在數字化浪潮席卷各行各業(yè)的今天，隨著(zhù)城市發(fā)展對供水服務(wù)的要求日益提高，探尋智慧供水的有效路徑顯得尤為重要。在“2024（第九屆）供水高峰論壇”上，合肥水務(wù)集團有限公司總經(jīng)濟師、教授級高級工程師朱波以“面向數據模型的合肥智慧供水規劃與建設實(shí)踐”為題，從發(fā)展現狀、建設規劃、建設成果、數據賦能四個(gè)維度分享了寶貴經(jīng)驗。
合肥水務(wù)集團有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“合肥水務(wù)集團”）成立于2024年8月，前身為始建于1954年的“合肥水廠(chǎng)”。2024年是合肥供水的70周年，也是合肥水務(wù)的元年。合肥水務(wù)集團以城市供水為基礎，集原水、供水、排水、污水、中水一體化運營(yíng)管理為主，注冊資本30億，目前資產(chǎn)規模達千億。供水板塊主要承擔合肥市區及部分縣區供水保障與服務(wù)工作，目前集團下轄制水廠(chǎng)9個(gè)，日供水能力303萬(wàn)立方米，75毫米以上供水管網(wǎng)11683公里，用戶(hù)316萬(wàn)戶(hù)，服務(wù)面積897平方公里。
一、發(fā)展現狀
談及智慧供水建設，盡管學(xué)界和業(yè)界對于智慧水務(wù)和智慧供水沒(méi)有嚴格的定義，但普遍認同其是從用戶(hù)需求出發(fā)，利用先進(jìn)信息技術(shù)，通過(guò)更透徹的感知、更全面的互聯(lián)互通和更深入的智能化等手段，實(shí)現水務(wù)企業(yè)的智慧化管理和運行，進(jìn)而提升企業(yè)的服務(wù)水平，有效支撐智慧城市的建設。
水務(wù)企業(yè)的信息化進(jìn)程始于80年代，到如今進(jìn)入了信息流、數據流、控制流和超融合的新階段。在這一背景下，大模型的應用已然成為智慧水務(wù)建設的重要方向。多模態(tài)大模型、機理模型和小模型等在供水實(shí)踐中的應用和效果均值得進(jìn)行深入探討和研究。
在大模型的發(fā)展方面，從2023年到2024年，國外巨頭的研發(fā)投入高達百億美金，如SORA OpenAI成功融資103億美金。在國內，習近平總書(shū)記強調，人工智能是引領(lǐng)這一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰略性技術(shù)，具有溢出帶動(dòng)性很強的“頭雁”效應。
大數據具有一秒定律和數據呈幾何級增加的特點(diǎn)，且非結構化數據占比不斷攀升。海量數據帶來(lái)了巨大的商業(yè)價(jià)值，亟待深入挖掘和利用。根據IDC研究報告，2024年全球將生成159.2ZB的數據，預計到2028年這一數字將增加一倍以上，復合增長(cháng)率為24.4%。
合肥供水在智慧化方面也取得了顯著(zhù)進(jìn)展。自2018年以來(lái)，合肥供水的計算資源從CPU0.7THZ增長(cháng)至3.4THZ，內存從2.34TB增長(cháng)至19.84TB，存儲資源從75TB增長(cháng)至233TB，數據開(kāi)始了井噴式增長(cháng)。智慧水務(wù)是一個(gè)長(cháng)期性、系統性、創(chuàng )新性和漸進(jìn)性的工程，需要隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步不斷引入新的基礎應用。
二、建設規劃
合肥水務(wù)集團在指導思想、發(fā)展目標、建設思路、總體架構、業(yè)務(wù)架構、大數據框架、組織保障7個(gè)方面加強總體規劃，主要體現在：
①合肥水務(wù)集團以對內精細化管理、提高公司效益和對外作為服務(wù)型企業(yè)、承擔社會(huì )責任為指導思想，對內減少了內耗、能耗和時(shí)耗，對外及時(shí)響應用戶(hù)需求，提高了服務(wù)水平。②以數字化倒逼企業(yè)管理變革為發(fā)展目標，總的來(lái)說(shuō)就是從粗放向精細轉變、從結果向過(guò)程轉變，從被動(dòng)向主動(dòng)轉變，從應急向預警轉變，從合理向優(yōu)化轉變，從而實(shí)現降本增效的結果。