大數(shù)據(jù) → 大智慧：水務大數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)設計實踐

通過借助新IT技術與水務應用結合，建立水務大數(shù)據(jù)標準規(guī)范、大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)交換中心、大數(shù)據(jù)云計算平臺、大數(shù)據(jù)應用支撐平臺、大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應用系統(tǒng)及安全與備份系統(tǒng)等框架體系。為達到“三全”（大數(shù)據(jù)全過程覆蓋、全要素分析、全流程輔助決策）目標，力爭在水務行業(yè)生產(chǎn)、管網(wǎng)、服務、管理及安全等細分領域取得突破，最終實現(xiàn)水務企業(yè)從“大數(shù)據(jù)”分析演變?yōu)椤按笾腔邸狈铡?/p>

借助新一代IT技術發(fā)展優(yōu)勢，與水務行業(yè)結合，推動水務智慧化深入應用，在供排水領域數(shù)據(jù)具備4V的特征：體量大（Volume）、類型豐富（Variety）、價值密度低（Value）和實時在線（Velocity）。如此，也給水務企業(yè)在大數(shù)據(jù)領域的創(chuàng)新發(fā)展提出了新的更高要求。大數(shù)據(jù)融合IT技術和系統(tǒng)思維，再加上大數(shù)據(jù)場景應用，更加給水務行業(yè)帶來了新機遇和新挑戰(zhàn)。如今，“誰掌握了數(shù)據(jù)，誰就掌握了主動權”已是行業(yè)的共識。在這種背景下，建設水務大數(shù)據(jù)平臺，已成為水務企業(yè)發(fā)展的目標和增強核心競爭力優(yōu)勢的重要手段，也是打造水務“智慧化”的重要體現(xiàn)。

01 水務企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

結合水務行業(yè)自身的需求和特點，發(fā)現(xiàn)水務企業(yè)存在的主要問題和面臨的挑戰(zhàn)主要包括：

• 信息系統(tǒng)多且太分散，維護成本高；

• 數(shù)據(jù)標準不統(tǒng)一，無法實現(xiàn)統(tǒng)一共享，對數(shù)據(jù)的整合集成及互聯(lián)互通造成了阻礙，增加了信息整合的復雜度；

• 數(shù)據(jù)質(zhì)量存在不可靠問題；

• 數(shù)據(jù)來源復雜，終端多而分散，導致數(shù)據(jù)采集及存儲的安全存在問題。

• 數(shù)據(jù)眾多，對于數(shù)據(jù)的分析處理能力有限，無法有效的進行更深層次的數(shù)據(jù)挖掘、利用和輔助決策支持。

02 水務大數(shù)據(jù)平臺的建設目標和意義

水務大數(shù)據(jù)平臺建設以“1+1+1+X”（一個平臺，一個中心，一個標準，X項應用）模式為基礎，通過新IT技術應用，融合水行業(yè)需求，把“數(shù)字化”應用于公司治理與為民服務中，創(chuàng)造新型的管理與服務模式。在數(shù)據(jù)的價值創(chuàng)造與價值傳遞過程中，數(shù)據(jù)將價值鏈的更多環(huán)節(jié)轉化為戰(zhàn)略優(yōu)勢，實現(xiàn)技術、物質(zhì)、資金、人才、服務等資源的優(yōu)化配置，進一步提升管理精細化、為民服務精準化和水務企業(yè)管理現(xiàn)代化的目標，數(shù)據(jù)驅動創(chuàng)新，讓大數(shù)據(jù)技術能力轉化為企業(yè)發(fā)展的新動力。

03 水務大數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)規(guī)劃設計

3.1 水務大數(shù)據(jù)平臺頂層設計

系統(tǒng)總體架構的5個層次分別是全面感知層、基礎設施層、數(shù)據(jù)資源管理層、應用支撐層及系統(tǒng)應用層，且包括標準規(guī)范和安全保障及運維體系。系統(tǒng)總體架構如圖1所示。

