)下(xia)而上(shang)發展(zhan)(zhan)思(si)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)，我(wo)們(men)可(ke)(ke)(ke)以稱之為(wei)(wei)“自(zi)動(dong)化”思(si)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)，上(shang)述框架正(zheng)是(shi)沿用(yong)了這(zhe)一思(si)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)。智(zhi)慧(hui)(hui)城(cheng)市強調管(guan)(guan)理(li)(li)，智(zhi)慧(hui)(hui)水(shui)(shui)廠(chang)的(de)(de)(de)建(jian)設思(si)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)應(ying)該是(shi)自(zi)上(shang)而下(xia)的(de)(de)(de)思(si)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)，即：完善管(guan)(guan)理(li)(li)體系(xi)-利用(yong)信息技(ji)術(shu)-提(ti)(ti)高(gao)管(guan)(guan)理(li)(li)效(xiao)率-提(ti)(ti)升生產(chan)(chan)(chan)水(shui)(shui)平-實(shi)現(xian)(xian)新(xin)(xin)的(de)(de)(de)目(mu)標(biao)。這(zhe)一思(si)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)，我(wo)們(men)可(ke)(ke)(ke)以稱之為(wei)(wei)“智(zhi)慧(hui)(hui)”思(si)路(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)。基于目(mu)前的(de)(de)(de)水(shui)(shui)廠(chang)管(guan)(guan)理(li)(li)制度(du)，是(shi)長期(qi)生產(chan)(chan)(chan)實(shi)踐的(de)(de)(de)結晶，雖然(ran)在手段(duan)上(shang)可(ke)(ke)(ke)能(neng)不夠先(xian)進，但在實(shi)踐中證(zheng)明(ming)是(shi)可(ke)(ke)(ke)靠(kao)適用(yong)的(de)(de)(de)。因此，建(jian)議通過分解現(xian)(xian)有(you)(you)水(shui)(shui)廠(chang)生產(chan)(chan)(chan)管(guan)(guan)理(li)(li)功能(neng)，以現(xian)(xian)有(you)(you)管(guan)(guan)理(li)(li)體系(xi)為(wei)(wei)依(yi)據，將現(xian)(xian)有(you)(you)的(de)(de)(de)管(guan)(guan)理(li)(li)需(xu)(xu)求(qiu)分解整合為(wei)(wei)各功能(neng)模塊，這(zhe)些可(ke)(ke)(ke)組合、可(ke)(ke)(ke)分期(qi)、可(ke)(ke)(ke)擴(kuo)展(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)模塊，應(ying)該包含(han)了現(xian)(xian)有(you)(you)水(shui)(shui)廠(chang)管(guan)(guan)理(li)(li)的(de)(de)(de)各種需(xu)(xu)求(qiu)，并可(ke)(ke)(ke)通過擴(kuo)展(zhan)(zhan)滿(man)足(zu)水(shui)(shui)廠(chang)管(guan)(guan)理(li)(li)的(de)(de)(de)新(xin)(xin)需(xu)(xu)求(qiu)。

水(shui)廠(chang)除了最(zui)重要(yao)也是(shi)自(zi)動化(hua)最(zui)為關注的(de)生產(chan)(chan)工藝外，還(huan)包(bao)括：為確保生產(chan)(chan)可靠運行的(de)人為保障工作、原材料的(de)管(guan)(guan)理工作、設備(bei)的(de)維護、建構筑物的(de)維護以(yi)及人員的(de)管(guan)(guan)理、安全的(de)保障等。分(fen)解、分(fen)析(xi)和完善(shan)水(shui)廠(chang)的(de)管(guan)(guan)理體系，推(tui)薦的(de)智慧水(shui)廠(chang)框架體系如圖2。

這些系統(tong)以及在(zai)此基礎上不斷補充完善，構(gou)建了(le)完整(zheng)的(de)水廠(chang)生產、管(guan)理(li)(li)、服(fu)務體系，通過其智慧解(jie)決方案，可(ke)以解(jie)決目(mu)前存在(zai)的(de)管(guan)理(li)(li)、服(fu)務手段(duan)落后(hou)的(de)痛點，滿足智慧城市(shi)對水廠(chang)的(de)管(guan)理(li)(li)需(xu)求

3落實智慧(hui)水廠解(jie)決方案(an)

針對水廠管理、服務的要(yao)求，細化各(ge)功能模(mo)塊(kuai)的需(xu)(xu)求，借(jie)鑒本行(xing)業(ye)已有的經(jing)驗和其他行(xing)業(ye)的經(jing)驗，提出(chu)需(xu)(xu)求目標，設計(ji)硬件框架、開發(fa)軟件產品，提出(chu)一攬子(zi)解(jie)決(jue)方案。各(ge)模(mo)塊(kuai)的大致(zhi)需(xu)(xu)求如下：