③其建設思路是以新一代的信息技術(shù)作為技術(shù)支撐，使得管理、業(yè)務(wù)、信息技術(shù)深度融合，通過(guò)建設智慧生產(chǎn)、智慧管網(wǎng)、智慧管理、智慧服務(wù)四大體系，實(shí)現生產(chǎn)運作自動(dòng)化、業(yè)務(wù)管理高效化、客戶(hù)服務(wù)優(yōu)質(zhì)化、經(jīng)營(yíng)決策科學(xué)化，從而達到優(yōu)質(zhì)、穩定、高效的目標。④通過(guò)決策中心、業(yè)務(wù)應用、能力中心、數據中心、混合云平臺五個(gè)層次和有關(guān)制度、標準的搭建以支撐整個(gè)智慧水務(wù)系統的總體架構。主要對象涵蓋用戶(hù)、工作人員、管理人員和決策人員，對個(gè)人提供工作臺，對管理人員提供移動(dòng)互聯(lián)，對決策者提供決策支持。⑤在業(yè)務(wù)架構上，合肥水務(wù)集團秉持智慧水務(wù)服務(wù)于業(yè)務(wù)的原則，采取業(yè)務(wù)為主軸、信息化為工具的理念，從用戶(hù)需求出發(fā)到滿(mǎn)足用戶(hù)需求結束，將智慧生產(chǎn)、智慧調度、智慧管網(wǎng)、智慧管理、智慧服務(wù)與供水業(yè)務(wù)全鏈條有機融合。⑥從數據、信息、知識、應用四個(gè)層級規劃了大數據建設框架，打通了內部指標數據、社會(huì )數據和互聯(lián)網(wǎng)數據，構成數據之源，并在此框架基礎上開(kāi)展相應的工作。⑦在組織保障方面，合肥水務(wù)集團成立了智慧水務(wù)領(lǐng)導小組和建設辦公室，組建了智慧生產(chǎn)、智慧管網(wǎng)、智慧終端和智慧管理四個(gè)工作專(zhuān)班，分工明確、協(xié)同合作，取得了一定的成效。
在總體規劃的布局下，合肥水務(wù)集團將供水物聯(lián)網(wǎng)、數據中臺、智慧管理、智慧客服、智慧生產(chǎn)、智慧管網(wǎng)6個(gè)板塊作為建設內容，逐步構建起一套完善且高效的智慧水務(wù)體系：①在全市布設了1萬(wàn)余臺物聯(lián)網(wǎng)設備，日采集數據達到100萬(wàn)條，打造“感-傳-知-用”四層架構供水物聯(lián)網(wǎng)體系，全面感知供水狀態(tài)。②建設數據中臺，通過(guò)數據倉庫技術(shù)進(jìn)行數據挖掘，向決策層提供銷(xiāo)售指標、財務(wù)指標，對業(yè)務(wù)層來(lái)說(shuō)可以用于工作溝通和提示。③打造一體化的智慧管理平臺，為三個(gè)層級提供功能：一是為決策層提供全局性指標性數據支持；二是為管理層提供職責范圍內的決策分析；三是為應用層提供高效的工作方式。④建設智慧客服系統，通過(guò)ESB連接營(yíng)業(yè)收費、業(yè)擴報裝、呼叫熱線(xiàn)等業(yè)務(wù)，實(shí)現客戶(hù)發(fā)展、管理和服務(wù)功能，并以此構建客戶(hù)關(guān)系管理平臺，關(guān)聯(lián)項目經(jīng)理、服務(wù)專(zhuān)員和管理人員等角色，推動(dòng)服務(wù)優(yōu)化。⑤在智慧生產(chǎn)方面，合肥水務(wù)集團搭建了智慧加藥模型。通過(guò)對進(jìn)水檢測數據、加藥過(guò)程數據、LIMS水檢化驗數據、出水檢測數據進(jìn)行收集與分析，實(shí)現精準投加、快速調控、水質(zhì)平穩、藥耗降低，達到生產(chǎn)流程趨于最優(yōu)化的管控。⑥搭建智慧管網(wǎng)，主要通過(guò)感知層、傳輸層和數據層以實(shí)現漏損控制、設備全生命周期管理兩大應用目的。當前，合肥水務(wù)集團正在積極介入靜態(tài)水務(wù)模型，后續也將啟動(dòng)動(dòng)態(tài)水務(wù)模型的建設和應用工作。在智慧水務(wù)建設進(jìn)程中，合肥水務(wù)集團不斷創(chuàng )新突破，在多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域取得了顯著(zhù)成果，具體如下：①在科學(xué)調度方面，合肥水務(wù)集團創(chuàng )新運用先進(jìn)的人工智能算法，賦予系統“思考”的能力，在供水量預測、能耗優(yōu)化、智能加藥等方面率先實(shí)現科學(xué)調度。