3.2 標準規(guī)范建設內(nèi)容

水務企業(yè)大數(shù)據(jù)平臺是一個大規(guī)模的建設工程。該項目以業(yè)務系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)為業(yè)務處理核心，以其他相關部門為信息交換對象，實現(xiàn)水務企業(yè)內(nèi)跨部門的大型綜合與分布式的信息化系統(tǒng)。

面對這樣一個大型的信息項目，水務企業(yè)首先必須建立完善的標準體系和相關制度。保障水務大數(shù)據(jù)平臺建設標準的可持續(xù)發(fā)展能力，實現(xiàn)真正意義上的互聯(lián)互通，解決了數(shù)據(jù)統(tǒng)一標準、統(tǒng)一共享及統(tǒng)一運維體系的問題。水務大數(shù)據(jù)平臺建設標準規(guī)范由8個分部分構成：數(shù)據(jù)標準、數(shù)據(jù)集成標準、大數(shù)據(jù)分析指標規(guī)范、數(shù)據(jù)交換與共享規(guī)范、數(shù)據(jù)庫更新維護機制、管理制度、應用評估規(guī)范及信息安全保障體系。

3.3 大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)采集分兩個單元功能模塊，一個是終端的數(shù)據(jù)采集，另一個是服務端的數(shù)據(jù)匯聚共享交換。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)肩負著實時在線數(shù)據(jù)采集、業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合集成及人工填報數(shù)據(jù)的收集工作，為提高集成效率，實現(xiàn)一體化物聯(lián)網(wǎng)采集平臺，集各類型數(shù)據(jù)采集任務于一體。數(shù)據(jù)獲取層級如圖2所示，系統(tǒng)設計以物聯(lián)網(wǎng)方式搭建感知網(wǎng)，解決并實現(xiàn)了一數(shù)一源、一源多用及分布式實時采集的功能。

3.4 大數(shù)據(jù)交換中心

搭建水務企業(yè)綜合數(shù)據(jù)庫（或中心數(shù)據(jù)庫）與大數(shù)據(jù)交換中心，實現(xiàn)水務企業(yè)各部門業(yè)務系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享交換，作為今后數(shù)據(jù)共享與交換的基礎支撐平臺。通過該平臺實現(xiàn)生產(chǎn)、管網(wǎng)、服務等數(shù)據(jù)共享、治理及挖掘，為企業(yè)管理提供決策數(shù)據(jù)。

基于統(tǒng)一匯集與共享交換平臺構建供水、排水、生產(chǎn)、營銷、管網(wǎng)、客服、項目和水質(zhì)等數(shù)據(jù)的交換中心，系統(tǒng)主體架構分為源數(shù)據(jù)層、數(shù)據(jù)匯聚層、數(shù)據(jù)治理層、數(shù)據(jù)管理服務層、數(shù)據(jù)應用層、用戶層、標準體系、安全體系及運維體系。實現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)匯聚能力、數(shù)據(jù)服務能力和數(shù)據(jù)處理能力，為未來水務大數(shù)據(jù)微服務應用夯實基礎。

3.5 水務大數(shù)據(jù)云計算平臺

水務大數(shù)據(jù)云計算平臺是順應目前信息化技術水平發(fā)展、供排水服務職能改革的架構平臺，為決策提供及時、準確、可靠的信息依據(jù)，提高水務企業(yè)集團化工作的前瞻性和針對性，為水務企業(yè)生產(chǎn)運營管控提高決策支持效率和水平。

水務大數(shù)據(jù)平臺的建設目標是搭建私有云平臺，包括云平臺管理、服務器集群、存儲平臺等，滿足海量數(shù)據(jù)的采集、存儲、計算的需要，平臺必須具有高可用性、彈性且高擴展性、高可靠性要求。在大數(shù)據(jù)分析監(jiān)測基礎上，為水務企業(yè)把握經(jīng)濟發(fā)展趨勢、預見運營發(fā)展?jié)撛趩栴}、輔助決策提供基礎支撐。水務大數(shù)據(jù)云平臺的系統(tǒng)整體架構如圖3所示。

