搜索
©2016IBMCorporation大数据引领水务业务创新IBM数据分析事业部©2016IBMCorporationIBM智慧地球300多亿个RFID标签嵌入在我们生活的世界中20多亿互联网用户，上万亿的物联网资源每天都有1.5拍字节的新信息产生我们的世界变得可感知化我们的世界变得互/物联化需要我们变得更加智慧化几乎各类组织中的任何人、任何对象、任何流程或服务，都可以通过电子设备而被感知，并且被囊括到智慧物理基础架构中©2016IBMCorporation全球数据量单位（Exabytes)Multiplesources:IDC,Cisco100908070605040302010不确定，不准确的百分比90008000700060005000400030002000200520102015企业可利用的数据外延极大的扩展，从数据种类和数据量都在突破传统数据质量管理方案对企业内部数据比如客户，产品以及地址信息持续治理，但是这只是企业全部数据中的一小部分。到2015年，全球互联的设备数将是全球全部人口的两倍。所有的感应数据均有不确定性。社交媒体的总账户数将超过全球人口的总数。从陈述和内容上看，这些数据也有很大的不确定性。3©2016IBMCorporation什麽是大数据？大数据分析与传统数据分析有什么不同?4•结构化数据：存在于关系数据库中，多年来一直主导着IT应用；•半结构化数据：包括电子邮件、文字处理文件以及大量发布在网络上的新闻等，以内容为基础，这也是谷歌和百度存在的理由；•非结构化数据：广泛存在于社交网络、物联网、电子商务之中。伴随着社交网络、移动计算和传感器等新技术不断产生，有报告称，超过80%的数据属于非结构化数据。更广的信息范围新的数据与分析类型实时信息来自新技术的数据非传统形式的媒体大数据量社交媒体数据最新流行词定义大数据*2012年IBM对95个国家中26个行业的1144名专业人员调查结果IBM将“大数据”理念定义为4个V，即数量（Volume）、多样性（Variety）、速度（Velocity）及数据的准确性（Veracity）。本质上,大数据分析提供如下有别于以往的能力:全量数据考察vs局部数据考察→更全面的分析,做出正确的判断T+0实时分析vsT+1事后分析→更迅疾的反应,捕捉稍纵即逝的机会©2016IBMCorporation产业民生政府管理集约利用资源，推动资源利用方式根本转变，提高利用效率和效益，实现水资源可持续发展运用系统思维，全方位的管理城市水资源及其公共基础服务，服务产业发展，支持民生建设推进“美丽中国，生态文明”建设；推进绿色发展、循环发展、低碳发展IBM智慧水资源管理致力于帮助水务水利部门实现智慧运营管理通过数据集成并分析，对DC水务局所管理的资产进行预维护。在2个月的应用当中实现了629%的ROI5©2016IBMCorporationIBM智慧水资源管理解决方案6集成了IBM在全球水资源管理领域可复用的最佳实践模式，为水资源管理者提供：▪通过对水资源网络的统一可视化展现，提高运营管理和决策能力▪通过模型和数据分析，实现预先维护和优化排程，以提高水资源利用率▪通过引入市民和利益干系人，促进水资源的保护和可持续利用©2016IBMCorporationIBM智慧水资源管理覆盖多个领域，通过数据/系统集成、智能分析/预测和协同处理，实现水资源管理的智能化转型自然水源水资源调配清洁水源供应水消费污水处理循环/处理➢监测各类水资源相关数据，汇集并识别数据内涵，实现统一的城市/区域水资源管理视图➢通过模型和分析系统，结合相关外围系统输入（如气象），对水资源进行仿真和预测，为科学管理决策提供支持➢通过高效的协同和预案管理，实现对水资源的科学有效管理7智慧大坝管理区域智慧水资源调配管理流域水资源运营管理水务公司综合运营管理智慧产销差水管理水资源监测保护城市污水管理智慧管网风险管理社会化媒体市民交互城市智慧水资源运营中心城市洪水分析预测与应急智