供水企業(yè)的數字化轉型正在進(jìn)行中，不少領(lǐng)先的供水企業(yè)正在通過(guò)數字技術(shù)、業(yè)務(wù)、組織的融合持續推動(dòng)數字化轉型，以期獲得降本增效，提升服務(wù)效率等等方面的突破。那么，供水企業(yè)數字化轉型的政策背景如何?在供水企業(yè)加速數字化轉型的過(guò)程中，各路資本紛紛下場(chǎng)，市場(chǎng)呈現了哪些競爭態(tài)勢?而作為熱門(mén)數字技術(shù)，AI在供水行業(yè)數字化轉型中又有哪些應用?改變了哪些業(yè)務(wù)?

　　ChatGPT掀起了全球范圍內的AI浪潮，文心一言、PaLM2、LLaMA2……等AI大模型緊隨其后，“百模大戰”將人工智能(AI)推向了舞臺中央。不可否認，隨著(zhù)算力、算法、數據的不斷進(jìn)步，AI時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。各行各業(yè)都正在被AI重新定義，水務(wù)行業(yè)也不例外。2023年發(fā)布的世界水資源開(kāi)發(fā)報告(WWDR)也強調了AI的重要性，可以說(shuō)，智慧水務(wù)迎來(lái)真正智慧化的機會(huì )。

　　供水企業(yè)的數字化轉型正在進(jìn)行中，不少領(lǐng)先的供水企業(yè)正在通過(guò)數字技術(shù)、業(yè)務(wù)、組織的融合持續推動(dòng)數字化轉型，以期獲得降本增效，提升服務(wù)效率等等方面的突破。那么，供水企業(yè)數字化轉型的政策背景如何?在供水企業(yè)加速數字化轉型的過(guò)程中，各路資本紛紛下場(chǎng)，市場(chǎng)呈現了哪些競爭態(tài)勢?而作為熱門(mén)數字技術(shù)，AI在供水行業(yè)數字化轉型中又有哪些應用?改變了哪些業(yè)務(wù)?

　　01

　　政策、相關(guān)標準引導數字化轉型

　　政策是推動(dòng)城鎮供水行業(yè)數字化轉型的關(guān)鍵因素之一。近年來(lái)，國家出臺了一系列政策以支持和促進(jìn)數字化轉型的發(fā)展。2023年2月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《數字中國建設整體布局規劃》明確指出，數字中國建設是數字時(shí)代推進(jìn)中國式現代化的重要引擎。

　　數字中國成為國家戰略，而數字中國的建設又涉及到不同政策延續和共建，例如智慧城市建設、數據要素流通市場(chǎng)構建，以及國企改革對數字化轉型的推動(dòng)、水務(wù)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的要求等等，分別從驅動(dòng)要素、應用領(lǐng)域、行業(yè)主體等方面出發(fā)，構建了城鎮供水行業(yè)數字化轉型的政策環(huán)境。

　　從主管單位來(lái)看，中央網(wǎng)絡(luò )安全和信息化委員會(huì )負責在宏觀(guān)管理層面統籌數字中國建設，國家發(fā)改委統籌推進(jìn)數字經(jīng)濟發(fā)展，工信部負責推動(dòng)數字經(jīng)濟基礎設施和數實(shí)融合建設，而各行業(yè)的數字化轉型依舊由原本主管單位推動(dòng)和管理，城鎮供水行業(yè)的數字化轉型仍由住建部主要負責。

　　整體而言，在數字中國、智慧城市、國企改革等等戰略的背景下，城鎮供水行業(yè)的數字化轉型對于實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展、智慧城市建設等目標至關(guān)重要，數據是其核心驅動(dòng)要素，而相關(guān)標準的成熟，也是引導轉型進(jìn)程的關(guān)鍵因素。

　　當前，供水行業(yè)數字化轉型及智慧水務(wù)相關(guān)標準以團標、地標為主，國標和行標體系尚未成型。有關(guān)協(xié)會(huì )或者企業(yè)的標準化探索率先開(kāi)始，但受到延續性和復雜性等多種因素的制約，難以建立標準體系，而行標和國標出臺需要考慮多方因素且周期漫長(cháng)，在此過(guò)程中，地標兼有統籌規劃和靈活先進(jìn)的特點(diǎn)，可能會(huì )在一段時(shí)間內得到較快發(fā)展，引領(lǐng)地方城鎮供水行業(yè)數字化轉型試點(diǎn)工作。相關(guān)的團標在近幾年也因受到政策鼓勵、能及時(shí)反應市場(chǎng)需求以及制定周期較短的特點(diǎn)，如雨后春筍般涌現。

