2024年7月18日，以“推進城市全域數字化轉型，促進智慧城市高質量發展”為主題的第十七屆中國智慧城市大會在湖南長沙召開。會上，“2024智慧城市先鋒榜”評選結果正式揭曉，深汕水務公司智慧水務(一期)項目從全國400余個案例中脫穎而出，榮獲中國智慧城市優秀案例二等獎。本項目建設單位為上海昊滄系統控制技術有限責任公司，運行管理單位為深圳市深汕特別合作區深水水務有限公司。

01 建設背景

《深圳市深汕特別合作區水務發展“十四五”規劃》中提到智慧水務目標：水務管理智慧化實現水務資產數字化全覆蓋，建設數字孿生流域，建成水務預報、預警、預案、預演智慧管理體系;河湖岸線有效管控比例達到100%;人才隊伍結構合理，科學素養明顯提升;科技創新能力進一步增強，智慧水務建設取得明顯進展。

《規劃》中水務發展主要任務中重點提到需強化供水監管、建立健全排水長效管理機制、強化河湖監督管理、完善調度決策系統、推進水務智慧管理。加快建設智慧水務感知體系、構建城市智慧水務立體監測體系、完善水務管理基礎支撐體系、構建區級城市水務數據中心、打造區域特色智慧應用。

深圳市深汕特別合作區深水水務有限公司位于深圳市第”10+1”個區深汕特別合作區，主營深汕特別合作區自來水集中生產、輸配、經營業務，雨、污水收集處理、回用及再生利用，工業廢水處理、污泥處理，水庫、河道運維管理等涉水業務。公司運營有1座總規模10萬m3/d的現代化直飲水水廠(西部水廠)，3座小型水廠，1座設計規模5萬m3/d的現代化水質凈化廠(鵝埠水質凈化廠)，管理市政供水管網長度為559km、排水管網已接管長度303km、28座水庫、52條河道。

本項目以創建粵港澳大灣區第一家“綜合水務大管家”先行示范樣本，打造國內“綜合水務大管家”的運營管理范例為建設目標。符合《深圳市水務發展“十四五”規劃》要求，全面推進深汕水務從標準化、自動化向數字化、智慧化階段發展。

02 建設內容

本項目建設單位為上海昊滄系統控制技術有限責任公司，運行管理單位為深圳市深汕特別合作區深水水務有限公司。項目建設內容主要包括全廠自控升級改造，信息安全等保2.0三級建設，全廠關鍵工藝位置智能交互屏以及包含廠站和水庫河道在內的智慧運營管控平臺建設。

本項目結合深汕水務的實際情況，以行業先進技術為標桿，以水司發展戰略為導向，以提升績效表現和決策管理水平為最終目標，提供一套應用于公司的集物聯網接入采集、一體化中央監控、移動化管控、大數據分析和科學化決策于一體的高度自動化、智能化、智慧化的智慧水務整體解決方案。

總體架構

感知層:基于HBase的分布式時間序列存儲,將廠站的生產設備、儀器儀表、傳感器、視頻監控等進行平臺化采集接入，兼容不同廠家的設備協議，并且支持第三方數據接入，智慧感知、按需入網、互聯互通，打破信息孤島,提高數據查詢效率。

基礎設施層:為上層平臺提供算力、存儲、通信、安全等基礎支撐和運行環境，保證系統能穩定、安全、高效的運行，主要包括數據采集網關、算力基礎設施(服務器、存儲器等)，網絡基礎設施等。

平臺層:設計使用微服務分布式架構，打造組件化的資源包，將核心業務能力以服務的方式進行有效沉淀，實現服務在不同場景中的業務能力重用，提高功能的擴展性，并通過橫向擴展服務:有效提高系統并發能力。

應用層:基于多租戶、“統一認證、分權分域”原則，提供用于用戶使用的系統服務單元，主要包括智慧水廠運管平臺和水庫河道綜合管控平臺。

觸點(交互層):支持Web網站、移動終端、大屏、交互屏終端的數據交互，使用websocket技術保障數據實時性，重要數據，通過RSA非對稱算法加密保障消息安全性。