慧港航管理智慧水资源解决方案中央一号文件制定水资源管理“三条红线”•水资源开发利用控制红线•用水效率控制红线•水功能区限制纳污红线©2016IBMCorporation8水资源监测保护▪两大系统–水环境安全预警Web系统–水环境安全评价模型构架工具▪三类用户–公众：提供流域水环境的全面、实时展示，提高公众在水环境保护上的互动–专家：通过实时监测、精细评价、溯源分析、场景模拟，防患于未然–决策者：通过全面、动态、实时的数据展示和可视化展示，保证流域水环境的全程可视可控和统筹规划▪五项功能–公众门户–现状监控–评价预警–事故应急–蓝藻监测▪三大技术特点–开放式架构：支持与不同数据源的整合–科学的风险评价方法：采用国际标准框架，运用一系列严谨的群决策算法（熵权、AHP、聚类分析），降低专家的个体偏差–强大的扩展能力：可对不同类型公共水域水环境进行监测8©2016IBMCorporation水质监控水藻种类•绿藻•蓝绿藻•硅藻•…营养物•总氮（TN）•总磷（TP）•总有机碳（TOC）•…水体指标•叶绿素a（ChlorophyII-a）•透明度（Transparency）•溶解氧（DO）•…大气和水力指标•表面光照强度•水温•水深•…水环境状态评价与风险评估预警与治理方案预警•水环境状态•藻类爆发治理方案•治理方案参考知识库治理方案评估©2016IBMCorporation降水预测径流分析影响分析交通等基础设施城市应急气象水环境保护排水系统城市洪水分析预测与应急：基于水力学及气象模型，进行城市洪水场景分析和预测；基于统一应急平台，实现应急联动10−定量分析城市积水风险，指导排水管网、公共交通等基础设施设计−预测面源污染总量，提升水环境管理水平−预测不同气象条件下城市积水状况，提高城市应急响应水平−协同个部门，基于预测分析，实现统一应急联动©2016IBMCorporation11IBM高精度气象模型应用二十年气象预报、能源等跨行业研究与项目经验:1996，亚特兰大奥运会2004，纽约机场极端天气预警2007，纽约州ConEd天气预测与停电检修安排2010～2016，巴西奥运会天气预测功能：•超短期预测：每15分钟滚动预测未来0-4小时•短期预测：次日96个点•中期预测：下个月估计•准确性分析：准确性、合格率、上报率性能：•实时同化观测数据•天气预测精度≤2公里•超高稳定性NuclearMagneticResonanceTechniquesWindforecastVeryShorttermforecasts©2016IBMCorporation人工可以通过手持设备帮助采集数据采集的数据通过无线物联网汇集到堤坝控制中心，控制中心实时监控堤坝状态，分析堤坝风险通过各种传感器感知堤坝的健康状态，结合精准天气预报和灾害影响分析预警堤坝垮塌和淹没等风险采集的数据通过分析可以帮助安排堤坝的日常维修工作大范围分布式传感网络:分布式光纤监测系统(BOTDR)或其他监测系统，如激光雷达(LIDAR),inclinometers,soilmoisturesensors,视频监控等。流量传感器记录水流量和水压DeepThunder通过暴风雨模型预测天气对堤坝的影响智慧大坝管理智慧大坝运营管理中心©2016IBMCorporation水务公司综合运营管理公司管理层运营中心团队专家团队基层员工水处理财务管理污水处理管网输配客户服务设备管理供应链管理人力资源管理KPI事件预警SOP模型分析优化业务创新盈利收入成本风险智慧水务运营中心•精英团队、公司核心竞争力•关注业绩和风险•关注工艺、优化和创新现有水务管理系统•执行层•关注具体任务©2016IBMCorporation智慧产销差水管理14面临的挑战⚫产销差水为水务公司日常运营活动带来可观的运营损失。