工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智慧水務(wù)發(fā)展白皮書 （供水篇）

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智慧水務(wù)發(fā)展白皮書

（供水篇）

前言

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為一種全新的工業(yè)生態(tài)、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和新型應(yīng)

用模式，通過人、機、物的全面互聯(lián)，實現(xiàn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全

價值鏈的全面連接，正在全球范圍內(nèi)顛覆傳統(tǒng)制造模式、生產(chǎn)組織

方式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級、加速新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展

壯大。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)水務(wù)的結(jié)合，將推動水務(wù)行業(yè)向信息化、

智慧化發(fā)展?！秶倚滦统擎?zhèn)化規(guī)劃（2014-2020年）》、《國家智慧

城市（區(qū)、鎮(zhèn)）試點指標體系（試行）》、國家八部委《關(guān)于促進智

慧城市健康發(fā)展的指導意見》等政策反復強調(diào)“實施從水源地到水

龍頭的全過程監(jiān)管”，“發(fā)展智能水務(wù)與智能管網(wǎng)，構(gòu)建覆蓋供水全

過程、保障供水質(zhì)量安全的智能供排水和污水處理系統(tǒng)，實現(xiàn)城市

地下空間、地下管網(wǎng)的信息化管理和運行監(jiān)控智能化”。

當前，水務(wù)行業(yè)正面臨著諸多問題和挑戰(zhàn)，也催生了不同的需

求。如解決供水安全問題，需要匹配智聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；緩解水資

源短缺問題，需要節(jié)水手段的全面升級；提升供水系統(tǒng)的精細化監(jiān)

管，需要全流程的數(shù)字化貫通。智慧水務(wù)的建設(shè)在一定程度上為應(yīng)

對水務(wù)行業(yè)的挑戰(zhàn)提供了新的思路。然而，智慧水務(wù)建設(shè)過程中信

息孤島、信息安全問題突出，供應(yīng)商供需結(jié)構(gòu)性沖突嚴重，城鄉(xiāng)供

水一體化、供排污一體化、水司集團化運營等新特征給智慧水務(wù)帶

來了新挑戰(zhàn)。因此，需結(jié)合新問題、新特征及國家戰(zhàn)略規(guī)劃，及時

調(diào)整智慧水務(wù)建設(shè)戰(zhàn)略，加快智慧水務(wù)建設(shè)步伐。

本白皮書基于智慧水務(wù)相關(guān)招投標數(shù)據(jù)對智慧水務(wù)的建設(shè)現(xiàn)

狀及發(fā)展趨勢進行分析，數(shù)據(jù)樣本涵蓋2017年以來政府招投標網(wǎng)

站的189項智慧水務(wù)相關(guān)的招投標項目，并從智慧水務(wù)頂層戰(zhàn)略、

技術(shù)產(chǎn)業(yè)布局、行業(yè)發(fā)展生態(tài)、標準規(guī)范制定的角度進行相關(guān)政策

的研究。研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段中國智慧水務(wù)建設(shè)還處于初級階段，尚

存在諸多問題，例如技術(shù)標準混亂、市場魚龍混雜、實踐效果不理

想等，整個行業(yè)發(fā)展處于探索階段。為此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟垂

直行業(yè)水務(wù)組聯(lián)合相關(guān)單位，于2020年1月啟動了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

智慧水務(wù)發(fā)展白皮書（供水篇）》（以下簡稱《白皮書》）編制，研究

分析了水務(wù)行業(yè)發(fā)展背景、新時代下智慧水務(wù)建設(shè)能力環(huán)境、工業(yè)

互聯(lián)網(wǎng)對智慧水務(wù)的賦能作用，提出了智慧水務(wù)的定義愿景、智慧

水務(wù)發(fā)展路徑與實施框架、智慧水務(wù)發(fā)展應(yīng)對建議，旨在引領(lǐng)智慧

水務(wù)快速發(fā)展。

后續(xù)還將對我國水務(wù)行業(yè)整體發(fā)展情況進行實地調(diào)研，并結(jié)合

行業(yè)發(fā)展的“新環(huán)境”、“新機遇”、“新特征”、“新挑戰(zhàn)”，聯(lián)合業(yè)界

專家開展深入、專題研究，將研究成果以白皮書等形式進行分享，

初步計劃推出《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智慧水務(wù)發(fā)展白皮書》系列、智慧水務(wù)

建設(shè)可持續(xù)發(fā)展指標體系、水務(wù)數(shù)據(jù)標準體系、智慧水務(wù)建設(shè)安全

保障標準體系等，從多個維度指導我國智慧水務(wù)建設(shè)與發(fā)展。希望

各位讀者能夠從本書中汲取經(jīng)驗、不斷探索，共同推進水務(wù)行業(yè)轉(zhuǎn)