3.6 大數(shù)據(jù)應用支撐平臺

為各個應用系統(tǒng)提供應用支撐平臺系統(tǒng)，主要系統(tǒng)設計包括數(shù)據(jù)庫軟件、操作系統(tǒng)、統(tǒng)一視頻監(jiān)控平臺、虛擬化軟件平臺、中間件、統(tǒng)一用戶認證、GIS平臺、大數(shù)據(jù)可視化平臺、大數(shù)據(jù)基礎能力平臺及云平臺管理軟件。這些軟件平臺系統(tǒng)均采用采購整體或組件的方式進行直接使用和二次開發(fā)，以符合大數(shù)據(jù)平臺的應用和管理需求。

3.7 大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應用系統(tǒng)功能

3.7.1 大數(shù)據(jù)決策支持系統(tǒng)

系統(tǒng)設計既圍繞集團、公司及廠級等不同層級構建管理駕駛艙，又從業(yè)務和分析指標維度，建立分析視圖，最終以分類預警方式實現(xiàn)企業(yè)全局態(tài)勢掌控。

（1）集團級管理駕駛艙。面向水務企業(yè)集團管理層領導或監(jiān)管部門，建設個性化“企業(yè)駕駛艙”門戶。從各業(yè)務系統(tǒng)抽取相關業(yè)務數(shù)據(jù)集成在對應的主管領導門戶中，如一些關鍵指標的分析展示等使領導可以及時、便捷的獲取所需的數(shù)據(jù)和文件，部門也可在第一時間將業(yè)務狀況展現(xiàn)給領導。主要功能包括：營業(yè)管理指標監(jiān)控、生產(chǎn)績效指標監(jiān)控及管網(wǎng)績效指標監(jiān)控。

（2）公司級運營決策分析。公司級管理駕駛艙主要針對財務、人力、計劃、資產(chǎn)、投資項目等經(jīng)營管控KPI進行分析、挖掘，并以各種圖表、曲線及雷達圖的形式展現(xiàn)企業(yè)運營態(tài)勢情況。支持從不同維度進行分析，如對歷史同往期業(yè)務對比等。主要功能包括經(jīng)營管理分析、營銷管理分析及業(yè)務運營分析。

（3）廠級決策分析。廠級管理駕駛艙主要實現(xiàn)多維圖形展現(xiàn)方式，具體包括支持餅圖、柱圖、雷達圖、儀表盤、指示燈等主流圖形展現(xiàn)方式。支持綜合報表展現(xiàn)的展現(xiàn)方式，具體包括支持二維表、旋轉透視表等各種綜合報表的展現(xiàn)及監(jiān)視。

（4）業(yè)務主題分析。業(yè)務主題分析匯集供排水生產(chǎn)、服務、營銷、工程建設及管理相關部門（包括供水管網(wǎng)、水廠和二次供水等）的實時和歷史數(shù)據(jù)、生產(chǎn)運行及調(diào)度相關的主要指標、視頻監(jiān)控、報警和事件的面板信息呈現(xiàn)。

（5）大數(shù)據(jù)分析指標監(jiān)測預警。以關鍵績效指標的目標值作為企業(yè)的一定時間區(qū)間內(nèi)的業(yè)績目標，實現(xiàn)“智能知識庫”，根據(jù)設定各種指標的警戒值，在指標值不能很好的吻合目標值的時候，進行預警提示。

3.7.2 人工智能應用示范

鑒于人工智能應用，需借助大數(shù)據(jù)和云計算平臺，得以讓供水調(diào)度模型、污水處理廠工藝仿真建模及智能語音機器人等實時在線計算和應用功效發(fā)揮到極致。

