威派格之工业互联网智慧水务建设思路(上篇)

威派格之工业互联网智慧水务建设思路(上篇),第1张

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。

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、d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d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。

属于。智慧水务需要利用互联网、物联网等整合多方面的资源,建立起平台共享,涉及到了现代信息技术,属于电子政务。电子政务是指国家机关在政务活动中,全面应用现代信息技术、网络技术以及办公自动化技术等进行办公、管理和为社会提供公共服务的一种全新的管理模式。

物联网应用涉及国民经济和人类社会生活的方方面面,因此,“物联网”被称为是继计算机和互联网之 后的第三次信息技术革命。信息时代,物联网无处不在。由于物联网具有实时性和交互性的特点,因此 ,物联网的应用领域主要有如下。\x0d\ \x0d\1、城市管理\x0d\ \x0d\(1)智能交通(公路、桥梁、公交、停车场等)物联网技术可以自动检测并报告公路、桥梁的“健康状 况”,还可以避免过载的车辆经过桥梁,也能够根据光线强度对路灯进行自动开关控制。\x0d\ \x0d\ 在交通控制方面,可以通过检测设备,在道路拥堵或特殊情况时,系统自动调配红绿灯,并可以向车主 预告拥堵路段、推荐行驶最佳路线。\x0d\ \x0d\ 在公交方面,物联网技术构建的智能公交系统通过综合运用网络通信、GIS地理信息、GPs定位及电子控 制等手段,集智能运营调度、电子站牌发布、IC卡收费、ERP(快速公交系统)管理等于一体。通过该系 统可以详细掌握每辆公交车每天的运行状况。另外,在公交候车站台上通过定位系统可以准确显示下一 趟公交车需要等候的时间;还可以通过公交查询系统,查询最佳的公交换乘方案。\x0d\ \x0d\ 停车难的问题在现代城市中已经引发社会各界的热烈关注。通过应用物联网技术可以帮助人们更好地找 到车位。智能化的停车场通过采用超声波传感器、摄像感应、地感性传感器、太阳能供电等技术,第一 时间感应到车辆停入,然后立即反馈到公共停车智能管理平台,显示当前的停车位数量。同时将周边地 段的停车场信息整合在一起,作为市民的停车向导,这样能够大大缩短找车位的时间。\x0d\ \x0d\(2)智能建筑(绿色照明、安全检测等)\x0d\ \x0d\ 通过感应技术,建筑物内照明灯能自动调节光亮度,实现节能环保,建筑物的运作状况也能通过物联网 及时发送给管理者。同时,建筑物与GPs系统实时相连接,在电子地图上准确、及时反映出建筑物空间地 理位置、安全状况、人流量等信息。\x0d\ \x0d\(3)文物保护和数字博物馆\x0d\ \x0d\ 数字博物馆采用物联网技术,通过对文物保存环境的温度、湿度、光照、降尘和有害气体等进行长期监 测和控制,建立长期的藏品环境参数数据库,研究文物藏品与环境影响因素之间的关系,创造最佳的文 物保存环境,实现对文物蜕变损坏的有效控制。\x0d\ \x0d\(4)古迹、古树实时监测\x0d\ \x0d\ 通过物联网采集古迹、古树的年龄、气候、损毁等状态信息。及时作出数据分析和保护措施。\x0d\ \x0d\ 在古迹保护上实时监测能有选择地将有代表性的景点图像传递到互联网上,让景区对全世界做现场直播 ,达到扩大知名度和广泛吸引游客的目的。