据不完全统计，目前我国年均缺水量约为500亿立方米。大约三分之二的城市不同程度缺水。城镇污水处理率低于90%。人均水资源总量仅为全球平均水平的28%。开发利用和处理能力短缺、不足，传统水务行业自动化、信息化应用相对滞后，成为阻碍美丽中国建设和我国实现长远目标的矛盾焦点。可持续发展。

供水方面，我国供水总量在2013年前期达到峰值，随后供水总量增速开始放缓甚至下降，尤其是城市供水漏损方面管道。已降至10%以下，但我国大部分城市供水管网漏水率仍在15%以上，部分地区甚至超过20%。供不应求。

近年来，住房和城乡建设部、国家发展改革委等有关部门相继出台相关规划和政策，支持水务智能化发展，特别是水污染防治和水污染防治法的正式实施。 2018年《控制法》明确了水污染防治的标准、规划和措施。对水质治理和污染防治提出更高要求。水资源管理、供水管理、污水处理等方面的一系列政策出台，均以提高我国城市资源综合管理能力为目标，

什么是智慧水

近年来，随着新一代信息技术的飞速发展，传统水务行业与物联网、云计算、大数据、移动互联网、人工智能等新一代信息技术有机融合，推动传统水产业智能化转型升级。水工业应运而生。

在《工业互联网术语及定义》中，智慧水务的定义是：以业务和数据为核心，充分利用新一代信息和工业互联网技术，深度挖掘和广泛利用水务信息资源，通过水资源信息的采集和传输、存储、处理和服务，全面提高水资源管理的效率和效益，实现更全面的感知、更主动的服务、更整合的资源、更科学的决策、更自动化的控制和更及时的反应。

智慧水务可以大大提高水资源开发、利用和处理的效率。不仅是我国水产业发展的主导方向，也是智慧城市和智慧中国建设的重要组成部分。促进其健康快速发展，值得高度重视和努力。

作者单位长期从事智能制造技术研究与应用。在智能水务领域，作者创新性地将制造全生命周期的概念应用于智能水务的定义，提出智能水务的根本目的是实现水资源的全生命周期。循环智能管理为水系统全生命周期提供了管理机制，包括水安全、水环境、水生态、水治理、水技术、水利用等六大水系统发展领域。

智慧水务发展的困境

在智慧水务的良好发展机遇下，虽然北控水务、中环水务、碧水源集团等大型水务企业已经初步实现了智慧水务的转型升级，并实施了一定数量的一体化管控、数据可视化、但从我国城市供水现状和水资源管理情况来看，目前智慧水务的发展还处于起步阶段。通过对现有水系统的调查分析，得出阻碍智慧水发展的主要因素有：以下几个方面：

首先，由于水务和水资源管理系统的信息化程度，数据和信息孤岛比较严重，很多重要的水务信息数据无法互联互通，信息资源协调共享能力差；

其次，水务基础数据不完整，部分水务部门尚未完成管网地理信息系统的数据监管，管网属性数据相对缺乏，监测精度、监测频率和监测管网的广度比较广泛，数据获取难度较大。，准确性差，限制了数据的综合利用；

最后，企业和研究机构对智慧水务的本质认识还比较浅，还没有形成数据共享、资源协同的互利共赢局面。

智慧水务如何拥抱工业互联网

为解决智慧水务发展中的种种制约因素，笔者尝试结合国家工业互联网发展战略及其工业互联网平台建设模式，探索融合工业互联网的智慧水务建设模式，以促进智慧水务发展。智慧水务产业高质量快速发展。.