（1）供水管網(wǎng)智能調(diào)度。在水力模型和仿真技術的發(fā)展過程中，勢必與全網(wǎng)自動化智能控制系統(tǒng)相關聯(lián)。壓力、流量、水質(zhì)等管網(wǎng)感知儀表和視頻是智能供水系統(tǒng)的“千里眼”，壓力控制閥就是遠程“機械手臂”，模型仿真平臺就是通過分析“聽”到供水系統(tǒng)中的問題，在調(diào)度平臺中集合“智能的眼、耳、手”，打造未來的智能供水調(diào)度系統(tǒng)平臺，也為今后城市供水調(diào)度AI智慧大腦奠定了堅實的基礎。

（2）排水設備故障診斷系統(tǒng)。系統(tǒng)設計包括設備狀態(tài)監(jiān)測、運行異常預警、設備綜合效率分析。①設備狀態(tài)監(jiān)測：是對生產(chǎn)現(xiàn)場工作人員的設備進行實時監(jiān)測的工具?？赏ㄟ^狀態(tài)監(jiān)測對整個生產(chǎn)現(xiàn)場的設備狀態(tài)一目了然，可以快速定位到需要關注的設備，從而提升設備利用率。②運行異常預警：通過收集設備實時運行參數(shù)、故障記錄、點檢記錄等信息，運行異常預警模塊通過對設備的不同運行狀態(tài)進行建模，匯總分析多維實時參數(shù)，識別異常模式從而給出預警信號。③設備綜合效率分析：通過獲取設備的實時狀態(tài)，可以對設備異常狀態(tài)、累計停機時間超限等推送實時報警信息，并且支持自定義報警規(guī)則。提供客戶自定義時間范圍內(nèi)設備時間利用率、性能利用率以及綜合效率的歷史數(shù)據(jù)查詢，同時對比展示各個效率指標與歷史平均值的對比可視化效果。

（3）污水處理輔助決策系統(tǒng)。污水處理過程工藝極其復雜，涉及數(shù)據(jù)種類眾多，污水處理過程涉及的數(shù)據(jù)處理、控制過程、工藝診斷與過程優(yōu)化、運營成本分析等都與數(shù)據(jù)挖掘技術息息相關。數(shù)據(jù)挖掘是從大量的數(shù)據(jù)中提取出隱含的、未知的、潛在的有用信息的過程。水質(zhì)預測：對污水處理廠設備和工藝等運行狀態(tài)分析，準確預測未來幾個小時的生產(chǎn)水質(zhì)情況，提前為生產(chǎn)情況提供參考信息，以便及時調(diào)整，實現(xiàn)達標排放。對溶解氧、污泥濃度、進水水質(zhì)、進水溫度等影響水質(zhì)有關的參數(shù)提供調(diào)整和參考意見。

（4）智能語音服務機器人。語音識別技術是借助計算機算法機器人理解和識別人的語音并轉換為可讀的輸入。系統(tǒng)所設計的智能化語音識別，對于水務企業(yè)客服機器人的應用領域具有重要的創(chuàng)新意義：人工智能語音機器人，為水務企業(yè)“服務賦能”，標志著在水務企業(yè)AI技術領域的科技創(chuàng)新與行業(yè)應用開端。實現(xiàn)功能包括人機對話、查水費、自動派單、語言質(zhì)檢及人工智能機器人的操作。

3.7.3 大數(shù)據(jù)可視化展示系統(tǒng)

水務大數(shù)據(jù)KPI集中展示，“總覽監(jiān)管圖”以城市GIS地圖為背景，將對該地區(qū)的自來水廠、污水處理廠、供水管網(wǎng)、排水管網(wǎng)、建設項目及資金等專題信息進行集中展示與分析，為管理者提供決策支持。決策支持平臺對來自不同系統(tǒng)的生產(chǎn)、管網(wǎng)、服務與管理數(shù)據(jù)等進行梳理、轉換、分析，最終轉變成對決策更有價值的各種KPI指標，為決策過程提供支持視圖及分析結果展示。指標分析展現(xiàn)采用主題桌面的形式，通過儀表盤、直方圖、趨勢圖等多樣化的圖形結構對各類指標、數(shù)據(jù)進行展示。