智(zhi)慧生(sheng)產(chan)系(xi)統(tong)(tong)：完(wan)善水廠(chang)生(sheng)產(chan)自(zi)動化，建立能(neng)耗管(guan)理等系(xi)統(tong)(tong)，盡可(ke)能(neng)減少現場人工干預的需求，在(zai)智(zhi)慧生(sheng)產(chan)管(guan)理系(xi)統(tong)(tong)的協調下，高效低耗、保質保量完(wan)成制水任務。

智慧(hui)生(sheng)產管理(li)系(xi)統：利用視(shi)頻(pin)識別、機器人等新一代IT技術，建立生(sheng)產巡檢系(xi)統、水質(zhi)分(fen)析系(xi)統、應急(ji)處理(li)系(xi)統等，監視(shi)整個生(sheng)產過程(cheng)，及(ji)時(shi)發現并處置計劃外(wai)事件，達到全(quan)廠保質(zhi)、保量、安全(quan)生(sheng)產的目標。

智慧原料(liao)(liao)管理(li)系統：建立生產(chan)(chan)藥劑、試驗藥劑、沙料(liao)(liao)等生產(chan)(chan)原材(cai)料(liao)(liao)倉儲(chu)管理(li)系統、供應商信息系統、產(chan)(chan)品追溯系統等，根(gen)據生產(chan)(chan)計劃(hua)和歷年原材(cai)料(liao)(liao)供應采購(gou)大數據，自動(dong)制(zhi)定采購(gou)計劃(hua)，在確保原材(cai)料(liao)(liao)安全、可靠供應的前提(ti)下，做到少存(cun)儲(chu)、零存(cun)儲(chu)。

智慧設(she)(she)備(bei)維(wei)護系統(tong)(tong)：重要設(she)(she)備(bei)設(she)(she)立(li)在線監測(ce)系統(tong)(tong)，利用(yong)BIM等(deng)技(ji)術，建立(li)機械(xie)、電(dian)氣、儀表(biao)、自控、試驗等(deng)設(she)(she)備(bei)檔(dang)案管理系統(tong)(tong)、供應商信息系統(tong)(tong)、產品追溯系統(tong)(tong)、針對(dui)設(she)(she)備(bei)運用(yong)情況，自動制定設(she)(she)備(bei)維(wei)護、檢修計(ji)劃，規(gui)范維(wei)護工作。

智慧構(gou)筑(zhu)物監(jian)測(ce)系統：針(zhen)對重要構(gou)筑(zhu)物，建立構(gou)筑(zhu)物健康監(jian)測(ce)系統，監(jian)測(ce)構(gou)筑(zhu)物應力(li)、變形、沉(chen)降等敏感參數，與(yu)設計參數進行(xing)比較，實時評估構(gou)筑(zhu)物安全狀況(kuang)。

智慧安保(bao)系統(tong)：利用視頻(pin)及(ji)其識別、紅(hong)外(wai)線、電子圍(wei)欄等(deng)技(ji)術(shu)，建立(li)(li)全面、立(li)(li)體的(de)安保(bao)系統(tong)，將水廠工(gong)作(zuo)范圍(wei)內的(de)人(ren)員(yuan)細化(hua)為(wei)工(gong)作(zuo)、維護、清潔、檢查(cha)、考察、參觀等(deng)不同(tong)權限，通(tong)過(guo)云(yun)計(ji)算(suan)、無(wu)線覆蓋(gai)、移動(dong)終端、人(ren)員(yuan)識別、人(ren)員(yuan)定(ding)位等(deng)技(ji)術(shu)手段，通(tong)過(guo)事(shi)先(xian)確定(ding)的(de)路線和活動(dong)范圍(wei)，規(gui)范人(ren)員(yuan)的(de)活動(dong)，并提供照明、通(tong)風(feng)空調以及(ji)說明、講解、應急聯絡等(deng)服(fu)務，保(bao)證生(sheng)產(chan)安全、人(ren)員(yuan)安全。

智慧辦公(gong)系(xi)(xi)統：通過建立個(ge)人辦公(gong)、公(gong)共信息、行政事務、公(gong)文流(liu)轉、知識管理、幫助、系(xi)(xi)統管理等模塊，實現水廠人事管理、財務管理、資產管理、科研管理等信息化(hua)(hua)和自動(dong)化(hua)(hua)。

智慧(hui)環境控(kong)(kong)制(zhi)系統：對全廠照明、通(tong)風、空(kong)調等建立控(kong)(kong)制(zhi)系統，針對不(bu)同(tong)設備、不(bu)同(tong)人(ren)員的(de)(de)不(bu)同(tong)需求，制(zhi)定精(jing)準的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)策略，通(tong)過與其他系統的(de)(de)配(pei)合，在滿足(zu)人(ren)員的(de)(de)舒適(shi)性、設備的(de)(de)安全性等前提下，達到節能、減排、減少污(wu)染的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。

