創新需要大量的資源支撐，包括人才、資金、場景等因素，創新擴散遵循以下路徑：從高端市場到平價市場，從專業市場到大眾市場，從領先者到追隨者。

所以，當公眾服務領域，尤其是排水領域（平價市場、大眾市場、追隨者）發生技術創新，是一個值得思考的現象。

1985年的法國塞納-圣但尼省曾短暫的產生過這一現象，一篇論文對此現象進行了詳細的分析。

23年6月份的時候閑逛偶然發現一篇論文《La gestion automatisée des réseaux d'assainissement : analyse d'un processus d'innovation technique》（排水系統自動化管理技術創新過程分析），

發現原來在80年代就有過“智慧排水”的創新，論文相關信息可見（https://theses.hal.science/tel-00523044/），翻譯過程詳見：（https://sewagemade.me/article/AI）

而且當下看起來，這篇論文的結論也并不過時，我整理匯總提煉出如下內容，供大家參考（想看原文及翻譯的，在本文末附上了法語+中文全文pdf）

01序

創新需要大量的資源支撐，包括人才、資金、場景等因素，通常情況下，創新擴散遵循以下路徑：

從高端市場到平價市場

一些創新產品最初作為高端、高價商品推出，隨著規模經濟的發展和生產成本的降低，逐漸向平價市場轉移。

從專業市場到大眾市場

一些創新最初只針對特定的專業或小眾市場，隨著技術的普及和成本的降低，它們逐漸進入大眾市場。例如，最初只有專業人士使用的計算機技術最終成為普通家庭的標準配置。

從領先者到追隨者

這句話聽起來像一句廢話，在許多行業中，創新往往由少數領先企業推動，隨后被其他企業模仿和采納。這種“領跑者-追隨者”模式促進了整個行業的技術進步。

所以，當公眾服務領域，尤其是排水領域（平價市場、大眾市場、追隨者）發生技術創新，是一個值得思考的現象。1985年的法國塞納-圣但尼省曾短暫的產生過這一現象，論文對此現象進行了詳細的分析，也客觀描述了法國共產黨人在創新中發揮重要作用，表現出“實干家”的精神面貌，值得我們學習借鑒。

02概念定義

定義“排水系統”

排水系統管理這個概念是有邊界的：

“排水系統管理的主要目的是確保：   

-通過保護操作保持排水工程的持久性；

-通過清潔、維修和保養干預來進行管網和機械器件的日常維護；

-通過運營來調節流量和同步：收集、轉移和處理”... 排水系統的管理為任何旨在延長管網壽命（例如防止其惡化）、維護及保養特殊工程（保持其良好運行狀態）、調節流量，即控制輸入、輸出和排放的流量和水質以優化其運行的行動。

這個定義排除了人員管理和新工程規劃（預測、設計、建設）的領域。“排水系統”概念包括所有收集設施、附屬和特殊工程，如暴雨溢流口、蓄水池、提升泵，旨在收集、運輸和排放城市聚居區的污水和雨水到自然環境中，以保護后者的要求并遵守排水規范。因此，本次討論排除了排污口的部分；同樣，也排除了污水處理廠。當前創新主要關注排污口下游至污水處理廠入口之間的管網部分的自動化管理。

定義“自動化管理”

在1985年，還沒有“智慧”的概念，但是有類似的詞語“La gestion automatisée”（自動化管理），考慮當前國內智慧水務的發展現狀，我們可以將其視作“80年代的智慧排水”。

同時只包括運營階段，不包括設計、建設階段。（因為排水系統作為市政的一部分，設計和建設往往不是單獨進行的，而是跟其他市政工程一同建設，這將牽扯到更大的管理領域，模糊了討論的焦點）

JAGODA在1983年6月1日由CREPIF組織的關于計算機和城市的圓桌會議上給出的定義：

“城市自動化是一個圍繞信息傳輸網絡組織的系統，基礎是執行較為復雜功能的電子設備（可編程自動機或傳感器），它們發送或接收由更高層級管理的信息。這些設備受系統監督者控制。”

管理被定義為“結合一個轄區可用的各種物質和智力資源，以在給定的組織中在確定的周期內達到最大的效率和生產力”。

自動化管理本身不是一個新技術，因為它幾乎適用于所有城市技術管網的管理（道路交通、燃氣、飲用水、電力網絡...）。然而，需要將現有的技術或技術工具（監測傳感器、自動化設備、數學模型、遠程傳輸系統、流量調節器件）適應一個新領域——排水系統。這項技術融入了信息技術和機器人技術的世界，代表了現代社會的形象。

