智慧水务构想-张世滨

CITYANDTOWNWATERSUPPLY·自动化与信息技术·56城镇供水NO.42014智慧水务构想张世滨(珠海水务集团有限公司,广东珠海519000）摘要：从世界智慧运转之道的三个重要维度，结合行业应用的特点，提出了智慧水务逻辑架构；从行业特性方面描述智慧水务应用集成平台和智能应用系统的功能模块组成；再结合案例进行分析，表明建设智慧水务能给企业带来巨大的服务品牌价值和经济价值。关键词：智慧城市　水务　逻辑架构　模块功能1前言水务是指以水循环为机理、以水资源统一管理为核心的所有涉水事务。水务产业是指由原水、输水、净水、供水、售水、排水、污水治理、中水回用以及相关管网建设与维护、设备生产等一系列产业节点组合形成的产业链。无论水务企业沿着产业链竖向的拓展还是进行水平方向的兼并收购扩张，企业管控的复杂程度和管理范围的广度都是一项挑战，企业不约而同地采用信息化手段作为企业生产、经营和管理的主要手段，行业内的企业要想在下一轮的竞争中发挥竞争优势，必须变得更加敏捷和智慧。智慧城市等已经成为人们津津乐道的词汇，智能电网[1]已经建立了完整的评价体系，我们是否可以借鉴这一思路提出智慧水务的概念以及评价的一般指导性原则呢？本文在进行探讨前，必须梳理一下相关概念。智慧地球：其核心是以一种更智慧的方法通过利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度[2]。从智慧地球提出智慧城市：“智慧城市”的核心包括对现有互联网技术、传感器技术、智能信息处理等信息技术的高度集成，其大规模应用将成为未来新的经济增长点之一，也有利于政府管理、企业运营、市民工作和生活[3]。智慧城市作为新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化交汇点，从技术应用、资源整合、管理服务提升等方面为“美丽中国”的建设奠定了坚实的基础[4]。智慧水务的概念：通过传感器技术、网络和移动系统与水务信息系统的结合，构建成全方位的智能水务管理系统。智慧水务的评价体系：智能电网已经有多种成熟的评价体系，张海瑞在硕士论文中提到的评价体系有：图1　智慧水务评估指标体系框架DOI:10.14143/j.cnki.czgs.2014.04.024CITYANDTOWNWATERSUPPLY·自动化与信息技术·城镇供水NO.4201457美国生产力和质量中心(APQC)与全球智能电网联盟(GIUNC)在IBM的支持下提出了智能电网成熟度模型(SmartGridMaturityModel)，它为电力企业发展智能电网提供了一个行动、投资和实践的路线图；美国能源部(DOE)提出了智能电网发展评价指标体系；美国电力协会(EPRI)提出了智能电网建设评估指标；欧盟提出了智能电网收益评估体系[1]。从智慧城市内涵特征的分析中，我们可以提炼出智慧城市的五大关键要素，分别是服务（Service）、管理和运营（Management&Maintenance）、应用平台（Applicationplatform）、资源（Resource）和技术（Technology）。五大要素的英文首字母正好构成单词“SMART”，故称之为SMART模型[4]。智慧水务是智慧城市的重要组成部分，其评价体系和智慧城市的评价方法有相关性，服务是智慧水务的根本目标，管理是服务水平提升的核心手段，应用平台是实现水务智慧化运行的关键支撑，资源和技术是智慧水务建设的必要基础。参照智慧城市的评价指标体系，我们构建出智慧水务评估指标体系的整体框架，如图1所示。2智慧水务逻辑架构智慧水务通过传感器技术、网络和移动系统与水务信息系统的结合，构建成全方位的智能水务管理系统。从世界智慧运转之道的三个重要维度来描述，智慧水务分为全面透彻的物联网层[5]、全面泛在联通的基础架构层和智能融合的应用层。第一个维度（物联网）：智慧水务需要也能够更透彻地感应和度量世界的本质和变化。