⚫如何减少产销差，减少运营损失，提高经营利润成为水务公司迫切需求⚫如何通过产销差数据分析，进行运营优化控制，成为产销差控制技术难点解决手段⚫利用二次供水（或远程水表）监测数据，利用时间序列分析算法，构建小区的月用水量周期模型；⚫对于有全年数据的情形：利用月用水量的周期模型，对小区的年总量进行细分，降低人工经验分割的波动；⚫对于部分月份数据的情形：对IC卡用户，分析充值交易记录，得到月用水量；⚫根据水表或流量计的部署位置，结合网络拓扑，利用图分析算法，进行一个最佳的分割，极大化每个分区间的独立性；⚫对于重叠部分，按照水费平均分摊供水⚫区域对比分析⚫时间趋势分析⚫改进措施效果评价产销差计算模式分析预防性维修优化动态水压控制泄漏检测现状洞察控制优化二次供水监控数据二次供水小区的月提升水量计算小区月用水量周期模型IC卡水购买交易记录月消费折算（平均分摊）基于多年数据，得到月消费周期模式基于整年水费数据，修正月用水量当前周期的用户水费的折算人工收费交易记录大用户远程水表数据当前周期收入计算©2016IBMCorporation智慧管网风险预测系统15供水系统面临的挑战⚫管网爆管/泄漏事件频繁，中等城市每年有上百起水管网事故，大大影响着城市的正常运营；⚫水泄漏率高，中国城市的平均水泄漏率为21.5%。解决手段⚫建立基于历史维修数据分析的管网风险预测系统；⚫重点维修2%的高危管道，可减少20%的泄漏事件；⚫准确度比人工经验提高3～10倍；⚫提高预防性维修的针对性，降低泄漏率；⚫投资较低，不安装额外的设备和仪表；1、管网GIS系统2、维护工单和故障报告3、其他历史数据a.数据质量分析b.故障预测模型c.故障风险评价及可视化1、预防性维护计划2、维护工单派发©2016IBMCorporation城市污水管理：通过综合监控城市污水管网状况及设备状况，实现预先疏堵维护的能力，保障污水收集处理安全高效16地理信息系统SCADA系统外部数据源如天气预报水网地图天气预报流量计液位变送器数据集成展现事件规则设备/事件地图事件列表传感器历史趋势预案流程©2016IBMCorporation社会化媒体市民交互：通过节水门户，帮助用户识别用水模式，提倡水资源可持续利用家庭日用水量小时/日/周统计分析和历史比较积分趋势排名月消费金额变化月消费水量变化©2016IBMCorporation城市智慧水资源运营中心18图像监控子系统水情自动化子系统闸门监控子系统算机网络子系统光纤通讯子系统渠道自动化系统图像监控子系统水情自动化子系统大坝监测自动化子系统闸门监控子系统计算机网络子系统光纤通讯子系统视频会商子系统水库自动化系统图像监控子系统水情自动化子系统地下水测控子系统闸门监控子系统计算机网络子系统光纤通讯子系统视频会商子系统网络安全子系统水源地自动化系统供水管理系统工业供水水量传输自动化工程水厂管理系统排水/污水处理管理系统计算机网络安全洪水预报水质监测自动化电源自动化管理城市智慧水资源运营中心大坝安全监控自动化统一数据库全流域水资源统一视图(GIS)基于SOA架构、B/S模式的统一集成平台（业界主流先进技术，具有规范性、高可靠性、高可扩展性、高可复用性）模型/分析/优化/报表实时监测/事件报告应急预警/协同响应水资源统一调配管理水资源管理关键绩效指标(KPI)智慧水务运营中心资源统一配置供水统一调度运行统一管理应急统一指挥现有保障系统©2016IBMCorporation区域智慧水资源调配管理：建设区域水资源运营管理平台，实现各类数据综合汇总分析，业务协同处理，实现区域统一水资源管理1.准实时采集自然水水位信息2.准实时采集采水情况(水位、水压、水流、水质、水温)3.通过无线传感网络，准实时分区采集供水网络情况(水位、水压、水流、水温)4.跨部门统一共享从自然水到饮用水过程中采集的数据，建设区域水资源运营管理平台©2016IBMCorporation20流域水资源运营管理：通过流域水资源的统一协调，实现流域水资源、设备、能耗、应急的一体化、智能化管理………分析优化与决策支持闸机调度视频监控……数据采集……闸站监控水质监控网络通信引水流量调度处理会商决策工程安全监测运行维护……