排水系統自動化管理系統在應急時刻實現完全自動化和優化的在線控制，這仍然是科幻領域的事物。

定義“創新”

根據KRANSBERG的定義，創新分為幾個階段：

1.問題定義和觀念生成

2.發明

3.研究和開發

4.應用（首次使用）

5.傳播（在原始應用場景之外的引入）

我們也可以將在創新過程中區分兩個階段：創新的出現階段（對應于KRANSBERG的前四個階段）和傳播階段（對應于KRANSBERG的第五個階段），創新的特點是它“承諾實現目標比現有手段更好，提供相同價格的更高質量，或者提供更低價格的同等質量，或者是更快的生產過程等。”

（同等目標）更好的手段

（同等質量）更低的價格

（同等價格）更高的質量

（同等目標）更高的效率

創新不一定是為了追求利潤，其過程的最終目的不一定是在市場上的可解決性；也可能是追求社會、政治等領域的領先地位或形象。

03排水系統創新的窘境

市場分散

地方公共服務市場有限且分散，對市場來說不太有吸引力。因此，這個領域很少有創新舉措。公司擔心政治方向的頻繁變化。地方選舉官員保守求穩、不愿意改變。他們經常被認為對新技術無感，無法通過營銷和“銷售推廣”來推廣市政領域的產品和服務。

市場的狹窄、分散和政治方向的不確定性抑制私營單位對公共服務領域創新的意愿。

在排水領域，不存在標準且適應性強的自動化管理工具。管理單位使用來自其他行業的衍生設備。不同單位選擇最適合自己的設備，并且在所使用工具的范圍內沒有真正的統一性。

運行環境惡劣

不同于供水系統，排水系統的管理面臨著不可預測、時間和空間變化的事件，對于這些事件的預測是困難的，因此排水系統自動化管理是一種控制難度高的技術；同時，排水系統的運行環境還具有侵蝕性。這要求設計和維護具有特定的性能。而市場的狹窄范圍并不足以支撐供應商投資研發完全適應需求的工具。而運營單位又要求盡量的標準化。這就形成了一個悖論。

關注度不高

“排水系統總是城市規劃方案中的窮親戚。”

在城市規劃中，10-20年的規劃期與排水系統動輒50年的壽命不完全匹配，而且下水道埋在地下，無法被公眾直觀感受，有限的財政資金往往根據“錢要花在刀刃上”的原則，被執行成“錢要花在可見的政績工程上”，這導致了財政資金分配比例的不合理。

通常等到城市內澇、水體黑臭造成嚴重后果時，政府領導才會被意識到問題的嚴重性并作出反應。

經常實行的“最低報價”政策導致了以犧牲材料質量為代價的經濟型實現。地方政府和相關行政部門沒有充分意識到城市規劃和城市水文學之間的性質和復雜性的相互作用。

成效難以估量

“價格在不同地區的重大差異，導致建立排水系統成本面臨成本確認和會計來源有效性的困難”。

統計不完全。年度附屬預算中并不總是包括污水處理站的運營和投資成本。

成本拆分困難。部分地區通過指示一般預算（運營收入）的參與率來突出顯示雨水的部分；其他地區則不這樣做，因為兩者并不總是容易區分。當同一個服務單位負責供水和排水時，將運營開支在供水和排水之間進行分配并不總是容易。

不同地區增值稅不同。有些預算受增值稅影響，有些則不受。

私營單位信息披露不夠。當管理模式是通過委托運營時，賬戶會重疊，信息不透明，等等。

04創新何以發生

1985年法國塞納圣但尼省排水系統創新的發生，從基于水的重力流動的被動管網管理，轉變為動態管理，在這種管理中，員工在暴雨事件發生時，借助現代技術（在其他領域已存在），以最有效的方式共同利用管網中的所有設施。

需求引導

城市內澇和環境污染引發居民不滿，進而引起政府官員的重視，采取改進措施，包括：CAREDAS計算模型、遠程監控、污染治理。

自動化管理起源于直接管理的服務部門。塞納圣但尼省排水服務部門尋求創新，并不是為了商業化，而是為了公共服務的改進。

同時，基礎設施的成本對地方政府來說越來越高。它們難以應對“管網明顯不足的情況，需要同時擴展上游管網以支持城市化，還要加倍下游收集設施的能力”，尤其是在給城市提供的補貼很少的情況下。在面臨重大需求時，地方政府可能會尋求成本最低、最合理的解決方案。

