0 引 言

 

　　党的十九大报告明确提出“全面建成社会主义现代化强国”的宏伟目标。水务行业作为支撑社会经济和城镇化健康有序发展的重要行业，对标新时代新要求，全面进入从“粗放式发展”到“高质量发展”，从“传统模式驱动”到“创新模式驱动”的变革期。根据《城镇水务2035年行业发展规划纲要》发展目标，“到2035年，基本建成安全、便民、高效、绿色、经济、智慧的现代化城镇水务体系”。从人民群众对美好生活的向往出发，立足韧性城市保障需求和水务业务管理能力，水务行业未来将在饮用水安全保障、“厂网河湖”水环境治理、城镇排水防涝、资源节约绿色循环、水务产业数字化五大业务领域集中发力。而其中新型信息技术赋能下的水务数字化转型是支撑传统水务行业突破短板、高质量发展的必然路径与核心要务。

 

　　“数字中国”建设是大势所趋，国家“十四五”规划对数字化和水务行业新发展提出了明确要求，水务数字化转型势在必行。一方面，数字水务是数字经济的重要组成，是提升公共服务、社会治理等数字化、智能化水平的基础板块。在“生态文明”新发展理念、“碳中和”远景目标的指导下，城镇供水、排水、水环境等涉水事务的建设、运营与服务综合能力亟待提升。另一方面，水务产业化发展仍处于初级阶段，与燃气、电力等其他公用事业行业相比，运用“互联网+”的能力比较薄弱。需要加快构建水务数字化产业链，打通“水安全、水资源、水生态、水景观、水环境、水管理、水经济”经济社会循环，助力水务行业运营、管理、服务模式的数字化升级与创新。

 

　　在此大背景下，准确剖析智慧水务发展中水务数字化转型的机遇与挑战，正确运用数字技术，使之与水务企业基础设施、生产运营和经营模式相融合，及时总结智慧水务建设路径与实践经验，是未来打造水务行业新格局下数字水务体系的重要基础和必要条件。

 

　　01 水务数字化转型的机遇与挑战

 

　　“十四五”产业结构、数字政策、数字经济和数字技术改革与创新下的水务数字化转型机遇与挑战并存。

 

　　1.1 水务数字化转型的机遇

 

　　（1）产业引领，新型水务产业格局拓展水务发展增值空间。“十四五”期间，水务产业聚焦生态文明建设及环境治理，由“高能耗”和“粗放式”向“低碳”、“绿色”和“可持续”方向转变。水务业务范畴也逐步向上游“节约水资源”和下游“环境污染治理”延伸，形成城市水务治理的一盘棋。大中型水务企业纷纷提升产业集中度和专业度，加快涉水事业一体化和水环境治理一体化发展布局。部分小微企业则注重深耕水务细分领域，谋求局部的优势领先。市场化改革趋势下，产业链上下游的智慧水务建设开发商也开始发挥集聚效应，通过并购融资等方式，汇聚产业链中优势资源，加快水务行业软硬件平台、设备制造、解决方案的研发与推广。智慧水务作为水务行业热点领域，吸引了各行各业具有技术优势的外部企业进入水务行业，带来了理念、技术、资金和人才优势，也推动了水务产业的升级。整个水务行业呈现一片欣欣向荣发展之势，水务企业由过去的碎片式、粗放式、封闭式发展逐渐转向规模化、精细化、生态化发展。数字水务助推水务企业在规划建设、运营管理、技术研发等多个环节带来创新突破，在发展中掌控制高点和主动权。

 

　　（2）政策激励，数字水务迎来良好的外部发展环境。近年来，国家、地方、行业各个层面出台系列政策，为水务数字化转型提供强有力支撑，营造了良好的发展空间。一是国家政策为水务数字化转型在顶层愿景、目标和发展战略指引方向。党的十九大明确要加快推进信息化，建设“数字中国”、“智慧社会”。国务院国资委办公厅在《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》中要求“推动新一代信息技术与制造业深度融合，打造数字经济新优势，促进国有企业数字化、网络化、智能化发展”。国家“十四五”规划提出“加快数字化发展，建设数字中国”。二是地方政策有力支持水务数字化转型路径与实践。各地政府相继出台“数字政府”“智慧城市”“智慧国企”“智慧水务”等具体措施，加快产业数字化。三是水务行业专项政策加快提升企业数字化能力。2021年中国水协发布《城镇水务2035年行业发展规划纲要》，提出智慧水务发展目标和任务、实施路径与方法。