另外,还可以实时建立景区内部的电子导游系统。\x0d\ \x0d\(5)数字图书馆和数字档案馆\x0d\ \x0d\ 使用RFID设备的图书馆/档案馆,从文献的采访、分编、加工到流通、典藏和读者证卡,RFD标签和阅读 器已经完全取代了原有的条码、磁条等传统设备。将RFID技术与图书馆数字化系统相结合,实现架位标 识、文献定位导航、智能分拣等。\x0d\ \x0d\ 应用物联网技术的自助图书馆,借书和还书都是自助的。借书时只要把身份z或借书卡插进渎卡器 里,再把要借的书在扫描器上放一下就可以了。还书过程更简单,只要把书投进还书口,传送设备就自 动把书送到书库。同样通过扫描装置,工作人员也能迅速知遭书的类别和位置以进行分拣。\x0d\ \x0d\2、数字家庭\x0d\ \x0d\ 如果简单地将家庭里的消费电子产品连接起来,那么只是—个多功能遥控器控制所有终端,仅仅实现了 电视与电脑、手机的连接,这不是发展数字家庭产业的初衷。只有在连接家庭设备的同时,通过物联网 与外部的服务连接起来,才能真正实现服务与设备互动。有了物联网,就可以在办公室指挥家庭电器的 *** 作运行,在下班回家的途中,家里的饭菜已经煮熟,洗澡的热水已经烧好,个性化电视节目将会准点 播放;家庭设施能够自动报修;冰箱里的食物能够自动补货。\x0d\ \x0d\3、定位导航\x0d\ \x0d\ 物联网与卫星定位技术、GSM/GPRS/CDMA移动通讯技术、GIS地理信息系统相结合,能够在互联网和移 动通信网络覆盖范围内使用GPs技术,使用和维护成本大大降低,并能实现端到端的多向互动。\x0d\ \x0d\4、现代物流管理\x0d\ \x0d\ 通过在物流商品中植入传感芯片(节点),供应链上的购买、生产制造、包装/装卸、堆栈、运输、配 送/分销、出售、服务每—个环节都能无误地被感知和掌握。这些感知信息与后台的GIS/GPS数据库无 缝结合,成为强大的物流信息嘲络。\x0d\ \x0d\5、食品安全控制\x0d\ \x0d\ 食品安全是国计民生的重中之重。通过标签识别和物联网技术,可以随时随地对食品生产过程进行实时 监控,对食品质量进行联动跟踪,对食品安全事故进行有效预防,极大地提高食品安全的管理水平。\x0d\ \x0d\6、零售\x0d\ \x0d\ RFID取代零售业的传统条码系统(Barcode),使物品识别的穿透性(主要指穿透金属和液体)、远距离 以及商品的防盗和跟踪有了极大改进。\x0d\ \x0d\7、数字医疗\x0d\ \x0d\ 以RFID为代表的自动识别技术可以帮助医院实现对病人不问断地监控、会诊和共享医疗记录,以及对医 疗器械的追踪等。而物联网将这种服务扩展至全世界范围。RFID技术与医院信息系统(HIS)及药品物流系统的融合,是医疗信息化的必然趋势。\x0d\ \x0d\8、防入侵系统\x0d\ \x0d\ 通过成千上万个覆盖地面、栅栏和低空探测的传感节点,防止入侵者的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性 入侵。上海机场和上海世界博览会已成功采用了该技术。\x0d\ \x0d\ 据预测,到2035年前后。中国的物联网终端将达到数千亿个。随着物联网的应用普及,形成我国的物联 网标准规范和核心技术,成为业界发展的重要举措。解决好信息安全技术,是物联网发展面临的迫切问题。\x0d\根据我的预测未来物联网的市场潜力非常巨大,现在各大公司巨头也已经开始布局物联网市场了,所以掌握物联网核心技术是非常有益的!!