就是把传感器嵌入或装备到水源、供水系统、排水系统中，并且被普遍连接，形成所谓物联网，然后将物联网与现有的互联网整合起来，实现政府管理机构、企业和社团与水物理系统的整合。这一部分属于仪表、通信及自动化专业，对于企业它可以是一张私有物联网，对于政府等相关组织也可以构建一张公有物联网，有的专家将这一类物联网统称为“水联网”。第二个维度（基础架构与应用）：智慧水务将更加全面地互联互通。通过互联网的联通、数据的共享，打破信息孤岛。硬件基础平台是智慧水务的载体，是智慧水务正常运行的基础保障，主要包括硬件基础建设与网络安全建设两方面内容，高性能的基础硬件设施、畅通无阻的网络通讯支撑了智慧水务的高效运行。应用集成平台架起了智慧水务业务系统信息共享的通道，使各业务系统协同运行，保证基础数据畅通无阻、业务流程无障碍流转，有效提升业务系统的运行效率，打破企业信息孤岛。第三个维度（智能应用）：智慧水务让所有的事务、流程以及运行方式都具有更深入的智能化，管理机构和企业获得更智能的洞察。智慧水务基于云计算[3]，通过智能融合技术的应用实现对海量数据的存储、计算与分析，并引入综合集成法，通过人的“智慧”参与，大大提升决策支持的能力。根据以上的分析，我们可以构架出智慧水务逻辑架构如图2。图2　智慧水务逻辑架构图CITYANDTOWNWATERSUPPLY·自动化与信息技术·58城镇供水NO.420143智慧水务实现3.1现代IT技术已满足水务行业需要的三项功能(1)信息采集：计量、感知或检测水情以及现存的供排水设施和设备的维护状况，例如管道维修队伍可以在第一时间知道爆管事故的发生，维修队可以快速反应以减少水的漏损，同时也提高了操作效率。(2)平台化协同：不同角色的人可以从系统中获得需要的信息和共享数据，从而协同地采取行动。例如通过共享各类属性的水的消费量信息，就可以按照水价构成更加精确地计算出实际水价。供水企业还可以应用相关资料和用水大户一起寻找节水的方法，以使客户更满意。(3)智能分析：通过对水的相关数据进行历史分析和趋势分析来获得创新能力的洞察或操作流程的优化。例如通过现在和历史的水量数据可以建立用水量模型，而这个用水量模型又和人口增长的预测相关联，通过相关数据就可以对未来的用水需求有一个基本的预测。3.2系统的功能描述基于先进的IT技术发展，智慧水务能建立一种可以降低成本、具有智能化和安全特性、并能够与当前的业务环境同样灵活动态的基础设施，关于基础设施架构将会另外专题研究。本文将描述现阶段智慧水务应用集成平台和智能应用系统的功能模块组成，它应该包含（但不限于）以下内容。3.2.1基础平台与业务应用系统3.2.1.1基础平台基础平台为其他各产品及组成部分提供公用和基础服务，抽取各子产品需要共同应用的功能及服务，对其进行封装和组合。具体包括（但不限于）：工作流引擎、表单引擎、组织架构管理、用户角色及权限管理、数据字典管理、系统参数管理、短信服务、接口管理、Email服务、消息机制、IM、主数据管理及同步机制、打印及票据设计、系统维护与管理、数据恢复与备份、日志管理、IT服务管理、售后支持与服务模块等。3.2.1.2企业服务总线企业服务总线（ESB）提供了网络中最基本的连接中枢，是构筑企业神经系统的必要元素。ESB是传统中间件技术与XML、Web服务等技术相互结合的产物，用于实现企业应用不同消息和信息的准确、高效和安全传递。ESB的出现改变了传统的软件架构，可以提供比传统中间件产品更为廉价的解决方案，同时它还可以消除不同应用之间的技术差异，让不同的应用服务协调运作，实现不同服务之间的通信与整合。利用ESB，可对用户企业现有的各信息系统进行集成和整合，帮助用户企业构建真正符合SOA规范的信息系统。3.2.1.3业务应用系统该部分应包含水务企业最常用的一些业务系统，具体包括：营销及客服相关应用系统：含报装、抄表收费、客户关系管理、呼叫中心、表务管理、管网管理、管网建模、辅助设施管理、供水稽查、在线业务受理等水务企业日常经营及客户服务所涉及到的各项基础业务。