3.7.4 互聯(lián)網(wǎng)+移動應用

基于互聯(lián)網(wǎng)+理念，設計水務通移動APP應用，讓水務大數(shù)據(jù)決策中心無處不在，一機在手，一查便有。系統(tǒng)設計功能主要包括數(shù)字水務地圖、供水指標監(jiān)視、排水指標監(jiān)視、數(shù)據(jù)指標曲線分析及數(shù)據(jù)指標報警。

3.8 安全與備份系統(tǒng)

結合企業(yè)需求、網(wǎng)絡與信息安全體系建設的實際情況，依據(jù)信息系統(tǒng)安全等級保護基本要求，建立企業(yè)信息安全機構、人員、制度、系統(tǒng)及運維管理等控制措施。系統(tǒng)按照三級等保要求保障數(shù)據(jù)安全、應用安全和系統(tǒng)安全。其中要設計考慮數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)交換層、用戶端及移動終端等安全防護措施、已有安全資源利舊，且通過安全等保測評。

設計本地系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份和綜合考慮同城備份或租用云災備中心系統(tǒng)，形成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的異地災備方案，滿足災難恢復能力，并符合管理部門關于風險防范、備份和恢復的要求。

04 水務大數(shù)據(jù)平臺建設項目實踐

4.1 項目背景

全球數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，對經(jīng)濟發(fā)展、社會治理、城市管理、人們生活都產(chǎn)生了重大影響。當今，越來越多的企業(yè)將“數(shù)字化轉型”視為契機，搶占新的制高點，變數(shù)據(jù)為資產(chǎn)。信息技術與水務業(yè)務管理的真正融合，是適應大數(shù)據(jù)時代的需要，在基于數(shù)字化實現(xiàn)精準運營的基礎上，融合生產(chǎn)、運營、管理等傳統(tǒng)業(yè)態(tài)，實現(xiàn)DT的變革與重構。

新時代的中國開啟了數(shù)字中國建設的新征程。面對日新月異的大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略競爭態(tài)勢，水務企業(yè)結合自身需求加強統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，圍繞國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略做出實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略決策，亟需建設創(chuàng)新型水務企業(yè)，為建設智慧水務大腦提供有力支撐。

4.2 項目建設目標

數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)平臺的基礎，建立水務綜合數(shù)據(jù)庫和共享交換中心，優(yōu)化信息共享流程，促進跨部門協(xié)同，有效避免信息不對稱造成的監(jiān)管漏洞，有利于開展多個部門的聯(lián)合監(jiān)管。依托水務大數(shù)據(jù)中心，形成數(shù)據(jù)共享和開放的工作機制與管理制度，建成企業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一共享交換和開放平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的全面匯聚和高效利用。結合企業(yè)“三全”戰(zhàn)略目標，充分利用數(shù)據(jù)賦能水務，挖據(jù)數(shù)據(jù)創(chuàng)新新動能，利用數(shù)據(jù)引擎帶動企業(yè)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。

4.3 項目建設范圍

項目設計范圍主要內(nèi)容包括W水務所屬供排水企業(yè)的生產(chǎn)、營銷、管網(wǎng)、客服、項目和實驗室水質(zhì)、視頻安防等數(shù)據(jù)的采集、集成與整合。項目涉及的主要單位范圍包括10多個二級公司和100多座廠站。

4.4 項目主要內(nèi)容

水務大數(shù)據(jù)平臺建設項目總體建設內(nèi)容主要包括七大方面：數(shù)據(jù)標準體系、水務物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)中心、水務專有云計算平臺、大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應用系統(tǒng)（大數(shù)據(jù)輔助決策、基于模型的供水管網(wǎng)智能調(diào)度、設備故障診斷、污水處理輔助決策系統(tǒng)、AI語音服務機器人、大數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)及移動應用APP）、系統(tǒng)集成、通訊網(wǎng)絡系統(tǒng)、信息安全與備份。