随着物联网技术发展不断进步、NB模块成本不断下降、云技术与大数据的发展不断推进,当下水务领域出现了各种远程抄表的“新物种”,物联网与云计算正在迅速改造传统水务行业。

中国电信成都分公司携手天翼物联产业联盟于6月8日在中国西部信息中心举办了“水·网·云”天翼物联智慧水务研讨会。此间,新都水务的智慧水务崭新尝试浮出水面。

此外,为了快速打造智慧水务运营服务新模式,进一步拓展水务产业链的合作,全面助力智慧水务的建设,由水司、中国电信和无锡聚为科技有限公司共同签订“互联网”+智慧水务云服务系统战略合作协议。

传统水务行业的头疼之处

虽然各种智慧抄表应用的硬件开始逐渐出现在家庭用户中,但其实当下的水务行业从业者并没有轻松很多,这又是什么原因呢?

因为当下水务系统的信息化程度普遍过低,一个水务公司往往有几十套系统,系统之间数据形成孤岛,连数据调用都十分困难更不用提“数据的二次利用”了。

无锡聚为科技有限公司副总经理常峰涛与昆山市自来水集团有限公司信息中心薛颖均表示,当下水务公司大多处于“粗放式”的管理模式,诸如管网监测等还依靠传统的模式。

薛颖说:“昆山自来水的信息化很大程度上是客户倒逼的成果,譬如微信、支付宝支付水费、譬如电子账单等功能。”

虎哥了解到,并不是水务公司不愿意做信息化更好为客户服务,而是出于以下多种原因,让水务公司难以进行信息化改造。

1

水务系统过于复杂

水务系统是个相当复杂的系统,从源头到端都可以包括在内,更不用提“智慧水务”了。建设部城市水资源中心所长、中国城镇供水排水协会秘书处副主任周长青先生表示:智慧水务是一个庞大的系统,系统内又可以分众多子系统。现在没有企业能够完全打造出“智慧水务”,只是针对某些细分领域在做,目前来看智慧水务没有龙头企业。

正是因为系统过于复杂,所以水务同样需要复合型人才。但是目前来看,县级水务公司很难留住一个IT人员,所以在运维管理方面水务公司的信息化程度也就相对较低。

2

信息平台并未打通

虽然很多水务公司都在进行信息化的建设,但是由于各个系统之间信息化建设时间不同、厂商不同、标准不同等问题。所以数据很难实现跨系统之间的调用分析,更不用提跨公司统一管理或者监控了。

华北水利水电大学、城市水务研究院侯煜堃博士介绍:“就拿一个很简单的例子‘管网漏损’监测来说,水务公司要监测到漏损,需要调用的有GIS数据、区域流量数据、营收数据、客服系统数据、巡检系统数据。但这些数据根本没办法实现统一分析,所以当下对于漏损情况,只能采取原始的‘换管,换表’等成本高、效率低的补救措施。”

3

投入成本高昂

如果选择靠谱的方案提供商,为水务公司建立整体的信息化系统的话,成本会有多少呢?常峰涛认为,单就软件平台的投入就需要300到500万左右,这还不算其他的硬件等方面的投入。

这对于水务公司来说,改造成本还是过于高昂,更不用提用户不到5万的县级水务公司了。

4

后期运维困难

即便是水务公司建立起自己的信息化系统,后期的运营保障谁来负责?水务公司核心业在“治水”而不是IT运维,更不懂大数据、云计算等技术。

更多的水务公司,往往是5-7人管理着30多套系统,还要负责公司的新风系统、机房系统等维护,本身已经焦头烂额,进行数据的精细化运营更是不现实。

5

行业缺乏标准

由于每个企业的技术不同、标准不同,带来的另一个问题就是“行业标准”的缺失。

周长青认为:“水务行业缺乏一个统领性权威性的标准,协会标准只要是协会都可以制定,但权威性显然就不如建设部。但现在来看协会关于水务的标准都相对缺失,都是每个企业自己在用自己的标准,长期来看不太适合行业发展。”

6

信息安全性保障差

水务公司记录着本地每户居民的“居住位置、身份信息、消费数据”等敏感信息,而当下水务系统对于数据安全性的保障方面。

一家自来水公司的信息中心主任郭建飞说:“现在想想还是很可怕的,我们用户的用水等30多万数据在服务器中,公司员工只要有权限就能下载。如果信息安全保障的不到位,那么问题无疑很严峻。”

SaaS平台解决水务公司信息化改造

为了快速打造智慧水务运营服务新模式,进一步拓展水务产业链的合作,全面助力智慧水务的建设,由水司、中国电信和无锡聚为科技有限公司共同签订“互联网”+智慧水务云服务系统战略合作协议,打造“水网云”的一站式智慧水务应用服务平台。