官員支持

（穩定的政治環境和充分的信任）

官員們意識到需要解決的問題，并表現出通過省級行動手段的意愿。他們在財務和人員招聘方面表現出靈活性。服務部門得以配備高素質的人員。官員們讓技術人員選擇現代化的解決方案，并在整個系統開發過程中信任他們。

技術人員展現出的積極性，以不尋常的方式解決排水系統管理問題。他們在污水處理服務中引入了新的學科。這導致了問題的新方法。他們試圖不是從常規的土木工程或傳統水力學的角度，而是從水文學和系統論的角度來解決問題。這種新的方法論已經形成并持續下去。

務實的法國共產黨人

選舉官員同意服務部門采用在法國排水系統管理領域從未使用過的尖端技術，可能與他們的政治傾向有關。共產黨一直以“高效管理者”的形象呈現，關心工人階級的物質和直接利益。這種對公共服務設施的更好管理具有強烈的意識形態意義，尤其是這些設施影響到遭受損害的貧困人群。另一方面，共產黨長期被視為“實干家”。他們自豪于這一形象，并不惜嘗試創新項目。例如，使用鉆井水、地熱能，最近則是光纖電纜、機床中心的創建以及Bobigny到Saint-Denis的有軌電車的重新利用。

實驗性的遠程監測和遠程控制設備符合他們作為實干家的聲譽。選舉官員接受這個項目時冒了險，因為立即依賴這種方法解決問題似乎不切實際。然而，由于伴隨著大量新工程的規劃，這種風險變得可以控制。此外，選舉官員的強大政治基礎可能使他們能夠采取其他政治上更脆弱的選舉官員所避免的行動。值得注意的是，盡管處于相同的制度環境（省級排水服務部門），但上塞納省和瓦勒德馬恩省在排水系統自動化管理方面的嘗試要晚得多。

機構支持

排水管理是由一個服務部門負責的，該部門的結構在同一地理位置下，由同一領導管理運營、新工程、研究，并且最近還包括水資源管理。自動化管理是通過研究辦公室與現場工作人員之間的緊密合作形成的。隨后，它導致了服務部門的重組，期間創建了一個專門負責水資源管理和處理的分部。目前，塞納圣但尼省是唯一一個由于自動化管理而引起如此結構變化的地區。但我們也看到，它也是唯一一個開始擁有操作性強、在線且分層的動態自動化管理系統的地區。

機構權力分散可能會導致以下問題：

上塞納省的服務部門似乎受阻于“新工程”和“研究”不在同一個負責運營的部門下的事實。為了系統的實際應用，協調工作做得不好。

瓦勒德馬恩省的“運營”分部被劃分為地區部門，這使其目前失去了全面管理管網的可能性。

波爾多城市轄區（SLEE）管網管理者面臨著來自CUB技術服務部門的一些抵觸，這些部門的負責人認為自動化管理掩蓋了其他技術解決方案，而且他們認為這是一種“跟風效應”。兩個組織遵循的政策可能不同。

在尼斯和里昂，自動化管理并未不是運營人員要求的，其實施階段推遲了。因此，自動化管理項目能夠更好地實現，取決于研究部門和運營服務部門“攜手合作”并接受一定的任務分配。"想要實現管理的現代化，也意味著要承擔服務的現代化"。

人才支持

塞納圣但尼省排水系統的自動化管理是在外部機構的幫助下發展起來的，同時還得益于一支高素質的員工隊伍，這些員工是根據需要陸續招聘的（液壓工程師、化學家、然后是計算機工程師、自動化工程師、水文學家等）。我們調查的很多地方政府中，很少有服務部門配備如此齊全且同樣資質的員工。