生产管理相关系统：含SCADA、生产设施设备管理、水质系统、水厂及泵站自动化系统、监控系统等。综合管理：包括人力资源管理、财务管理、工程管理、资产设备管理、供应链管理等。数据仓库：数据来源于资产管理系统、基础数据系统、地理信息系统以及其它应用系统中产生的数据，按照一定的类别和标准进行清洗、存放，以供所有系统按照一定的规则调用。3.2.2智能中心3.2.2.1人机交互界面人机交互层由基于web的通过互联网登录的门户构成，门户中有完善的安全机制和严格的用户权限管理，具体的使用者根据其角色权限可以看到其工作需要的所有信息并执行相关操作。大多数企业都会建设企业门户来实现人机交互，企业门户主要由以下几部分组成：仪表盘、系统管理中心、地理空间信息等。3.2.2.2智能应用数据挖掘与分析：传统的信息系统中的报表能够告知我们“过去发生了什么？”，但是它很难以回答以下两个问题：“为什么发生？”、“未来将要发生什么？”，而这正是数据仓库和数据挖掘要重点关注和解决的问题，而也正是“智慧”这一单词的精髓所在。通过丰富的展现形式，如折线图、饼图、仪表盘、驾驶舱等呈现在企业门户中，让管理层和决策层能够非常直观地了解和掌握到整个企业的生产、经营、管理状况，不仅能够及时全面地了解整个企业正在发生什么，为什么发生，还能够分析和洞察到未来将要发生什么。智能应用还包括工作优化、门户网站等。CITYANDTOWNWATERSUPPLY·自动化与信息技术·城镇供水NO.42014593.3案例分析珠海水务集团有限公司成立于2009年6月，是一家国有独资企业。珠海水务集团前身为珠海市供水总公司。作为珠海市市政公用行业的龙头企业，珠海水务集团全面承担起全市供水、污水处理、涉水基础设施项目及固废处理项目的投融资、建设及运营责任，其主营业务涉及原水供应、自来水生产及输配、水务投资及运营、水务设施设计及建设、污水收集处理及排放、城市垃圾无害化收集及处理等六大领域。3.3.1珠海水务集团信息化水平2007年将继申、周立尤等编写了《给水企业信息化水平的评价指标和方法》，提出了25部分共95个评价点，每个评价点又包括：评价内容、评分标准和评分方法三项实施细则，其中有67项量化的技术指标。它的实质内容是信息化系统的“考核指标＋实施细则”。只要严格遵循该实施方法，都会得到相同的结果。为实现企业发展战略，珠海水务集团认识到信息化对企业战略支撑的重要性，2010年委托北京赛迪顾问做集团的信息化规划。赛迪顾问采用信息化现状评估“五级评估模型”对企业的信息化水平进行评估，该评估方法包含业务支持、技术架构、IT管理与运营、应用绩效、可持续发展等五项指标，每项指标又划分为五级，通过专家评分，最后得出企业的信息化现状水平。根据赛迪顾问的“五级评估模型”，珠海水务集团的信息化综合能力评级处于评估模型的第二级，即基本级，其中技术架构能力相对较高，而业务支持能力与管理运营能力低于基本级。3.3.2珠海水务集团信息化发展的目标从现实的企业现状开始，通过3~5年的信息化建设，构建高效、适用的水务集团型企业信息化支持体系，实现企业信息一体化。这都暗合了智慧水务的体系，具体包括实现：企业资源数字化、生产运营协同化、管理决策科学化、基础设施稳健化。根据珠海水务集团信息化发展战略，信息化的总体架构如图3所示：珠海水务集团信息化的主要任务是建立起“三大平台、三大体系”。其中三大平台包括业务应用平台、企业信息集成平台、信息基础设施平台；三大体系包括信息安全体系、IT治理体系和标准规范体系。3.3.3智慧水务的信息化建设成果通过几年的信息化建设，公司主要业务已实现数字化管理，集团公司能够实现对下属分子公司的纵向管控，各主要业务之间将实现横向的业务协同和信息共享。公司决策层、业务管理层以及业务执行层通过信息化的建设和应用，获得有力支持。珠海水务集团有限公司高层重视信息化发展，通过3年的建设，取得了明显的效果：(1)在基础架构方面实现覆盖全集团的城域网、建立了同城异地灾备数据中心机房，通过虚拟化技术建立了企业云，为全集团用户