借用中国电信天翼云物联平台(无线网、NB网络、光纤网络),未来的中小水务公司可以实现像SaaS平台一样,通过购买服务的方式实现信息化改造。

也就是说,原本水务公司需要花费百万进行信息化改造,未来可以实现按年缴费(譬如每年10万)即可享受智慧水务方面的服务。

具有这些特点:网络接入形式多样、托管模式成本低、广泛适应多厂商设备多协议、安全保障级别高、无需运营维护……通过一站式的水务云服务,水务公司可以实现以较低的成本享受远程抄表、手机设备巡检,DMA漏水监测,水质在线监测等众多功能。

同时水务公司将不用担心维护问题,四川电信将为水务公司提供维护服务,而水务公司可以专注于核心业务为用户提供更优质的服务。

在研讨会上,虎哥了解到这套水务云服务系统最初是聚为想和BAT互联网巨头中的一家共同打造的,结果谈了半年并没有实践,最后发现电信才是最合适的选择。

“因为他们的服务没办法做到覆盖到每个乡镇,但是电信可以,电信能把服务覆盖到每个水务公司。”无锡聚为科技有限公司副总经理常峰涛说。当然除此之外,虎哥认为电信作为运营商,安全性的保障也是水务公司需要考虑的因素之一。

电信搭建智慧水务基础设施

在这背后,则是四川电信在网络建设、物联网搭建、产业推进等多个方面进行努力的结果。

物联网方面,作为首批7个NB-IoT试验省份,自2016年12月以来,中国电信四川公司重耕800MLTE网络,累计投入上亿元打造物联专网。2016年12月10日,成都800M专网率先开始实施,各市州也陆续进行网络改造。

2017年5月,中国电信率先建成全球覆盖最广的新一代商用物联网NB-IoT网络,全国NB-IoT基站总量33万,开通率达97%,其中四川基站总量24万,开通率达100%。具备低功耗、海量连接、深度覆盖等多项优点的NB-IoT物联网应用正全面走向市场。

借助NB-IoT网络的优质覆盖,中国电信四川公司积极布局全省物联网,聚焦智慧城市公共设施服务和行业垂直领域,重点在智能气表、智能水表、智能井盖、土壤检测、智能安防、水质监测、智能停车等领域成功开展多场NB-IoT外场试验。在智能抄表领域,我们在成都市新都区、天府新区,已经开展智能燃气、智能水务试点,现在数千台NB水表、燃气表已投入使用。

产业推动方面,2017年9月中国电信四川公司联合华为、中兴、四川长虹、四川九洲等10余家副理事长单位,并依托电子科大、西南交大的专业技术支持,共同成立具有四川特色的四川天翼物联产业联盟。

另外值得一提的是,为了推动四川物联网产业发展,四川电信打算在资金方面增加支持力度。中国电信四川公司政企客户部总经理杨斌介绍,天翼物联产业联盟打算成立基金,为川内从事物联网的企业提供资金支持,而目前针对四川的基金规模大致是10亿。

同时,中国电信四川公司和九洲集团、五粮液等公司成立物联网联合实验室,将物联网业务发展与本土企业的产业链相结合,构建产、学、研一体的物联网生态圈。帮助物联网企业在推广产品前进行场景化的试用,从而完成试错过程。

5G技术的发展,大数据、物联网、云计算等移动互联网新技术不断融入传统行业的各个环节,智慧水务作为互联网技术与水务管理相结合的先进模式,智慧水务正处于环保行业发展的黄金期。

智慧水务是通过数采仪、无线网络、水压表等在线检测身上实时感知供排水系统的运行状态,采用可视化系统的方式呈现整个运行流程。翰克环保致力于水务云平台,水务云平台负责人表示“技术发展是没有止境的,为人类的美好生活带来更多的创新、便利走在时代的行业的前沿是我们的目标”。环保行业的发展必将涉及人工智能和区块链,强强联手,发挥更大的优势,打造更新的“物联网热”。