智慧養(yang)護系(xi)統(tong)：針對水(shui)廠綠化(hua)多的特點，設置(zhi)自(zi)動(dong)澆灌(guan)系(xi)統(tong)、植物管理系(xi)統(tong)，通過氣象信息以及水(shui)廠植物檔案信息，自(zi)動(dong)澆灌(guan)，并提供養(yang)護計劃，適時安排施肥、修剪等養(yang)護工作。

隨著(zhu)水廠(chang)(chang)智慧化(hua)建(jian)(jian)(jian)設(she)(she)(she)的(de)(de)(de)發(fa)展，水廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)管理工作也(ye)會不斷地(di)發(fa)展和(he)調整，同時(shi)，水廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)管理工作繁復(fu)而(er)細碎，顯然(ran)以水廠(chang)(chang)為單位的(de)(de)(de)建(jian)(jian)(jian)設(she)(she)(she)必然(ran)帶來軟(ruan)(ruan)硬(ying)件(jian)的(de)(de)(de)大量投入和(he)重復(fu)建(jian)(jian)(jian)設(she)(she)(she)。而(er)云技術能(neng)夠很(hen)好地(di)解決這一(yi)問題，我們(men)應該充分利用(yong)(yong)云技術的(de)(de)(de)IaaS(Infrastructure as a Service，基礎(chu)設(she)(she)(she)施即(ji)服(fu)務(wu))、PaaS(Platform as a Service，平臺即(ji)服(fu)務(wu))和(he)SaaS(Software as a Service，軟(ruan)(ruan)件(jian)即(ji)服(fu)務(wu))三大服(fu)務(wu)模(mo)式，根據水廠(chang)(chang)智慧化(hua)建(jian)(jian)(jian)設(she)(she)(she)計(ji)劃(hua)，通過在(zai)先期建(jian)(jian)(jian)設(she)(she)(she)的(de)(de)(de)水廠(chang)(chang)建(jian)(jian)(jian)立(li)“水廠(chang)(chang)云”并逐步(bu)擴(kuo)展為“水務(wu)云”的(de)(de)(de)技術路線(xian)，以及利用(yong)(yong)公(gong)用(yong)(yong)云等(deng)方法，從而(er)達到硬(ying)件(jian)共(gong)享、軟(ruan)(ruan)件(jian)共(gong)享、數(shu)據共(gong)享和(he)信(xin)息(xi)共(gong)享，提高設(she)(she)(she)施的(de)(de)(de)利用(yong)(yong)率，降低軟(ruan)(ruan)硬(ying)件(jian)費用(yong)(yong)和(he)開發(fa)費用(yong)(yong)。同時(shi)，新增的(de)(de)(de)管理系(xi)統(tong)也(ye)可以很(hen)方便(bian)地(di)在(zai)“云端”進行開發(fa)而(er)不需要增加終端設(she)(she)(she)備(bei)。

4建設智(zhi)慧水廠示范工程

智慧(hui)城市的(de)建設(she)，涉及到城市的(de)方方面面，工程龐大，《關于促進(jin)智慧(hui)城市健康發展的(de)指(zhi)導意見》為(wei)此提出(chu)來：“以人為(wei)本，務實推進(jin);因(yin)地制宜，科學(xue)有(you)序;市場為(wei)主，協(xie)同創新;可管(guan)可控(kong)，確保安(an)全”等原則(ze)，并強(qiang)調“加強(qiang)頂層(ceng)設(she)計”。

同樣，智(zhi)(zhi)慧(hui)水廠(chang)的重點(dian)在于管理(li)(li)和(he)服務(wu)的信息化，雖然在長(chang)期(qi)的實踐(jian)中積累(lei)了一定的經驗，但仍然需(xu)要大量的軟硬件開發，因此，智(zhi)(zhi)慧(hui)水廠(chang)的建(jian)設(she)，需(xu)要盡(jin)快建(jian)設(she)示(shi)范工程，在做好(hao)頂層設(she)計的前提(ti)下，針對這(zhe)些(xie)管理(li)(li)需(xu)求，有序推(tui)(tui)進，逐步實施，為全面推(tui)(tui)廣智(zhi)(zhi)慧(hui)水廠(chang)乃至智(zhi)(zhi)慧(hui)水務(wu)，提(ti)供經驗，為建(jian)設(she)完善一套可復(fu)制、可推(tui)(tui)廣的智(zhi)(zhi)慧(hui)水廠(chang)管理(li)(li)體系(xi)，提(ti)供實踐(jian)基(ji)地。

5結語

智(zhi)慧(hui)水(shui)廠(chang)的建設，應該打破(po)以往的思路，自上而下，做好頂(ding)層設計(ji)，站(zhan)在(zai)智(zhi)慧(hui)城市的高(gao)度，利用云(yun)計(ji)算、大數據(ju)等新(xin)的信息(xi)技術和思路，將水(shui)廠(chang)的管理、服(fu)務(wu)工作全(quan)面的智(zhi)慧(hui)化，通過提升管理、服(fu)務(wu)的能效(xiao)來(lai)保證水(shui)廠(chang)的安全(quan)、可靠、綠色。