系統和平臺

平臺運用“物聯網+移動化+云平臺+大數據+三維可視化”等先進技術，采用系統思維構建新一代水務生產運營管理的整體邏輯架構，以移動信息化方式管理水務運營的整體過程，為未來智慧水務的管理和運行提供了統一的運營和管理標準。平臺集成了水廠自控、安防、資產管理、算法模型、水庫河道監測、運維等多種應用數據，打通深汕涉水業務內在關聯，對深汕涉水業務統一監管，提升供排水監管調度的公共服務水平，實現深汕水務的集中化運營管理。并且提供PC和移動APP等多種操作體驗，是智慧水務實現“少人/無人值守”的“操作面板“。

(1)生產實時掌控

能對水廠實現遠程監視，對現場設備設施及工藝流程中的真實運行采集的數據做專業分析，以表格、餅狀圖等可視化的方式展現，實現在調度中心或者中控室看到的數據與現場畫面一致，管理和運行人員不去現場也能全面掌控水廠的運行情況，提高工作效率。

(2)運營風險主動報警預警

能根據現場的情況，設定報警規則，報警接受人和接受方式。通過在線消息發給值班人員第一時間做出響應;系統可以根據工藝段，設備等的報警情況進行統計和報警綜合分析，為管理決策提供支持。

(3)自動生成統計報表

提供用于數據挖掘和智能分析用的業務報表，集成的專業的數據分析和報表的集成方案，通過對整個生產過程數據的統計，令各級管理人員和調度人員能夠及時、準確、全面的了解和掌握生產的實時數據和歷史數據。管理人員可以隨時主動調取水廠的各類運行報表，加強監管。

(4)完善的設備管理

建立全廠設備資產的信息化的完善管理流程，對設備臺賬管理、設備巡檢管理、設備維修養護管理等流程建立制度化、流程化、科學化管理。從而提高整個廠區管理人員、執行人員的效率。

(5)數據分析挖掘價值

對水廠產生過程中的大量生產運行數據、水質化驗數據、設備運行數據，借助云計算優勢，對這些海量數據進行深度挖掘、數據分析，對基礎數據進行二次加工。發揮數據背后價值。如KPI指標、設備故障診斷、預防性維護、決策支持等，提升企業科技實力。

(6)建立科學化的決策支持

結合全廠內人員組織結構情況，建立一套科學、高效的辦公流程方式，降低人員日常工作的勞動負荷同時，又能對數據進行綜合運用，為設備故障診斷、生產調度、方案擇優、運營管理提供科學化的輔助決策支持。為各級領導提供更為科學有效的監管考核手段。比如值班、巡檢、維養工作。

(7)移動作業應用

借助移動應用App實現對平臺上的各設備設施的運行狀態進行集中管控，用戶可通過移動應用輕松查詢已在軟件平臺上配置的所有測點的實時數據和信息，并以適合移動設備展示的方式瀏覽和操作使用，辦公不再局限地理位置與場合，極大的提高了生產、運營的效率。

(8)可感可知的水庫河道運維管理

與其他水務公司不同，深汕水務對區域內的自然水體和水庫具有管轄權。水庫相對于廠站而言距離較遠、自動化水平低，自然水體相對管網更難感知，因此需要合理有效的工具進行遠程感知與監視。利用無人機和感知層監測等新技術，對河道和水庫進行遠程監管，結合人員的移動巡查，將水庫河道管理在線化。

典型應用場景

(1)“智慧運營”-三維、GIS數字化結合

三維可視化1:1建模整個廠區，使用戶在屏幕前就能了解整個廠區全貌及工藝流程，三維可視化同時也展示各工藝點的基本信息、指標數據、工藝畫面、報警信息及相關出勤人員任務執行情況。

三維GIS地圖對當下合作區的水雨情進行監控并進行數據定位，能夠在第一時間掌握河道、水庫、人員、事件等現場相關信息，做到人在線、數據在線、運營在線三線合一，節約管理時間，降低人工成本。

(2)“智慧決策”-專家保障水廠生產

工藝及設備故障預警產生，自動觸發專家決策建議，輔助廠內人員調整工藝及設備故障分析，建立完善的工藝決策庫。一方面通過對生產過程中，工藝或設備的運行數據進行監控分析，提前診斷可能會出現的風險點，并通知運行人員進行處理，另一方面在發生問題后，查找引起問題的具體原因，并為相關人員提供處置方案。