 

　　（3）市场驱动，数字经济为水务数字化转型注入长效动力。数字经济已经成为全球范围内产业转型升级的关键驱动力，数字经济时代已经到来。据中国信通院发布的《中国数字经济发展白皮书》显示：中国数字经济规模已由2005年的2.6万亿元，扩张到2020年的39.2万亿元（见表1），数字经济占GDP比重已提升到38.6%。国家《十四五规划》在“十四五时期经济社会发展主要指标”中提出：预期“数字经济核心产业增加值占GDP比重由2020年的7.8%增长至2025年的10%”，智慧水务市场规模预计将从2014年65.6亿元人民币上升至2023年251亿元人民币，其中蕴藏着巨大的数字化红利。

 

 

　　（4）技术赋能，新型数字技术助力传统水务行业升级。智慧水务借助云计算、大数据、人工智能和5G为代表的新一代ICT技术，不断构建水务数字化运营场景，改变传统人工为主运营模式。一是实时感知，将各处的传感器和智能设备连接，实时监测水文、水质等信息。二是全面整合，实现各异构系统完全链接与融合，利用云计算进行大量信息的分析和保存，实现信息共享。三是智慧应用，充分利用物联网、云计算、数据仓库、智能决策支持等先进技术，支撑洪涝预警、科学调度、客户服务等各类业务应用，使设施、流程以及运行管理更智能化。四是协同运作，通过统一的水务综合信息管理平台，实现区域供排水系统统一调度、协同运作，实现资源优化配置、系统高效运行。由此，跨越式提高水务管理、产品和服务质量，全面实现服务品质、供水保障、水体治理、城市防涝、低碳发展、降本增效等水务业务数字化运营成效。

 

　　1.2 传统水务面临的问题与数字化转型的挑战

 

　　抓住机遇的前提是直面问题与挑战。一方面，2019年新冠疫情爆发更加凸显了传统水务行业内部信息化基础薄弱、运营管理粗放、劳动密集、资源利用率偏低、预防性保障能力不足等问题；另一方面，厂站无人/少人值守、全业务线上服务、优质饮用水保障、城市内涝防治、污水零直排和“厂网河湖”一体化管控等管理升级，也加速推动水务企业迎接水务数字化转型的挑战。

 

　　（1）直击问题，立足水务短板，推进数字水务建设。城市水务系统复杂、流程长、环节多，实现行业整体数字化和各环节数字化具有一定难度，特别是以下问题也一定程度制约水务数字化进程：

 

　　一是部分水务企业缺乏顶层规划，发展方向和路径不明，导致系统建设偏离企业发展战略目标，造成应用系统相对分散，各自为政，制约企业数字化转型效率。

 

　　二是传统水务运营环节和操作流程管理仍显粗放，数字化应用能力不足。水务领域工业自动化基础普遍薄弱，厂站网生产效能偏低；供排水管理标准化、精细化程度不足，公共保障能力、运营成本和节能降耗水平偏低；水务企业人、财、物、事管理系统有待优化，管理效率偏低。

 

　　三是大部分水务企业仍处于信息化初级阶段，数字技术赋能业务的水平偏低。水务行业在新一代ICT技术运用、数字资源挖掘、智慧化管理等方面任重而道远。

 

　　四是水务行业全产业链和新消费链尚未打通，水务数字化价值变现速度与产业布局拓展缓慢。特别是在构建设计规划、建设运营、服务咨询、涉水产品生产销售等水务产业生态，以及水务新服务等领域仍在起步阶段。

 

　　（2）直面挑战，立足智慧水务建设难点，有效保障水务数字化转型。水务企业在智慧水务发展方面尽管取得了长足的进步，如生产更加精益、管理愈发高效、服务趋向便捷、决策逐渐智能，但在水务的数字化转型路上还面临行业创新发展、转型方向、业务与信息融合、长效发展保障等诸多挑战。

 

　　一是水务行业创新发展的挑战。智慧水务带来了水务行业的变革，但在运营模式创新、认知创新、技术创新等方面也带来了挑战。传统供排水运营模式重构难度较大，业务与数字化流程尚未形成合力，数字化转型倒逼业务架构重构，运营模式创新提升任重道远；数字化转型将破除业务壁垒、机构壁垒，带来全流程、全链条和全业态的水务数字化发展统一认知挑战；先进管理理念、给排水工艺技术与新一代信息化技术的融合度不足，未形成多源化、多维度技术支撑体系，技术创新已迫在眉睫。