　　從國家和行業(yè)層面來(lái)看，受到多種因素影響，尚未形成以智慧水務(wù)為主體的政策和標準體系，但相關(guān)的智慧城市和智慧水利領(lǐng)域已經(jīng)成熟，為智慧水務(wù)的發(fā)展提供了借鑒。國標和行標對行業(yè)的引領(lǐng)作用最高，但考慮到其制定周期、主管部門(mén)等因素，短期內相關(guān)國標、行標出臺較為困難。

　　從地標來(lái)看，總體而言，除北京外，成體系的地方智慧水務(wù)標準較少。在北京市水務(wù)局的智慧水務(wù)發(fā)展研究院主導下，北京智慧水務(wù)體系較為完善，智慧水務(wù)相關(guān)標準陸續出臺，而其他大多地標都是針對某一方向進(jìn)行單個(gè)或幾個(gè)標準制定，同時(shí)具有明顯地區差異。例如，北京之所以能夠建立標準體系，離不開(kāi)北京水務(wù)局統管水務(wù)水利這一背景，而很多城市并不具備這一條件。但地標符合供水行業(yè)屬地性的特征，尤其在短期內，可以替代國標和行標的部分引領(lǐng)作用。

　　從團標來(lái)看，水協(xié)制定了相對豐富的智慧水務(wù)標準體系制定計劃，其他協(xié)會(huì )多以自己或編寫(xiě)單位的方向為主，側重編制團標，同時(shí)具有明顯地緣性質(zhì)，多為單體式、一次性標準，尚未形成標準體系。從制定主體來(lái)看，團標短期內難以形成體系，但在前沿探索方面充當了先行者角色，在細分領(lǐng)域的標準化方面發(fā)揮著(zhù)重要作用。

　　02

　　250億元市場(chǎng)，項目呈現三個(gè)特點(diǎn)

　　在政策的支持下，伴隨AI等新技術(shù)的加速融合，智慧水務(wù)的市場(chǎng)正在呈現爆發(fā)式的增長(cháng)，E20供水研究中心綜合國內外多個(gè)行業(yè)機構測算方法認為，2023年我國智慧水務(wù)市場(chǎng)在250億元左右，到2025年將超過(guò)300億元，如果市場(chǎng)增速不減，2030年有望達到500億元。

　　巨大的市場(chǎng)空間，讓智慧水務(wù)市場(chǎng)成為水務(wù)行業(yè)下半場(chǎng)重要的細分領(lǐng)域，不少傳統水務(wù)企業(yè)也繼續深入布局智慧水務(wù)相關(guān)賽道，據行業(yè)媒體報道，從2020年11月到2023年7月，在全國范圍內水務(wù)企業(yè)成立的下屬智慧水務(wù)科技公司總數已經(jīng)從41家增長(cháng)到72家，增速遠超過(guò)往年份。

　　2023年，隨著(zhù)AI概念在水務(wù)行業(yè)科技風(fēng)暴的來(lái)臨，不少互聯(lián)網(wǎng)大廠(chǎng)、國企包括水務(wù)行業(yè)傳統供應商在此加碼布局，以人工智能為應用，在水務(wù)行業(yè)深入拓展。比如今年以推出“文心一言”大模型刷屏的百度。2020年，百度與泉州水務(wù)合作為突破口，正式進(jìn)入到水務(wù)行業(yè)，陸續打造了廣州白云區智慧水務(wù)+智慧水利平臺項目與小浪底數字空生工程知識平臺等代表性項目。2023年，隨著(zhù)文心一言的推出，百度在水務(wù)行業(yè)的拓展進(jìn)一步深入，面向水務(wù)行業(yè)提供一攬子人工智能解決方案的能力，如水務(wù)AI中臺、水務(wù)知識平臺與全自研提供能力。與此同時(shí)，百度智能云與E20環(huán)境平臺加強合作，成為百度人工智能進(jìn)入水務(wù)行業(yè)乃至環(huán)保行業(yè)的切入點(diǎn)，以百度智能云為水務(wù)行業(yè)提供數字化底座和智能調度引擎助推新階段水務(wù)高質(zhì)量發(fā)展。

　　市場(chǎng)需求的火熱，也催生出一批新興產(chǎn)業(yè)鏈，包括智能水表等智慧化硬件設備、軟件系統、整體解決方案等等，產(chǎn)品和技術(shù)具備多科學(xué)性和復雜性，根據E20供水研究中心對重點(diǎn)智慧水務(wù)相關(guān)企業(yè)參與的招投標項目進(jìn)行匯總分析，可以得出我國智慧水務(wù)市場(chǎng)的項目呈現著(zhù)三個(gè)特點(diǎn)：