(3)“智慧分析”-數據曲線自由組合分析

可自由選擇需要關注的數據信息，組合搭配，通過曲線分析掌握當前組合內的水質情況，我們可以配置出廠、站、網一整套水質組合曲線，讓運行人員能夠清晰的掌握整條鏈路的水質信息，保障水安全。

(4)“智慧統計”-多元化報表統計

通過智能報表、普通報表、ETF報表等工具，實現報表自定義配置功能，可以根據用戶不同需求，自動生成各類統計報表，系統可根據預警定期自動發布的值守工單，將上報數據以報告的方式呈現，無論在防汛工作中，還是在防汛結束后都可隨時將最新的值守情況及現場情況匯總導出，生成防汛簡報。大大節約數據收集成本。

(5)“智慧管控”-HACCP水工藝過程監控

通過全廠水工藝環節數據的監測，結合智慧輔助決策，實時掌握水廠工藝運行環節下的風險情況，我們在面對異常情況時，結合時間回溯及水質數據的依存關系，快速的排查出原因，并結合輔助決策提供的解決方案，及時調整工藝參數和優化設備控制策略，防止水質突發狀況的產生，為保障全廠水質安全提供依據。

(6)“智慧預警”-汛期全方位預警、報警研判

汛前預警：結合氣象降雨數據，通過模型計算做到汛前超汛預警，及時做出人員調度，超前部署，以應對即將發生的汛情。汛中預警：結合水庫水位上升速度及相關水雨情數據加以模型運算進行監測，預測水庫多久時間會達到汛限水位，提前采取相應的措施，協調各局辦開啟底涵泄水。通過此類突發狀況的預警監測，我們能夠有效的提前做出相對應決策依據，保障整個汛期的水庫河道安全。

(7)“智慧監控”-水、陸、空全方位視頻監控體系

結合接入的潛航器視頻、無人機視頻 、車載視頻、安全帽視頻，為管理人員提供多維度的現場實時動態，為相關決策提供依據。

03 創新應用

數字孿生水廠

利用最新的計算機圖形技術，結合三維技術，基于三維虛擬現實的最佳形式實現對智慧水廠的真實展現，把“實體空間”和“虛擬呈現”融合在一起，采集“實體空間”生產制造過程中的所有實時數據，在“虛擬呈現”環境中實現集成展示，使虛擬環境中的生產仿真與現實中的生產無縫融合利用虛擬水廠的靈活優勢，促進和提高現實生產水平。

HACCP水質安全監控

通過全工藝總覽，查看全廠關鍵指標信息，發生報警，選擇相應的回溯時間，在回溯的時間段內，查看對應報警影響測點變化情況，從而獲取報警的原因。

運營業務移動化-口袋里的工廠

打破中控室物理圍墻的空間限制，隨時隨地掌握生產運行情況和設備運行狀態，采用流程化移動作業，為規范化運營提供有利保障。

三維GIS地圖數字化結合—實時數據全面掌握

三維GIS地圖對當下合作區的水雨情進行監控并進行數據定位，能夠在第一時間掌握河道、水庫、人員、事件等現場相關信息，做到人在線、數據在線、運營在線三線合一。

汛期超汛預警-超前防范

結合深汕合作區的情況，系統在建設防汛專題始終圍繞汛前、汛中、汛后開展工作。汛前：結合氣象數據中的降雨量及區內河流的徑流系數等相關數據，通過計算模型計算，預測水庫多久時間會達到汛限水位，提前采取相應的措施，協調各局辦開啟底涵泄水;汛中：數據實時收集，分析、歸納，及時協調相關人員處理突發事件;汛后：數據整理、統計，結合數字化運營總結汛期經驗，并把相關資料及時提交有關部門，通過此類突發狀況的預警監測，我們能夠有效的提前做出相對應決策依據，保障整個汛期的水庫河道安全。

統計報告一鍵生成

系統根據預警定期自動發布的值守工單，將上報數據以報告的方式呈現，無論在防汛工作中，還是在防汛結束后都可隨時將最新的值守情況及現場情況匯總導出，生成防汛簡報報送各單位。大大節約數據收集成本。

04 推廣價值

(一) 平臺底座架構是整個系統使用流暢的關鍵

項目自2022年11月驗收以來，目前公司的運營業務全面實現在線化、系統化，整個系統的底層數據維護簡便、業務流轉簡潔順暢、系統展示直觀高效，系統運維人員及使用人員的接受度較高，整個系統的使用率及活躍率數據都十分可觀。