此外，利用供水歷史數據試訓練開(kāi)發(fā)的改進(jìn)型的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型(H-GRN)，在24小時(shí)用水量預測方面達到了國內領(lǐng)先水平②在客戶(hù)關(guān)系管理方面，建設了“連心橋”供水熱線(xiàn)，系統集成了呼叫話(huà)務(wù)、工單等功能模塊，為用戶(hù)提供從來(lái)電到咨詢(xún)、報修以及回訪(fǎng)的全鏈條服務(wù)。③在二次供水方面，建設了合肥最大的二次供水網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現了泵房闖入報警、遠程喊話(huà)、行為追蹤、遠程停泵等功能，24小時(shí)保障安全運行。同時(shí)對于水量、電量、電耗、故障率、在線(xiàn)率等KPI指標進(jìn)行有效的分析。④在一站式服務(wù)方面，以項目建設為中心，對受理、勘察、立項、設計、預算、合同收費、施工、綜合驗收、移交、結算等關(guān)鍵節點(diǎn)進(jìn)行“紅黃綠燈”管控，實(shí)現客戶(hù)“網(wǎng)上申報零跑辦，窗口申報一屏通辦”的高效服務(wù)，連續兩年獲評合肥市創(chuàng )優(yōu)營(yíng)商環(huán)境工作“優(yōu)秀”等次。⑤在漏損管控方面，按照“三級分區六計量”的管理要求及時(shí)排查、維修和止漏，近年來(lái)漏損率顯著(zhù)下降。特別是采用衛星成像法并結合地面勘察發(fā)現了多處漏點(diǎn)，綜合漏點(diǎn)查出率達到31.4%，每年至少節約106萬(wàn)噸水。⑥在模型試點(diǎn)建設方面，合肥水務(wù)集團攻堅克難，在濱湖區域試點(diǎn)建立供水管網(wǎng)標準模型，并應用工況模擬功能，輔助供水方案制定，為管網(wǎng)設計、供水調度、事故管理的決策提供依據。⑦在智慧生產(chǎn)和倉儲方面，利用自動(dòng)控制、物聯(lián)網(wǎng)、機器人、數據模型、大數據分析等新一代信息技術(shù)，使水廠(chǎng)在生產(chǎn)檢測、設備巡檢、質(zhì)量控制、產(chǎn)量控制、應急處置等環(huán)節實(shí)現全面智慧化和自動(dòng)化。并打造全國首家供水行業(yè)五星級智慧倉庫，實(shí)現物資的收、發(fā)、存全過(guò)程信息化、智慧化。⑧在數據標準化方面，打破了數據壁壘、消除信息孤島、充分挖掘數據價(jià)值，發(fā)布了多項數據標準，并建立數據中心，日交換能力達327萬(wàn)條/天。
最后，朱波著(zhù)重介紹了合肥水務(wù)集團在數據賦能方面的實(shí)踐成果：
①聚焦工商戶(hù)用水習慣和客戶(hù)文本，合肥水務(wù)集團開(kāi)展了深入分析與積極探索。一方面，借助先進(jìn)的數據挖掘技術(shù)，對工商用戶(hù)海量數據進(jìn)行深度剖析與細致分類(lèi)，基于此有針對性地定制服務(wù)方案，提升供水服務(wù)效能；另一方面，通過(guò)大量積累用戶(hù)的訴求并將語(yǔ)音轉換成文本，形成訴求資源庫，提升服務(wù)精準度和效率，提高用戶(hù)滿(mǎn)意度。
②將原本沉淀池1/3處的單一反饋，優(yōu)化為1/2處和沉后水濁度兩級反饋，并通過(guò)積累數據對參數設置不斷優(yōu)化，提升智能加藥控制效果，藥耗與去年同期相比節約約15%。
③開(kāi)發(fā)了一套預測反饋模型，通過(guò)管網(wǎng)標志點(diǎn)的壓力預測值對出廠(chǎng)水機泵進(jìn)行調整控制，使得管網(wǎng)的壓力波動(dòng)趨于穩定。恒壓調度后，電耗下降明顯，特別是在大水量下更加顯著(zhù)。
④在合肥9個(gè)小區的10個(gè)泵房進(jìn)行了節能錯峰智慧供水系統的試點(diǎn)應用，目前運行穩定，高峰流量削減24.84%，壓力波動(dòng)降低41.88%，水箱利用率高達94.52%，水箱水齡降低21.63%。
合肥水務(wù)集團現已基本完成了企業(yè)的信息化覆蓋和數字轉型，未來(lái)，隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和應用場(chǎng)景的不斷拓展，合肥水務(wù)集團將在智慧生產(chǎn)、智慧服務(wù)、智慧管網(wǎng)、智慧管理四個(gè)領(lǐng)域持續發(fā)力，完成智慧水務(wù)1.0階段的建設，為城市發(fā)展和居民生活提供更加優(yōu)質(zhì)、高效、便捷的供水服務(wù)。