　　一是系統平臺類(lèi)的軟件產(chǎn)品，相關(guān)供應商的項目數量占比最多，市場(chǎng)競爭激烈。從服務(wù)產(chǎn)品的類(lèi)型來(lái)看，系統平臺類(lèi)的軟件產(chǎn)品最多，占比超過(guò)50%，硬件設備其次，咨詢(xún)等其他類(lèi)型占比較小。乍一看，系統平臺建設是智慧水務(wù)涉及的主要項目，相關(guān)供應商發(fā)展前景較好，但其實(shí)同質(zhì)化競爭非常嚴重，亟需提升產(chǎn)品的核心競爭力沖出重圍、實(shí)現破局(更多供水行業(yè)數字化轉型市場(chǎng)詳盡分析，請見(jiàn)《城鎮供水企業(yè)數字化轉型專(zhuān)題報告》，該報告將在9月13日開(kāi)幕的2023供水高質(zhì)量發(fā)展論壇上發(fā)布)。

　　系統平臺建設具有可擴展性和適應性、持續軟件升級、低成本、有助于數據驅動(dòng)等優(yōu)勢，由此可以帶來(lái)更加廣闊的市場(chǎng)需求。然而也必須認識到硬件設備以及咨詢(xún)和配套服務(wù)的重要性，相比市場(chǎng)競爭激烈的系統平臺類(lèi)產(chǎn)品，這些支撐產(chǎn)品發(fā)展相對落后，一定程度上也制約著(zhù)系統平臺的價(jià)值釋放，只有產(chǎn)品有機結合發(fā)展，才能實(shí)現更有效和可持續的解決方案。

　　二是供應商發(fā)展隨項目需求增長(cháng)而提速，而在領(lǐng)先的省市中又存在差異。結合項目的分布空間，從供給端來(lái)看，供應商發(fā)展隨項目需求增長(cháng)而提速，而在領(lǐng)先的省市中又存在差異。例如，北京市場(chǎng)競爭優(yōu)勢明顯，但集中度不高，在不同細分領(lǐng)域有不同的優(yōu)勢供應商企業(yè)，而上海、浙江等地總體項目數略遜北京，但集中度較高，存在明顯的頭部企業(yè)。

　　三是產(chǎn)業(yè)形態(tài)在不斷變化。從需求側來(lái)看，供水企業(yè)需要明確自己的經(jīng)濟、社會(huì )、環(huán)境目標，理解數字化轉型數字驅動(dòng)和信息互聯(lián)的雙螺旋，打造新時(shí)代新供水的發(fā)展模式。持續進(jìn)行數字化轉型是供水企業(yè)的未來(lái)，行業(yè)也將基于此形成新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)。不同數字化階段和不同特點(diǎn)的水司遵循不同的數字化轉型路徑，也將釋放更加多樣化的市場(chǎng)需求。

　　03

　　AI助力供水行業(yè)業(yè)務(wù)數字化

　　在數字化轉型的政策背景和市場(chǎng)環(huán)境下，AI的應用加速了業(yè)務(wù)數字化的過(guò)程，并持續推動(dòng)從供水行業(yè)完成從“數字化”到“數智化”的升級。

　　AI在漏損檢測方面的應用

　　AI可以通過(guò)監測供水設備和系統的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現潛在的損壞設備，并采取相應的措施來(lái)保障用水服務(wù)。在許多發(fā)展中國家，最大的水量浪費來(lái)自管網(wǎng)漏損。AI賦能可以大幅減少管網(wǎng)漏損損失，國際水協(xié)和百度聯(lián)合發(fā)布的《人工智能賦能數字水務(wù)》中預測，僅檢漏可為全球的公用事業(yè)每年節省690億美元。

　　以一家為250萬(wàn)人提供服務(wù)的供水公司為例，他們想要檢查地下管網(wǎng)一個(gè)老舊段的狀況和水流。以往遇到這種情況，公司會(huì )召集一個(gè)團隊，派人工去檢查管道和水流。這將會(huì )涉及人員出現場(chǎng)，運輸特定設備，使用一個(gè)困難或危險的接入點(diǎn)，或者可能出現根本無(wú)法檢查管道的情況。然而現在，人工智能有望并正在改善這一過(guò)程，人工智能系統將不斷檢查進(jìn)出水的流量、評估管網(wǎng)的狀況、并為該供水公司提供整個(gè)供水系統的實(shí)時(shí)報告。

　　再例如，某小區通過(guò)人工智能平臺判漏定位，發(fā)現為DN300水管出現滲漏，現場(chǎng)挖掘后研判漏點(diǎn)至少為7噸/小時(shí)。經(jīng)數據驗證，該小區夜間小流量(MNF)為12.7噸/小時(shí)，維修后MNF下降至2.3噸/小時(shí)，實(shí)際每小時(shí)節水10.4噸，一天可節水249.6噸，一個(gè)月可節水7488噸。