4.5 數(shù)據(jù)分析指標

W水務企業(yè)廠站眾多、地域分散，對水務集中管理來說，無疑是一個巨大挑戰(zhàn)，所以，水務集團亟需建立一套有效的管理工具，結合IWA國際認可的績效指標管理體系，建立W水務企業(yè)KPI績效指標，促進企業(yè)持續(xù)、健康和高質(zhì)量發(fā)展。

項目建設一套完整的大數(shù)據(jù)分析指標規(guī)范，主要包括指標設計原則、指標篩選流程、指標定義說明及管理，數(shù)據(jù)分析指標分為兩大類：績效指標和過程指標。

（1）績效指標：設計為單項指標和復合指標。單項指標為一次數(shù)據(jù)指標；復合指標為派生數(shù)據(jù)指標，是經(jīng)過運算獲取的結果值。所有的績效指標按層級分為集團級、公司級和廠站級，并區(qū)分重要、一般等級標識。項目構建了供排水KPI績效管理指標100多項，涉及類別包括：運行類、服務類、資產(chǎn)類、財經(jīng)類、人事類、資源類、安全類及環(huán)境類。

（2）過程指標：均為單項指標及統(tǒng)計指標組成。過程指標構建了400多項要素指標。涉及水廠生產(chǎn)指標、污水處理廠生產(chǎn)指標、供水管網(wǎng)管理指標、排水管網(wǎng)管理指標、客戶服務指標、資產(chǎn)管理指標、財經(jīng)管理指標、營銷管理指標、經(jīng)營管理指標、工程建設指標及集團管控指標等11類全過程要素指標。

4.6 項目建設成效

W水務集團大數(shù)據(jù)平臺項目建設主要建設成效包括水務大數(shù)據(jù)物聯(lián)感知網(wǎng)、大數(shù)據(jù)云計算平臺、大數(shù)據(jù)創(chuàng)新示范應用、大數(shù)據(jù)分析指標規(guī)范及數(shù)據(jù)資源中心。

（1）構建了水務大數(shù)據(jù)物聯(lián)感知網(wǎng)：①構建物聯(lián)網(wǎng)感知終端采集系統(tǒng)：廠、站、網(wǎng)實時數(shù)據(jù)一體化采集，其中也包含人工填報、化驗、業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對接及共享擴展接口。②構建物聯(lián)網(wǎng)感知服務端統(tǒng)一數(shù)據(jù)匯聚平臺：數(shù)據(jù)接入、視頻整合、數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)監(jiān)控及共享交換等統(tǒng)一匯聚，完成“數(shù)據(jù)暢通”。③未來可任意擴展供排水的設備、儀表、視頻、系統(tǒng)等多源數(shù)據(jù)對接。構建了“一數(shù)一源、一源多用”、“誰生產(chǎn)、誰管理”的管理思路，解決了數(shù)據(jù)多源頭、無維護的問題。

（2）構建了水務云計算大數(shù)據(jù)中心：①構建“數(shù)據(jù)云”：建立數(shù)據(jù)一體化平臺（提供大數(shù)據(jù)采集能力）：實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲、處理及管理。②構建“設施云”：建立云資源池（提供彈性計算能力）：可彈性分配資源，按需供應，按需使用。③提升“應用云”：建立私有云構架平臺，構建了大數(shù)據(jù)計算、服務能力。④加強“云管理”：建立云平臺運維、安全防護體系和措施，建立云平臺運維團隊。

（3）建立了大數(shù)據(jù)創(chuàng)新示范應用系統(tǒng)：實現(xiàn)大數(shù)據(jù)計算與分析處理能力。①通過智能調(diào)度、設備故障診斷、水質(zhì)預測、智能客服等四大應用，初步構建了供水、排水方面的大數(shù)據(jù)計算分析能力應用。②建立城市供水管網(wǎng)模型、故障診斷模型、污水處理廠工藝仿真模型、AI語音識別與語義能力模型。③讓供水調(diào)度更加科學；污水處理廠設備故障預判、降本增效；水質(zhì)預測、安全達標排放；智能客服、高質(zhì)量服務。