追求先進形象

自動化管理技術目前非常流行。它們已經在飲用水、城市交通、供暖管網、電網、燃氣管網、河道及石油流量等多個領域應用了數年，是管網管理向更現代、更高效管理演進的標志。

這些技術在某些領域比其他領域更為先進，令人驚訝的是，相比之下，排水領域似乎落后了。

如果我們這樣推理，似乎不可避免地，排水行業最終也會逃不過自動化管理。作為現代社會，我們有責任使用現代化的管理方法。

然而，那些提出這類論點并對排水自動化管理相對于飲用水處理等其他領域的落后感到驚訝的人，可能對這個領域不太了解。從技術上講，排水行業要復雜得多，因為需要控制的事件具有隨機性，水流在自由表面非永久性地流動，且環境對電子設備具有腐蝕性。另外，由于設計已經陳舊且任何新工作的成本都很高，泄洪和儲水的可能性有限（排水管網很少有網狀結構）。此外，與飲用水不同，排水自動化管理不僅僅是為了增加管網運行的安全性和減少監控團隊。在不同領域之間的類比有時過于匆忙，人們傾向于應用手段而忽視了目標，這導致了技術重組。不應忘記，正是從這些目標的選擇中，可能會引發管網結構的潛在變化。

在1984年12月舉辦的關于“排水系統運營中的信息技術和自動化”的研討會上，一些熟悉飲用水領域的工程師表示：“目前，必須證明自動化可以帶來收益”...“必須證明更好的管理能帶來經濟效益”。這是否是排水系統自動化管理追求的唯一目標？提高受體環境質量的目標又如何呢？目前能證明這種新做法能帶來收益嗎？除了塞納-圣但尼省，還有誰能做到這一點？專家們也發出警告：“這當然是最吸引人的解決方案。但是，如果這種管理觀念是合理的，只有在更好地了解觸發它的現象（管網水力學、降雨量、水質、對受體環境的影響等）后，它才能以較低的成本實現”。

無論如何，盡管存在這些警告（這實際上反映了這一現象的存在），認為排水管理應該以現代化、自動化的方式進行管理的觀念仍然非常強烈。

私營單位的發力

不少排水系統自動化管理系統與污水處理廠（圖盧茲，雷恩）或預處理站（尼斯，馬賽）的管理系統相結合，甚至與飲用水管網的自動化管理（南希，勒阿弗爾）相結合。它們使用相同的信息處理工具，相同的遠程傳輸線路，相同的值班人員（圖盧茲，卡昂）。正如我們所見，特許經營公司有興趣在排水系統自動化管理方面積累經驗，以保持同等競爭水平。

此外，由于自動化動態管理技術或技術尚未完全掌握，研發操作可能對私營企業有利（申請專利，產品商業化等）。大型水務公司在垂直方面的業務多樣性（生產，工程，維護，咨詢，培訓，管理）無疑有利于自動化管理的傳播，因為它們可以在市場的多個層面上發揮作用）。因此，它們有興趣將業務擴展到這一新的技術領域。

新鮮血液的推動

很可能新進入排水服務的年輕人會更傾向于采用自動化管理這類解決方案，這使他們能夠實踐所學的知識，而不是傳統的土木工程解決方案。污水處理領域引入新學科，潛在地擴大了這一領域的實踐活動范圍，這有利于創新的推廣。

05對當前智慧排水發展的啟示

在談“智慧排水”這一概念，無論80年代的“排水自動化管理”，還是2000年的第一次“智慧城市”概念誕生，還是當下再起的第二次“智慧城市”大潮，我們發現其內核都是一致的，只是外圍技術有所進步。一些之前的經驗仍然適用于當下。我們可以用看待30多年前歷史事物的眼光來評判當前智慧水務建設，希望能透過現象看到些許本質，少一些胡言亂語。

管理是根本

當下的“智慧排水”往往是：

立項一個信息化項目，然后業主看著供應商，供應商望著業主，雙方大眼瞪小眼直到工程驗收，不歡而散。

講究一點的死馬當活馬醫，能報獎的報個獎，適當宣傳一下，有個交待拉倒了。

“智慧排水”是一個管理概念，不是一個系統工程實施完，或者建了一個多么高大上的“智慧排水管理平臺”，就實現了智慧排水。智慧是管出來的，不是建出來的，咨詢單位、信息化廠家只能提供改進建議以及工具，用好才是關鍵。正如“買健身器材”跟“實現減脂增肌”沒有必然關系一樣，80%的宣稱要健身的人都是沒有實現目標的。

自動化管理是一個圍繞信息傳輸系統組織的技術系統，其基礎是執行勞動、觀察、存儲和決策等功能的電子或機電設備，其中一些功能以前是手動執行的（今后可能自動執行）。收到或發出的信息在可能位于層級更高的級別上進行管理。因此，這個系統一方面通過持續跟蹤其健康狀況來確保工程的持續性，通過嚴格規劃系統和附屬設施的維護來確保其維護（靜態自動化管理），另一方面，通過實時控制水流，最大限度地利用現有容量來改善系統的運作，以抵御溢流或降低對受體環境質量的破壞（動態自動化管理）。