型升級與創(chuàng)新發(fā)展！

組織單位：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

牽頭編寫單位：上海威派格智慧水務(wù)股份有限公司

參與編寫單位（排名不分先后）：中國信息通信研究院、深圳

市水務(wù)（集團）有限公司、福州市水務(wù)投資發(fā)展有限公司、常州通

用自來水有限公司、廈門水務(wù)集團有限公司、哈爾濱供水集團有限

責任公司、北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司、華為技術(shù)有限

公司、北京交通大學、北京雙湃智安科技有限公司、北京同余科技

有限公司、水聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)中心（北京）有限公司、中國移動通信

集團有限公司、浙江九州云信息科技有限公司。

編寫組主要成員：

上海威派格智慧水務(wù)股份有限公司：楊峰、丁凱、吳浴陽、徐

佐君、李美玲、榮詩怡、李思玉、孫建東、曹瑛、崔光亮、任克亮、

張皓程、朱正

中國信息通信研究院：沈彬、臧磊、蔣昕昊、李亞寧

杭州市水務(wù)集團有限公司：梁娟、湯霄、甘勝華

深圳市水務(wù)（集團）有限公司：林峰、郭頌明、童麒源

福州市水務(wù)投資發(fā)展有限公司：魏忠慶、段東濱

常州通用自來水有限公司：肖磊、周韌、侯帥華、王興雙

廈門水務(wù)集團有限公司：郭俊青

哈爾濱供水集團有限責任公司：楊光、于昆、楊月、柴文旭、

李奇峰

1.水務(wù)行業(yè)發(fā)展背景

1.1.“新環(huán)境”，外部要求與內(nèi)生需求雙輪驅(qū)動，智慧水務(wù)成為

必然趨勢

（1）戰(zhàn)略引領(lǐng)智慧水務(wù)發(fā)展

新型智慧城市建設(shè)對智慧水務(wù)提出明確要求。黨中央、國務(wù)院

立足我國城市發(fā)展實際，要求主動適應(yīng)和引領(lǐng)新常態(tài)、打造經(jīng)濟發(fā)

展新動能，開展新型智慧城市的建設(shè)。國務(wù)院2016年出臺的《國

家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014-2020年)》中明確，要發(fā)展智能水務(wù)與智能

管網(wǎng)，構(gòu)建覆蓋供水全過程、保障供水質(zhì)量安全的智能供水系統(tǒng)，

實現(xiàn)城市地下空間、地下管網(wǎng)的信息化管理和運行監(jiān)控智能化。

多部委提出智慧水務(wù)建設(shè)重點與考核指標。國家發(fā)改委、中央

網(wǎng)信辦、國家標準委在《新型智慧城市評價指標》中將智慧水務(wù)列

入智慧城市建設(shè)指標體系，并明確了“市政管網(wǎng)管線智能化監(jiān)測管

理率”的考核。水利部提出加強用水計量監(jiān)測，擴大感知范圍、構(gòu)建

數(shù)據(jù)匯集與服務(wù)平臺、提升感知智能水平，建設(shè)數(shù)據(jù)資源池、建設(shè)

應(yīng)用支撐平臺和智慧使能平臺，構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新的智能應(yīng)用體系等要

求。

各省（市）對智慧水務(wù)建設(shè)提出詳細建設(shè)路徑。大部分省市均

開展水務(wù)公用基礎(chǔ)設(shè)施的智能化水平提高工作，加快物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用部

署，在此基礎(chǔ)上，福建、湖北、江蘇等地提出智慧水務(wù)管理系統(tǒng)與

云平臺建設(shè)要求，以實現(xiàn)統(tǒng)一管理與智慧化應(yīng)用；湖南、貴州、天

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津等地明確規(guī)劃建立數(shù)據(jù)中心、進行數(shù)據(jù)治理；廣東、浙江、福建