（4）建立了大數(shù)據(jù)分析指標規(guī)范：建立集團層、公司層和廠站層分析指標規(guī)范，構建了集團生產(chǎn)運營績效管理指標KPI和全過程管理指標。

（5）構建了水務大數(shù)據(jù)資源中心：建立了大數(shù)據(jù)平臺的基礎，數(shù)據(jù)運營是一個持續(xù)的數(shù)據(jù)資源價值利用的話題。存儲了生產(chǎn)、調(diào)度、設備、水質(zhì)、服務、項目等相關的數(shù)據(jù)資源，建立數(shù)據(jù)資源共享目錄，為實現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)共享提供基礎服務能力。

4.7 項目經(jīng)驗

4.7.1 項目實施過程中遇到的問題及解決方案

水務大數(shù)據(jù)平臺項目建設過程中遇到4個主要問題：一是數(shù)據(jù)可靠性問題；二是數(shù)據(jù)管理問題；三是非結構化數(shù)據(jù)（視頻）分析問題；四是多廠站多業(yè)務系統(tǒng)如何構建水務企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺。具體解決方案如下：

（1）數(shù)據(jù)可靠性解決方案：數(shù)據(jù)從水務集團二級單位獲取，二級單位從三級廠網(wǎng)單位獲取，三級單位從終端儀表設備獲取。為保障數(shù)據(jù)的可靠性，一是儀表精準可靠，二是軟件采集可靠。在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性需要從技術和管理兩個角度去把控，①通過數(shù)據(jù)處理技術優(yōu)化實時數(shù)據(jù)來提高和保障數(shù)據(jù)的質(zhì)量（如系統(tǒng)內(nèi)置偏差，如跳點、噪聲數(shù)據(jù)的優(yōu)化算法功能）。②通過管理人員審核負責制度確認數(shù)據(jù)的準確性和定期抽查督查，實現(xiàn)數(shù)據(jù)審核管控流程的閉環(huán)管理。

（2）數(shù)據(jù)的管理解決方案：從儀表中獲取的原始數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)分析需求，進行數(shù)據(jù)治理和生命周期管理，以便今后數(shù)據(jù)對比分析。由原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生的二次派生數(shù)據(jù)，應注明標識，以便區(qū)分，保障原始數(shù)據(jù)安全。

（3）視頻數(shù)據(jù)存儲輕量化解決方案：結合視頻結構化處理技術，極大地節(jié)約了非結構化數(shù)據(jù)存儲空間和網(wǎng)絡帶寬，提升了視頻利用效率。在監(jiān)控終端上部署帶有邊緣計算功能的智能設備，實現(xiàn)監(jiān)控終端完成視頻數(shù)據(jù)的結構化分析。當需要分析時，可隨時回傳分析結果給到服務端實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，以此達到快速分析管理的目標。視頻存儲及分析流程如圖4所示。

（4）水務物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺解決方案：水廠、污水廠、管網(wǎng)、二次供水、泵站等在線數(shù)據(jù)的采集，目前均采集到廠部調(diào)度中心、供水公司、排水公司、管網(wǎng)公司等，這些數(shù)據(jù)都分散存儲在各自所屬管理單位，造成了數(shù)據(jù)分散、信息孤島、整合集成困難的問題?；谖磥硭畡瘴锫?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺的考慮，采用“端到平臺+系統(tǒng)到平臺”方式進行數(shù)據(jù)匯聚。即：新建設備及儀表等終端統(tǒng)一匯聚到水務大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺。歷史已建設的業(yè)務系統(tǒng)中已存儲的數(shù)據(jù)根據(jù)需求對接整合集成到本平臺。