翰克环保水务云管理平台

大数据、人工智能、区块链和云平台在当今世界不断的发展着,有很多优秀的人也体会到了这块区域散发出来的巨大的魅力。例如大数据,在这次的疫情下就发挥了重大的作用。对于人工智能,阿里巴巴创始人,马云曾说过:“人工智能是技术,但是人工智能又不是具体的一项或者几项技术,人工智能是我们认识外部世界、认识未来世界、认识人类自身,重新定义我们自己的一种思维方式,我们在重新定义自己未来的一种生活方式”。未来,我们还有B2B模式的智慧城市、智能制造、智能家居和智能硬件等等。

面对我国水资源的困境,推动智慧水务的建设是必经之路,众望所归,环保行业将迎来一个“大智慧”时代。

物联网的应用如下:

1、智慧物流

智慧物流是指在大数据、物联网、人工智能等信息技术支持下,实现运输、仓储、配送等物流各环节的系统感知、综合分析和处理。

目前物联网领域的应用主要体现在仓储、运输监控、快递终端三个方面。通过物联网技术实现对货物和运输车辆的监控,包括货物车辆的位置和状态、温湿度、油耗和货物的速度。物联网技术的使用,可以提高整个物流行业和运输效率的智能化水平。

2、智慧交通

智能交通是物联网的重要体现,它利用信息技术改善交通环境,将人、车、路紧密结合,保障交通安全,提高资源利用率。物联网技术的具体应用领域包括智能公交、自行车共享、车联网、充电桩监控、智能交通灯和智能停车。其中,车联网是近年来互联网公司和各大厂商争相进入的领域。

3、智能安全

这是一个很大的安全物联网应用市场,因为安全永远是人们的基本需求。传统安防非常耗费人力,严重依赖人员,而智能安防可以通过设备实现智能判断。目前智能安防的核心部分在于智能安防系统,将采集到的图像进行分析处理,并进行传输存储。

4、智慧能源与环境保护

智慧能源环保是智慧城市的一部分,其物联网应用主要集中在电、气、水、路灯等能源和公共设施,以及垃圾桶、井盖等环保设备。

比如智能井盖监测水位及其状态,智能垃圾桶自动感应,智能水电表实现远程抄表。将物联网技术,应用于传统电、水、光能设备的联网,通过监控,降低能耗,提高利用效率。

5、智能医疗

在智能医疗领域,必须以人为中心。物联网技术是数据采集的主要方式,可以有效帮助医院实现人和物的智能管理。对人的智能管理是指通过医疗可穿戴设备,传感器对人的生理状态(如心跳频率)进行监测,并将采集到的数据记录到电子健康档案中。

6、智能仓库

物联网一个很好的应用。它能准确地提供仓库管理各个环节数据的真实性,对于生产企业,可以根据这个数据合理的把控库存量,调整生产量。物联网中利用SNHGES系统的库位管理功能,可以准确提供货物库存位置,这就大大提高了仓库管理的效率。
7、智能家庭

物联网的出现让我们的日常生活更加的便捷。不远的将来一台手机,就可以 *** 作家里大多数的电器,查看它们的运行状态。寒冷的冬天,我们可以提前打开家里的空调,回到家就暖暖的。物联网还能准确的定位家庭成员的位置,你再也不用担心孩子跑得找不见人,省心省力。
8、智能农业

物联网在农业中的应用就更加的广泛。监测温湿度,监视土壤酸碱度,查看家禽的状态。在这些数据的支持下,农户就可以合理进行科学评估,安排施肥,灌溉。监测到的天气情况比如降水,风力等又为我们抗灾、减灾提供了依据。提高了产量,降低了减产风险。
9、智能电力

电力工程是一项重大的民生工程,对电网的安全检测是一项必修科目。以南方电网与中国移动通过M2M技术进行的合作为例,因为物联网的运用,使得自动化计量系统开始启动,使得故障评价处理时间得到一倍的缩减。


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