威派格工业互联网智慧水务建设思路

关于威派格工业互联网智慧水务建设思路的说明摘要：城市化的发展加剧水务行业老矛盾多元升级与新矛盾涌现，智慧水务成为传统水务转型的必然趋势。

然而建设中的数据孤岛、信息孤岛、业务孤岛等问题成为普遍存在且难以解决的“拦路虎”。

工业互联网以数据为核心要素，以平台为能力枢纽，打通从“生产前线”到“企业决策”的全链条，辅以水务企业实现持续竞争力与精细化管理能力的提升，实现水务从传统服务到智慧化转型升级。

本文基于工业互联网核心理念，提出智慧水务建设原则、整体架构与业务应用，对水务企业如何科学的进行智慧水务建设和可持续性发展提供思路和指导威派格智慧水务。

随着城市一体化的发展，城市用水压力不断增加，供水安全保障要求匹配智联基础设施，水资源短缺形势呼吁节水手段升级，供水系统精细化监管需全流程数字化贯通，人民对高品质饮用水需求日益高涨，当前“智慧水务”建设从概念阶段发展到先行者的探索阶段，面对水务行业以上矛盾仍难以应对。

工业互联网是企业数字化转型的核心生产要素，是全球第四次工业革命的核心驱动力。

将工业互联网核心技术与理念应用于传统水务行业，构建从源头到龙头全产业链的基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑资源泛在连接、弹性供给、高效配置的载体，可以促进各类资源要素优化和产业链协同，帮助水务行业创新研发模式、优化生产流程，带动大数据分析以更快速度、在更大范围、更深层次拓展[7]，实现全行业业务数字化、网络化、智能化。

一、工业互联网智慧水务是什么？工业互联网智慧水务是指运用工业互联网架构与应用理念，融合云计算、大数据、5G、AI等新一代信息通讯技术，以物联网络为基础，建设自主可控的水务感知体系；以平台为枢纽，支撑智慧水务数据弹性扩容与业务灵活集成；以安全为保障，实现“从源头到龙头”的生产、监控、调度、营收、客服、运营、运维等各个环节实时安全可控，全面提升水务管理的效率和效能，并可灵活应对可持续运维与运营、可持续赋能、可持续响应业务需求变化。

二、工业互联网智慧水务建设的必要性智慧水务具备智能感知、系统协同、智慧管理、服务优质等特征，可更好的实现城市供水系统安全、稳定、可靠运行，提高城市水系统应急安全水平和运行管理效率，是中国水务行业向智慧化的方向发展的必然趋势。

新时代下，智慧水务建设需要：（1）顶层规划，统筹建设；（2）全系统统一架构、灵活扩展、数据打通、安全可靠；（3）ICOT全技术栈能力；（4）统一标准，挖掘数据；（5）涵盖IT、水务、制造等多领域的复合型人才。

工业互联网的实施功能架构可实现层级之间打通、内外网融合，并最终演变为边缘层、平台层和应用层三层，同时端到端的安全体系贯穿三层架构。

在边缘层的网络互联方面，各种智能装备及第三方系统实现充分网络化，无线成为有线的重要补充，新型网关推动异构互联和协议转换，工厂与产品、外部信息系统与用户充分互联；平台层的数据智能方面，工业云平台成为三层架构的关键核心，实现工厂内外部数据的充分汇聚，支撑数据的存储、挖掘和分析，有效支撑工业信息控制系统和各种创新应用；在安全保障方面，各种安全机制与工业互联网各层深度融合，实现纵深防御、立体防护，通过多种安全措施保障网络互联和数据集成安全。

