【智慧城市网 企业关注】城乡供水一体化建设是推进乡村振兴的基础工程，更是一项民生要事。河南省某县地处河南北部，原饮水水源为地下水，存在水质、水量、水压保障率低，运行成本高等问题。为破解上述难题，该县联合专业设计院启动城乡供水一体化项目，由设计院结合项目实际需求与行业技术趋势，率先提出 “智慧水务” 建设理念—— 通过数字化技术整合供水全流程资源，实现城乡供水 “同网、同质、同服务”，工程铺设输配水管网243.5公里，改造升级10个乡镇供水厂，供水规模6.5万m³/d，覆盖10个乡镇的城乡居民及产业用水需求。该工程具有水源配置多元化、供水范围广、计量收费运行成本高、制水技术要求高等特征，在此情形下，实施农村饮用水水源置换工程成为保障城乡居民饮水安全的关键举措。为切实满足工程建设阶段的水源置换、专业项目实施以及后续运营管理等全流程需求，亟需构建全过程智慧化管理体系。
01 项目难点
在推进智慧水务系统建设过程中，我们面临以下关键性挑战：
(1)数据孤岛现象严重，SCADA系统、GIS系统、营收系统等独立运行，数据标准不统一；
(2)管网漏损率高，部分区域达到25%以上，传统人工巡检效率低下；
(3)调度决策依赖经验，缺乏科学依据，难以实现精准调控；
(4)应急响应能力不足，爆管等突发事件处置平均需要4小时以上。
02 系统总体架构
为针对性解决上述建设难点，构建高效协同的智慧水务管理体系。系统采用分层架构设计，由感知层、通信层、数据层、应用层构成，逻辑结构如下：感知层部署电磁流量计、压力计等设备，采集水务数据；通信层以光纤为主、4G/Wifi/ 专网为辅，保障数据传输；数据层构建多源数据融合中心，含空间、实时、业务数据库，经 ETL 工具清洗转换，关联生成统一数据模型；应用层设综合智慧调度、设施全周期管理、公共服务平台，涵盖管网监测、水质监控等核心模块，通过多终端(调度大屏、运维 APP、乡镇小程序 )为不同角色提供服务，实现智慧水务管理。
03 功能模块设计
1. 智慧管网监测模块—— 破解 “管网漏损高、巡检低效” 难题
智慧管网是该县 “智慧水务” 体系的核心组成部分，通过在供水管网及关键节点部署智能传感设备，结合数据传输与分析技术，实现管网运行状态(压力、流量、漏损等)实时感知、异常自动预警、故障快速处置的智能化管理模式。构建全域覆盖的智能监测网络，在主干管网及关键节点部署智能传感设备，实现供水状态实时感知与异常预警。系统支持多级预警机制，针对压力骤降、流量异常等情况自动触发应急响应，同步生成调度建议与运维工单，提升管网运行安全性与故障处置效率。历史数据集成化管理支持全周期运行趋势分析，为管网规划与优化提供数据支撑。
2. GIS 管网可视化模块—— 打破 “数据孤岛”，实现协同管理
基于 GIS 平台打造 "供水一张图"，整合管网拓扑、监测设备、行政区划等多维信息，实现空间数据与业务数据的可视化关联。核心功能包括管网拓扑分析、爆管应急推演、施工影响评估等，辅助运维人员通过移动端实时查看周边管网信息，现场采集隐患数据并同步更新至中心数据库，推动 "以图管水" 的精细化管理模式。
3. 智能调度管理模块—— 解决 “调度依赖经验、缺乏科学依据” 问题
依托水力模型与自动化控制技术，实现供水系统的优化调度与精准调控。模块集成泵站变频控制、阀门远程调度及水力工况模拟功能，通过 "数据采集 - 模型计算 - 指令执行 - 结果反馈" 的闭环流程，动态平衡水压、流量需求，降低管网运行能耗。系统支持多场景调度预案预演，提升高峰用水时段的应急响应能力。
4. 全周期运维管理模块—— 提升 “应急响应能力”，缩短处置时间
建立设备全生命周期管理体系，涵盖台账管理、智能巡检、故障诊断及物资调配等功能。通过数字化巡检流程与工单闭环管理，实现运维任务的自动分配与进度追踪，结合设备状态预警与预防性维护策略，大幅缩短故障处理时间，提升运维效率与设备可靠性。
04 关键技术实现
1. 多源数据融合技术
创新应用 "边缘 - 中心" 协同处理架构，通过标准化协议转换与数据清洗，实现不同厂商设备数据的统一接入与融合管理。构建空间数据与业务数据的关联模型，支持 "地图 - 数据" 双向交互查询，为智能分析提供标准化数据基底。
2. 多元通信网络架构
采用 "核心光纤环网 + 边缘无线接入 + 应急通信备份" 的组网模式，根据城乡区域特性差异化部署通信链路。通过信号强度实时监测、数据缓存补传及压缩传输等技术，保障广域范围内的数据传输稳定性与效率。
3. 智能分析决策引擎
整合机器学习算法与业务规则引擎，构建水质预警、漏损检测、压力预测等智能模型，实现从数据采集到决策支持的自动化推演。预定义多维度调度规则，结合水力模型生成最优调控方案，为调度决策提供科学化、数字化支持。
05 结 语
该城乡供水工程信息化系统的建设，以问题为导向，通过“难点 - 模块 - 技术”的精准匹配，破解了传统供水管理的数据孤岛、漏损高、调度盲、响应慢四大痛点，构建起全链路数字化管控体系。系统通过分层架构设计与模块化开发，实现了从水源到用户的全流程感知、数据融合与智能决策，推动供水管理从 “经验驱动” 向 “数据驱动”转型。作为县域供水数字化转型的实践案例，其创新应用的多源数据融合、混合通信网络及智能分析技术，形成了可复制、可推广的建设范式，为同类城乡供水工程的信息化升级提供了切实参考。
未来，系统将进一步深化 AI 算法与业务场景的融合，探索管网漏损精准定位、用水需求智能预测等更高级应用，持续完善智慧供水体系，为水资源优化配置与城乡高质量发展提供更坚实的技术支撑。