 

　　二是水务数字化转型方向的挑战。水务数字化逐步朝着全面感知、智能控制、数据驱动和智慧决策的方向发展。全面感知需要行业内不断扩大厂站、管网动态感知范围，提升供排水全流程和水环境监管智能感知能力。智能控制发展离不开厂站设备和工艺自动化水平的提升。数据驱动的实现则需要行业不断加大数据收集、管理、应用的投入和力度，逐步形成用数据分析、用数据诊断、用数据决策的数据生态。智慧决策是水务数字化发展的高级阶段，需不断探索数据、模型以及AI算法等在运行调度、节能降耗、应急处置等方面的深度应用。

 

　　三是水务业务与信息技术融合的挑战。信息技术应用尚不深入、业务与信息管理模式不够成熟、复合型人才的缺乏都会阻碍业务与信息技术的深度融合。

 

　　四是水务数字化转型长效发展保障的挑战。水务数字化转型不可能一蹴而就，在转型过程中，会面临人才、资金、机制、组织、生态链等各方面的挑战。人才与资金的匮乏，数字化转型工作难以为继；没有合理的机制保证，转型工作的有效推进会受到阻碍；组织保障更是资源协调与配合能否达到最优解的核心；生态链的发展则是企业内部资源与外部资源打通链接，产业链上下游协同，水务行业可持续健康发展的重要保障。

 

　　0 2 水务企业数字化转型实践

 

　　水务企业普遍开启数字水务变革之旅。2019年，国际水协会（International Water Association，IWA)发布了数字水务白皮书报告《Digital Water: Industry leaders t the transformation journey》，报告指出，许多受访公司已开始数字水务变革，早期发展的水务公司重点在于部署软件平台、新型传感器与智能水表，数字化程度高的公司逐步应用VR、大数据、人工智能技术，制定智能化方案，而如葡萄牙AGSWater等先进公司则已开始对外部水务企业提供服务和支持。中国在过去的二十多年以来在水务领域发展迅速，成绩显着，2020年7月2日，Global Water Intelligence (GWI) 国际水务智库根据十项维度进行综合分析，从全球角度纵观水务领域，给出了一份全球水务行业竞争力排名，中国名列第13名，在过去十年中，行业绩效提高程度处于领先地位，被评价为十年的飞速转型。

 

　　2.1 国外典型数字水务案例

 

　　在国外，特别是发达国家，尤其重视水务数字化转型，力求结合数字优化技术、水务业务系统建设，实现水务精细化管理。

 

　　苏伊士集团通过与OPTIMATICSTM公司合作，引进整合OPTIMIZERTM数字技术，扩展其数字化解决方案，为用户提供贯穿于管网设计到运营全生命周期的水务基础设施优化服务，抢占水务创新数字解决方案制高点。借助OPTIMIZERTM解决方案，水务项目的基础设施投资得到大幅节约，客户需求被进一步满足。

 

　　日本东京都自来水践行“确保供水稳定”“提升地震发生时的应对措施”以及“可生饮和口感好的自来水”三大供水指导思想，在东京供水长期战略构想（2020年）中，计划建设涵盖供水监控、能源优化、应急供水、水质管理等关键业务的水务数字化系统，确保东京都自来水制订的18项具体任务和15个考核指标能得到有效落实。

 

　　新加坡在《数字水务——新加坡经验分享》一书中介绍了对未来水管理数字化的愿景，分享了其转型之路。新加坡数字化转型最终目标是创建一个单一的高效水系统，在该系统中，用水监测、污废水收集和处理、饮用水生产及输配的所有过程都能在系统级别上得到优化，而不是“各走各路”。

 

　　2.2 国内水务数字化案例

 

　　2.2.1 北控水务“全业务一体化”云平台

 

　　北控水务是目前中国规模最大的水务公司，通过建立“全业务一体化”的BECloud智慧云平台（见图1），实现北控各个项目运营管理的“云化”部署和推广，有效加强了北控水务对各个项目的统一管控和标准化管理，提升运营能力，同时也让智慧水务云平台成为对外推广北控运营模式的有力工具。