工业互联网是结构性的、蛙跳式、融合式的战略技术，它改变的是基础设施，而不是表面应用；它带来的是技术革命，而不是技术渐进。

尽管水务行业投资启用工业互联网的目的、场景与其他行业不尽相同，但是它们实施架构的逻辑和步骤是相似的，其试错成本和经验可以共享。

基于工业互联网的智慧水务建设，势必给水务行业带来颠覆性变革。

三、建设原则1、系统规划，分步实施依据水务企业与供水管理单位的智慧水务建设基础、目标需求与行业和技术趋势，综合制定智慧水务顶层设计，制定标准与规范，保障智慧水务建设在技术上统一标准、框架，在充分尊重现有的信息化资产的基础上实现系统打通，确保数据与信息的互联互通，促进资源的整合、公用、共享，以保障系统较长时期的先进性，避免僵尸系统建设与重复建设。

统筹安排建设任务，分阶段逐步落实，稳步推进各项建设内容既满足实际需求，提升业务和决策支撑能力，建立以应用需求为导向、信息技术应用服从水务事务和业务需求的科学发展模式，在保障系统可扩展性的基础上，确保系统尽快发挥效益。

2、业务牵引，技术驱动以满足实际需求，提升业务支撑能力为目的，建立水务信息化以业务需求为导向、信息技术应用服从于智慧水务建设需求的科学发展模式，在保障系统可扩展性的基础上，选择实用先进的信息技术，建立可配置、易扩充和能演化的系统，注重实用、好用、够用，确保系统尽快发挥效益。

以云计算、物联网、移动互联网、大数据为代表的新一代信息技术发展并逐渐成熟，正深刻影响我国信息化的各个领域。

这些技术的有机结合与深化应用，将使“感知无所不在，计算无所不能，网络无所不连，服务无所不可”，将在感应、传输和计算、业务应用和服务模式上，对水务工作产生变革性的深刻影响。

新一代信息技术正成为智慧水务发展的新引擎和新动力，以技术驱动智慧水务建设中业务模式的创新、业务流程的优化、用户习惯的培育、潜在应用的挖掘等方面的全面升级。

3、标准先行，资源共享以水务现代化规划为基准，在水务管理服务体系框架内，综合分析地区信息化发展要求和水务事业发展需求，特别是民生水利和水生态文明区域发展需求，协调不同业务领域的信息化建设，建设统一的建设标准，规范水务智慧化建设步骤与方式。

所有信息基础设施，包括采集、监控、通信网络、数据存贮、计算、安全和机房等软硬件设施，都应按资源共享的原则建设和应用；通过建设统一的数据中心、公共信息共享与交换平台，在行业内部最大程度地共享信息资源，对社会公众最大程度地开放公共信息，实现资源优化配置、信息互联互通、处理按需协同、政务公开透明，促进信息基础设施和应用系统效能最大化，避免重复建设。

4、注重运维，可持续赋能加强信息化建设项目的规范化过程管理与科学评估，明确各类信息基础设施及业务应用的合理生命周期，将工程所建系统的运行维护管理方案纳入工程设计内容，落实运行维护经费和维护组织方式，强化日常管理，保障水务信息系统建得成、用得好、可持续。

高度重视安全体系及安全系统的建设与运用。

各类水务信息化工程，必须将确保系统及信息安全放在需求的首位，严格遵守相关建设管理规定，并将安全需求作为工程设计的基本依据。

已经投入运行的系统，进行必要的安全等级要求和安全状况评估，建设有效的安全管理制度，确保系统长期安全运行。

四、工业互联网智慧水务基于工业互联网的平台架构与水务领域的建设需求，构建智慧水务平台架构如图2所示，由水厂、泵站、管网、二供、直饮水等物联终端构成感知体系，通过网络设备与边缘智能平台进行连接，由物联网接入、信息系统接入、手工录入、第三方数据源等多种方式将设备与数据接入公共平台，由数据中台与业务中台构成的中台系统进行数据流、业务流的打通，最终应用到各业务场景并集成展示，同时具备统一的安全方案及管理运维体系，保障智慧水务运行。