4.7.2 實踐經(jīng)驗總結

整個水務大數(shù)據(jù)平臺項目建設過程中，有一些經(jīng)驗和啟發(fā)值得分享和借鑒：一是設計經(jīng)驗；二是實踐難點啟發(fā)。

設計經(jīng)驗分享，主要包括①數(shù)據(jù)治理應提前設計和實施，為實現(xiàn)精準大數(shù)據(jù)分析決策做鋪墊；②大數(shù)據(jù)分析指標規(guī)范，旨在建立績效KPI指標，為水務大數(shù)據(jù)分析和輔助決策提供抓手；③云計算平臺，定位要清晰，既非虛擬機，也非超融合一體機，而是要構建基于應用服務集群、數(shù)據(jù)庫服務集群和大數(shù)據(jù)服務集群等三大集群為核心的私有云計算平臺；④管理駕駛艙和輔助決策支持，它是一個成效體現(xiàn)窗口，應優(yōu)先建設，并結合企業(yè)運營和管理需求，實現(xiàn)分主題、多維度、自定義可視化管理駕駛艙。

實踐難點啟發(fā)，主要涉及①人工智能應用成效不明顯，比如，供水管網(wǎng)模型所需的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)缺失，對模型的模擬結果產(chǎn)生影響，啟發(fā)是管網(wǎng)模型所需的基礎數(shù)據(jù)應保持完整性、正確性、連續(xù)性和高質(zhì)量；②數(shù)據(jù)采集，多廠站，不同廠商等廠站數(shù)據(jù)采集和集成問題，啟發(fā)是部分廠站數(shù)據(jù)測點Tag未知、數(shù)據(jù)格式差異等造成的復雜性，影響數(shù)據(jù)準確性及增加工作量；③設備故障診斷，啟發(fā)有3點，首先是考慮定位診斷高價值設備類型，其次是設備故障診斷需要配套對應的測軸溫、轉數(shù)、振動等參數(shù)的設備儀器和運行健康評價系統(tǒng)，第三是故障診斷的精準性和預知水平，與工藝、巡檢、電氣、環(huán)境溫度等息息相關，需較多品牌設備廠家的配合，因此，增加了該系統(tǒng)實施的復雜度。

05 結語

綜上所述，城市水務大數(shù)據(jù)平臺建設，是企業(yè)智慧化水平提升的重要標志之一。逐步落實水務大數(shù)據(jù)平臺建設，提升城市水務核心競爭力，須持續(xù)加快基礎設施建設步伐，完善標準規(guī)范、信息安全與管理運維等信息化支撐體系，建立績效評估體系，創(chuàng)造良好的大數(shù)據(jù)發(fā)展環(huán)境。推進水務企業(yè)大數(shù)據(jù)平臺建設是建設服務型水務企業(yè)、高效運轉的有力措施。

對水務企業(yè)大數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)資源進行有效整合，按照全局統(tǒng)一基礎架構平臺的指導思想，規(guī)范系統(tǒng)資源使用標準，在系統(tǒng)支撐平臺層提供更好的靈活性和擴展性，以滿足未來靈活、復雜、多變的集團化業(yè)務發(fā)展需要；建立“用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的管理機制，提升水務企業(yè)運營管理和服務能力；通過統(tǒng)一規(guī)則、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一平臺，實現(xiàn)信息共享、智能分析、輔助決策，推進水務企業(yè)的信息對稱、高效運行和精準管理，最終實現(xiàn)水務大數(shù)據(jù)“三全”目標。

基于云計算的水務大數(shù)據(jù)平臺是一項復雜的系統(tǒng)工程，建設過程中和建成后的運行維護對相關技術人員的各項素質(zhì)要求很高，因此需要建立一支技術過硬、反應迅速的技術保障團隊，加強對大數(shù)據(jù)平臺技術人員的培訓，以保證平臺建設工程的順利實施和建成后系統(tǒng)的安全可靠運行。