首先智慧水务，我们所说的工业互联网是以互联网为代表的新一代信息技术与工业系统深度融合形成的产业和应用生态，是工业智能化发展的关键综合信息基础设施。《工业互联网架构报告》在分析业务需求的基础上提出了工业互联网架构，指出网络、数据和安全是架构的三大核心，其中“网络”是工业系统互联互通的支撑基础，数据传输与交换，“数据”是工业智能化的核心驱动力，“安全”是网络、数据和工业融合应用的重要前提。

其次，在工业互联网系统架构的基础上，工业互联网产业联盟给出了工业互联网平台架构，可以概括为边缘设备层、基础资源层（IaaS）、平台服务层（PaaS） ，以及应用服务层 (SaaS)。为实现智慧水务与工业互联网平台的无缝对接，笔者分析了当前智慧水务系统架构。智慧水务系统的架构可以概括为以下几个方面：水务现场数据采集与传输层，实现关键设备数据信息的采集与传输；数据中心层用于实现数据的聚合、清洗和处理等；

总的来说，常规智慧水务系统建设主要采用物联网+数据聚合+应用服务模式，有别于工业互联网的平台架构模式；但本质上，工业互联网平台的核心是提供平台架构。，将数据连接到平台层（可以分为本地访问或云端访问两种形式，目前更强调云端访问），工业互联网平台提供更多的应用开发服务，用户可以在服务平台层执行. 使用服务和开发具有定制功能的第三方应用服务。结合这种思路，笔者构建了融合工业互联网的智慧水务系统，

图2：工业互联网支持的智慧水务架构

图2所示架构从工业互联网平台架构出发，实现了传统智慧水务架构向平台化、云服务方向的转变。

在边缘设备层，实现水务现场关键设备数据和数据采集系统的采集，为水务数据的集中采集和汇聚提供边缘支撑；包括水处理加药装置、配药装置、供水压力装置、流量检测设备、压力检测设备、水质检测等，通过采集信息，实现对水务现场生产治理状态的实时监管水务现场关键设备数据。

在智慧水务IaaS层，将水务数据处理、存储、安全防护等所需的资源配置在云端，实现数据的云端处理；工业互联网支撑下的智慧水务基础资源层一般由云服务商提供。包括计算服务器、网络服务器、应用支持服务环境等。

云平台层结合大数据智能分析、专家系统等技术，实现水数据的智能分析处理，为智能决策和调度提供服务支撑；工业互联网支撑的智能水务云平台多采用阿里云平台，对于华为云等相对成熟的云服务平台，原因在于大规模的云服务可以保证良好的数据安全保护服务。与本地私有化部署相比，它们的数据安全保护更加安全。

在应用服务层，专门设立开发者中心，为供水业务部门开发使用的智慧水务多业务功能应用提供开发接口。目前，越来越多的水务企业对自主开发云服务的需求越来越大。开放的开发者中心为此类企业提供了有效的手段。该层通常采用水平台的云部署方式，实现服务的云化。对于智慧水务平台，主要可以实现水务设备管理、水务收入管理、管网状态监管、协同调度、第三方接口、移动服务等功能。

融合工业互联网的智慧水务建设模式可分为本地化部署和云端部署两种情况：本地化部署——将数据中心部署到企业端；云化部署——将水务数据中心部署到公有云；其运营和商业模式创新主要包括智能远程运维服务和基于软件的服务平台。开发的智能水系统可以发布到工业互联网平台的APP超市，为业内人士提供免费试用服务；作者单位开发的智慧 目前水系统已经在平台上实现了模块化部署，有兴趣的读者可以在平台上搜索试用。

图2所示架构在笔者单位实施的新疆昌吉清源水利工程中得到了很好的应用。在“一云五网N平台M应用”的战略部署下，实现了昌吉自来水管网系统的信息化建设。完成了全球水务的数据融合和业务流通。在GIS平台的支持下，实现了管控“一张图”和业务“一条线”。系统已在线部署并在公有云平台上稳定运行，显着提升了企业水务的智能化管理水平，有效降低了供水管网系统的泄漏率，提升企业在城市供水管理领域的影响力。同时，也有效提高了城市供水管理能力，提高了水资源的综合利用率，提高了公共用水的安全性和可靠性。

图3：智慧水务平台应用效果图1

图4：智慧水务平台应用效果图2

概括

本文通过分析我国水资源治理现状、智慧水务的背景和内涵，结合国家工业互联网的发展趋势，探讨智慧水务与工业互联网的融合建设模式。通过对智慧水务系统典型应用案例的分析，指出智慧水务与工业互联网的融合是未来发展的大趋势。智慧水务系统不仅可以实现本地化服务，还可以实现云服务，还可以在工业互联网的支持下提供第三方服务。开发服务。