　　AI在水質(zhì)監測和分析方面的應用

　　AI可以通過(guò)監測水質(zhì)數據并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，幫助識別潛在的水質(zhì)問(wèn)題，如污染物和細菌的存在。AI還可以預測水質(zhì)變化趨勢，提前采取措施保護水源和確保供水安全。

　　給排水管、水庫、河道等地方安裝智能設備，相當于創(chuàng )造了一個(gè)AI水務(wù)大腦，可以自動(dòng)采集各種水質(zhì)數據，智能識別各種垃圾物和違規行為，及時(shí)發(fā)現偷排漏排。改變了過(guò)去全靠水務(wù)人員一步一步的沿河巡視，無(wú)法實(shí)時(shí)發(fā)現異常問(wèn)題。

　　AI在供水調度中的作用

　　在傳統供水管理中，往往會(huì )出現供水高峰期時(shí)水廠(chǎng)供水能力不足，供水低峰期時(shí)水廠(chǎng)供水能力過(guò)剩的現象。這種供需不匹配導致高峰期水廠(chǎng)系統運行負荷壓力較大，居民生產(chǎn)生活受到影響，低峰期水廠(chǎng)能耗增加。AI可以通過(guò)分析大量的水資源數據，幫助決策者更好地了解水資源的供需情況，從而制定更有效的管理策略。人工智能還可以?xún)?yōu)化資源分配，提高供水效率，并減少浪費。

　　以舜禹水務(wù)與合肥供水合作的試點(diǎn)項目為例，通過(guò)三個(gè)算法模型給出了這個(gè)問(wèn)題的答案。用水量預測是整個(gè)系統的前提，算法以深度回歸模型為基本框架，考慮外部因素對用水量的影響，如氣溫、季節、節假日等，同時(shí)結合實(shí)時(shí)數據反饋，以達到對用水量的精準預測。變量關(guān)聯(lián)性計算是整個(gè)系統的基礎，這里主要是指建立動(dòng)態(tài)水力計算模型，用于針對不同的備選策略，計算供水管網(wǎng)相關(guān)變量的值。錯峰調度是整個(gè)系統的目標，它以數學(xué)規劃為框架，目標方程是管網(wǎng)壓力標準差或區域流量標準差，決策變量是各個(gè)泵房可調節電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)度，約束包括水廠(chǎng)最大輸出流量、揚程上下限、水箱液位上下限等。

　　AI在供水安全方面的應用

　　AI還可以通過(guò)識別異常行為和威脅，提供實(shí)時(shí)的安全警報和防護措施。

　　工作人員可在監控室內“一屏控全局”。無(wú)論是場(chǎng)地周?chē)惓Ｇ闆r，還是水域水情關(guān)鍵指標，如遇異常，會(huì )立即將預警信息發(fā)送到監控室大屏幕、工作人員手機App上。入侵檢測、電子圍欄等智能化應用，還能在發(fā)現違規行為時(shí)，第一時(shí)間自動(dòng)報警并進(jìn)行廣播喊話(huà)驅離。

　　AI在水體驗個(gè)性化方面的應用

　　AI可以通過(guò)分析用戶(hù)的偏好和行為數據，為用戶(hù)提供個(gè)性化的用水體驗，如定制化的水質(zhì)調節和溫度控制。AI還可以通過(guò)智能設備和傳感器，實(shí)現定制的水體驗，如自動(dòng)調節水流和浴缸溫度。

　　人工智能在提供卓越的用水體驗方面具有巨大的潛力。當前從現實(shí)世界到數字世界的映射正在構建，AI可以幫我們獲得以數字世界為原點(diǎn)的新的認知方式，打造數字原生的未來(lái)新供水。

　　AI時(shí)代為供水企業(yè)的數字化轉型帶來(lái)了充滿(mǎn)想象的發(fā)展空間，真正的智慧水務(wù)時(shí)代才剛剛到來(lái)。供水行業(yè)的數字化轉型現狀如何?面臨哪些挑戰?有哪些策略可能在供水企業(yè)數字化轉型的特定階段發(fā)揮重要作用?《城鎮供水數字化轉型專(zhuān)題報告》即將在9月13日開(kāi)幕的2023(第八屆)供水高質(zhì)量發(fā)展論壇上發(fā)布，深入剖析供水行業(yè)數字化轉型的本質(zhì)，刻畫(huà)當前供水行業(yè)數字化轉型的政策、市場(chǎng)環(huán)境以及供水企業(yè)數字化轉型進(jìn)展，并描繪城鎮供水企業(yè)數字化轉型的未來(lái)圖景和路線(xiàn)圖，敬請期待。