沒有對管網運作有深刻了解的動態自動化管理系統是不可能存在的。這種了解通常需要多年的研究和監測。傳統運營輔助系統可以幫助構建這一觀察的第一階段（盡管動態自動化管理所需的監測并不都需要“遠程傳輸”）。

···

制定管理規則需要“持續性、嚴謹性和一些運氣來正確捕捉到罕見且隨機的重要事件，它還需要人員的能力、堅持和對管網的深刻了解來解讀數據”。因此，在實施在線層次化動態自動化管理方面存在一定的緩慢性。

···

不要認為一旦使用了模型，就會存在自動化管理。這種模型可能僅用于新工程的規劃輔助（目前里昂的情況）。同樣，一個簡單的自動化管理系統（局部自動化）并不一定需要用數學模擬模型來編制管理軟件（南希的蓄水池情況）。然而，我們注意到使用數學模擬模型是對自動化管理項目研究的初步方法。它為污水處理管理提供了新的可能性，符合自動化管理的方向。

智慧排水建設是必要的

如今，許多地方政府認為，排水系統的自動化管理應該能夠像飲用水管網的自動化管理一樣，節省運營成本（參見經濟背景）。在這種情況下，私營公司可能會從中獲益，并因此對這種創新感興趣。它們還可以利用在供水管網自動化管理方面的豐富經驗，因此在技術上具有一定優勢。雖然排水管理技術更為復雜，但在他們的服務中，這種原則已經成為常態。

自動化管理通常是對重大工程規劃的補充。

自動化管理有時似乎是對重型工程的無可替代的補充解決方案（密集城市區域、無力負擔上游城市用于收集水的大型管道成本的地方政府、河流污染防治...）。

盡管自動化管理不能解決問題的根源，但它通過相對于排水系統成本較低的解決方案減輕了問題。

人們不再僅從土木工程或簡單水力學的角度來處理排水系統，而是將水文學、高級水力學、電子學、計算機科學和自動化技術納入其中。人們不僅僅是維護管網，而是試圖理解其中發生的事情，并通過不同的技術手段（如數學建模、計算機、遠程傳輸、自動化控制）來控制水流，以實現某些目標（如防止管網溢流、提高受體環境的質量），這些目標符合新的社會關注或由過去20年里城市化的快速發展以及經濟危機時期產生的新需求。

據Doctors先生所述，技術轉移過程要求創新的創始人和潛在應用者積極參與和投入。

當下我國排水管理似乎并不比當年的法國先進多少：很多地方的排水管理仍是被動管理；很多自控系統仍然是靜態控制；在突發應急時刻（暴雨、污染）通過應用水文學、先進水力學、信息技術、電子學和自動化等手段來控制并管理水流，最大化利用現有管網，最小化控制應急污染仍然不太現實。

雖然智慧排水不是排水系統管理現代化的全部，但它一定是核心。

政治穩定是關鍵

一個明確且持久的共同政治管理意愿，有助于在一個流域內實施一致的自動化管理。

智慧排水的建設離不開政治上的團結和穩定。實際上政府機構做任何事都是如此，朝令夕改，陽奉陰違，部門防火墻林立…往往起到1+1+1=0.5的效果。

地方的特殊性有限

因此，可以說，在實現必要條件和從一開始就預見到的進化過程下，一個簡單的自動化管理系統（如經典運營輔助或僅限于局部管理的類型）可以發展為更復雜的系統，如實時優化、層次化和分散的管理。

··· 

這些系統也可以相互結合。一個靜態的自動化管理系統可以從一個適應性的動態自動化管理系統中獲益匪淺。例如，在沒有下雨的風險時，修復可以不在工作時間外進行，警報可以不被轉發，值班可以減少… 

… 

我們可以得出結論，無論目標是什么或采用何種技術手段，目前在法國地方政府規劃中的各種自動化管理類型之間存在的是一種同質性而非異質性。盡管自動化管理系統在表面上看起來多樣化，但將它們歸納在一個綜合表格中，我們可以斷言，不同的自動化管理案例屬于一個簡單的類型學。

06附

法語論文原件及翻譯全文

編輯：李丹