五、业务应用1、中枢应用建立中枢应用，包含数据接入系统、公共服务系统、GIS系统、数据中台系统、边缘智能管理系统、流程引擎系统、规则引擎系统等智慧水务应用场景下重复使用的模块，减少系统重复建设，打通数据孤岛，实现智慧水务系统从烟囱式建设向中台化建设的发展。

数据接入系统：是对不同数据来源完成数据采集、数据传输、数据处理、数据缓存到数据平台的过程。

作为基础平台，向下链接各个业务子系统，向上为数据中台提供标准化的数据支撑。

其主要包含针对硬件设备数据采集的物联网统一接入系统、针对各个软件应用系统数据汇聚的信息统一接入系统和对前两个系统覆盖不到需要手动补充的手工录入系统三个系统组成。

公共服务系统：通过建立各个系统多租户基础管理模式，实现所有系统的公共信息、数据字典、流程引擎、通信服务、日志服务、系统运维等基础数据和基础服务的统一管理，为所有业务系统之间业务闭环、系统集成、互联互通建立规范化、标准化、统一化的基础数据，从战略高度、源头规划系统共享的公共信息资源，保障系统高度扩展性、产品方案的灵活性提供高度共享基础数据管理。

GIS系统：实现空间数据与空间分析服务的资源共享，为各个业务应用提供广泛的GIS 服务。

GIS信息共享与服务需符合信息安全、信息保密的相关要求，共享服务需建立合理有效的用户权限管理与控制。

数据中台系统：集成供水系统的IOT数据及业务类数据，实现供水数据资产的统一管理，形成供水数据的全面监控与持续跟踪。

通过数据开发，使实时数据和离线数据能被稳定、高效地使用，并被统一监控和运维，从而完成数据到数据资产的转化。

基于数据服务，高效、便捷地将数据资产推向市场，实现数据的开放共享，推动数据资产服务化。

基于数据可视化实现拖拽式快速搭建可视化大屏，满足多样化数据展示需求，帮助水务企业提高生产效率，提升决策和服务能力，赋能供水决策调度管理。

边缘智能管理系统：通过接入的边缘节点，将云计算应用延伸到边缘，联动边缘和云端的数据，满足对边缘计算资源的远程管控、数据处理、分析决策、智能化的诉求，同时，在云端提供统一的设备/应用监控、日志采集等。

流程引擎系统：提供强大的自定义功能，支持水务企业复杂的工作流设置。

水务企业可对工作流的组成因素包括流程完成需要的阶段、每个阶段的负责人、流转条件，直至相对底层的表单和字段进行自定义，使得工作流的定义完全与供水管理单位的政策和实际运营相符合，而不必进行复杂的二次开发。

同时提供强大的维护功能，支持水务企业随时对现有流程的字段、审批节点、操作者进行调整，在不影响历史数据的前提下，快速响应组织与业务需求的变更。

规则引擎系统：是一种嵌入在应用程序中的组件，将应用程序中随着时间、空间动态易变的业务决策部分从应用程序代码中分离，使用预定义的语义模块编写业务决策。

由用户或开发者在需要时进行配置、管理，接受业务系统的数据输入，解释业务规则，并根据规则做出业务决策的引擎。

2、业务牵引，技术驱动建设业务层应用，涵盖智慧水务供水生产应用、供水经营应用与供水服务应用，覆盖从源头到龙头全流程供水环节，主要包括：生产应用：原水管理、水厂自动化应用（SCADA）、生产管理应用、水厂数字孪生应用、LIMS应用、泵站管理应用、二次供水管理应用、管网监测、全网综合调度、水力模型、供水管网管理应用、管网应急决策管理、设备管理应用、数字化视频监控等。

经营应用：外业工单管理应用、DMA应用、抢维修应用、管网养护应用、营销类工单应用、抄表应用、营业收费管理应用、大用户管理应用、报装管理应用、表务管理应用等。

服务应用：服务热线应用、网上营业厅、移动APP等。

3、标准先行，资源共享建立展示层应用，包括领导驾驶舱、一体化业务门户与大屏综合展示。