(二) 業務流程標準化提升工作效率

以往傳統線下工作模式，業務流程總是會受到干擾，全面線上運營后，各崗位職責明確，按照系統流程開展工作，各項工作節點清晰，各角色按照職責分工開展工作;有問題可通過系統及時駁回處置，問題處理的及時率和閉環率均得到提升。

(三) 數據分析提升運營質量

經過系統使用之后實現數據積累，在系統上可進行數據分析工作，及時發現業務短板，在工作上進行有針對性的調整。上階段的數據經過分析后可以指導下一階段的運營工作，不同數據之間的關聯分析是傳統工作模式無法實現的，系統可對任意數據進行關聯分析，可以為解決工作難點提供拓寬思路。數據積累和分析工作使得整體運營工作質量及效率均得到跨越式提升。

(四) 協同政府資源，實現數據共享

在本項目建設過程中，通過聯合當地政府部門，區水務局、區應急局以及政數局等單位，逐步完善各項業務板塊的在線監測數據、底層地理數據等，為整個系統的底層框架的搭建提供重要的數據支撐，同時通過系統的搭建過程，各單位根據各自的業務需要進行數據互聯共享，使數據在區域內得到高效利用。

(五)建立可拓展易運維的系統框架，用先靈活后固化的方式

在系統建立初期，要將業務全面轉向在線化系統化，首先要全面梳理業務流程，定制化開發符合本地業務實際情況的運營系統。從傳統的業務辦理模式向線上轉化是一個逐步轉變的過程，需要打破過去工作的思維定式，采用先靈活后固化的方式。在系統框架的設計階段就需要考慮到業務的現實情況和未來的發展規劃，短期來看，各項業務流程仍未固化，需要開發可以自定義配置的系統供運維人員使用，后期隨著系統不斷使用，各項業務流程、報表、功能板塊可逐步固化，固化的優點是系統在此模式下運轉更加高效流暢;長期來看，要考慮到業務的拓展及遠期規劃，系統要能夠支持業務拓展的配置及接口接入功能，能夠將新的業務無障礙納入系統中進行運營使用。

(六) 打通各級水務水利平臺，實現信息一站式填報

目前各級水利、水務相關的部門均在開發建設信息化系統，且每個系統均需要填報相關信息，建議未來從頂層設計方面，考慮打通各級平臺的數據信息，實現一站式填報，減輕一線工作壓力;同時在數據互聯互通方面，政務網和外網實現安全的數據傳輸。

(七) 充分結合現狀痛點并加以解決

生產過程中痛點問題的解決是未來廠站項目建設的基礎，是廠站安全生產的前提，是目前提升廠站管理水平的第一要務。要在項目建設前期深度挖掘生產痛點，列入項目建設內容之中，確保項目建設后效果立竿見影。

(八) 從傳統運營模式向智慧運營模式轉變

智慧水廠運營階段需結合當前運營模式制定過渡階段運營計劃，針對智慧水廠運營模式做試運行，針對人員、操作模式可以做相關測試，但是暫時不做調整，對試運行情況進行總結與評估，確保可靠后逐漸轉為智慧水廠運營模式，確保智慧水廠運營模式平穩著陸。

同步還要梳理智慧水廠運營管理制度，對智慧運營模式中的操作進行規范化管理，制定具體操作指導書，形成智慧化運營管理機制。

跟制度匹配相應的組織架構調整，組織架構調整是為了應對新的運營模式，提高組織工作效率，特別對于集中運營模式情況下，一定要通過組織架構的調整重新梳理各部室的崗位職責，制定新形勢下各部門的崗位說明書，避免因組織架構設置不合理影響智慧化運營。

(九) 加強智慧水務運營團隊組建

智慧水廠運營需要有根據綜合素質的團隊，要對各個專業人才加以配置，通過培訓以及輪崗豐富成員綜合技能，當現有條件無法滿足人才需求時可適當引入專業技術人才，并建立人才培養體系。

(十) 聯合高校及科研院所，提升平臺先進性

目前各水務、水利平臺在積極開發，但是模型建設過程中存在技術力量不足以及技術較為落后的情況，建議未來各平臺建設單位積極和科研院所及高校合作，將先進的模型技術及成果應用至系統中，促進科研轉化同時提升系統平臺的先進性，實現良性產學研轉化。

編輯：趙凡