等地提出加強農(nóng)村安全飲水工程的信息化建設(shè)投入，推進城鄉(xiāng)供水

一體化與基本公共服務(wù)均等化。

（2）發(fā)展矛盾刺激智慧化轉(zhuǎn)型

1）行業(yè)發(fā)展老矛盾要求多元升級

供水安全保障要求匹配智聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施。目前我國城市供水水源

水質(zhì)普遍較差，多數(shù)城市飲用水水源存在有機物污染，全國約有一

半城市市區(qū)的地下水污染嚴重。除此之外，運輸水的自來水管與二

次供水設(shè)施在使用過程中發(fā)生污染現(xiàn)象，缺乏監(jiān)管，危害供水安全。

根據(jù)世界權(quán)威組織的調(diào)查，在發(fā)展中國家，由于不衛(wèi)生的水而傳播

了80％的各種疾?。蝗澜缑磕曛辽儆?000萬人死于飲用不衛(wèi)生

的水。因此，水污染被稱為“世界第一殺手”。此外，水務(wù)行業(yè)信息

安全短板明顯，需加強行業(yè)監(jiān)管，水利部提出水利網(wǎng)信工作要點，

要求加快提升水利網(wǎng)信水平，為水務(wù)行業(yè)治理體系和治理能力現(xiàn)代

化提供強力驅(qū)動和有力支撐。

水資源短缺形勢呼吁節(jié)水手段升級。我國水資源狀況形勢嚴峻，

人均占有量不到世界平均水平的1/4，屬于中度缺水國家，全國600

多個城市中有400多個屬于缺水或嚴重缺水城市。我國極度缺水地

區(qū)大多屬于人口眾多的資源性缺水地區(qū)，近十年來國家通過“南水

北調(diào)”等水利工程的建設(shè)來解決此類缺水問題，然而城市供水設(shè)施

和管理水平的落后帶來的管理性缺水加劇了水資源匱乏的嚴峻形

—2—

勢。習近平總書記談“南水北調(diào)”工程時提出，“不能一邊加大調(diào)水、

一邊隨意浪費水”。城市供水設(shè)施和管理水平的落后帶來的城市水

資源分配不均問題急需有效的解決辦法，亟需升級節(jié)水手段，減少

水資源浪費。

供水系統(tǒng)精細化監(jiān)管需全流程數(shù)字化貫通。中國還有很多城市

依然在使用舊式工程的管理機制，導致城市水系統(tǒng)存在管理水平低

下，設(shè)施實時狀態(tài)不透明、供水時間應(yīng)對方案不科學、數(shù)據(jù)存儲不

規(guī)范、后續(xù)改進措施實施不到位、各部門條塊分割、各系統(tǒng)數(shù)據(jù)標

準不統(tǒng)一等問題。同時，我國供水管網(wǎng)設(shè)施和管理系統(tǒng)落后，供水

管網(wǎng)產(chǎn)銷差率大約在27%左右，中小城鎮(zhèn)更高達35%-42%，遠遠

高于發(fā)達國家供水管網(wǎng)產(chǎn)銷差率平均值8%。面對海量水系統(tǒng)數(shù)據(jù)

與漏損控制要求，需要利用科學管理的手段改變水系統(tǒng)管理方式，

節(jié)約資源、提高管理水平，以更精細和動態(tài)的方式管理供水水務(wù)系

統(tǒng)的整個生產(chǎn)、管理和服務(wù)流程。

2）企業(yè)發(fā)展亟需技術(shù)與業(yè)務(wù)重構(gòu)

隨著需求的變化和技術(shù)的發(fā)展，水務(wù)管理的思路不斷創(chuàng)新，供

水企業(yè)的發(fā)展面臨著各種機遇和挑戰(zhàn)，必須要不斷創(chuàng)新管理模式，

以適應(yīng)企業(yè)處理日益復雜的供水運營與管理需求。

a.企業(yè)管理需求

就目前的水務(wù)運營企業(yè)而言，其管理處于相對傳統(tǒng)的階段，特

別是現(xiàn)代化管理的戰(zhàn)略策略、方式方法都沒有較全面的認識；此外，

—3—

就集團型企業(yè)而言，要管理的項目公司數(shù)量逐年增多，這些項目公

司在地理位置上分布在全國各地，企業(yè)需要對所轄的項目公司實現(xiàn)

集團化的實時遠程運營管理。如果僅僅依靠有限的人力、物力資源，

對運營企業(yè)的生產(chǎn)狀況進行動態(tài)和全方位的監(jiān)控，非常困難。

因此必須充分運用現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展成果，不斷掌握最新科學

技術(shù)手段，借助于高速發(fā)展的計算機、網(wǎng)絡(luò)及通訊技術(shù)建設(shè)水務(wù)運

營監(jiān)控管理系統(tǒng)，全面提升各項目公司的運營績效管理與監(jiān)管水平。

b.成本降低需求

從目前國內(nèi)水務(wù)環(huán)保行業(yè)的發(fā)展形勢看，隨著市政公用設(shè)施特

許經(jīng)營等政策的實行，傳統(tǒng)模式下的水務(wù)企業(yè)正在向產(chǎn)業(yè)化的方向

發(fā)展，并呈現(xiàn)出多方競爭的發(fā)展態(tài)勢，而這種競爭格局將導致各競

爭主體為提升自身競爭優(yōu)勢而不斷提升運營管理水平。同時，由于

水務(wù)環(huán)保行業(yè)投入大、回報周期長、利潤水平不高的特殊性，供水

企業(yè)一直采用的都是靠政府補貼的微利（甚至虧本）運營模式。所

以節(jié)能降耗、降低運營成本一直是各水務(wù)企業(yè)關(guān)心的頭等大事。

因此，需要借助現(xiàn)代科學技術(shù)，通過對海量數(shù)據(jù)的分析建立成

本分析模型，找出企業(yè)成本構(gòu)成因素，建立數(shù)據(jù)驅(qū)動式?jīng)Q策支持系

統(tǒng)，輔助企業(yè)決策、優(yōu)化業(yè)務(wù)，提升運營效率，優(yōu)化企業(yè)管理，降

低企業(yè)運營成本。

c.服務(wù)品質(zhì)提升需求

生活水平的提高促使用戶對于飲水安全與水質(zhì)的要求越來越

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高，供水安全、水質(zhì)與服務(wù)成為全社會關(guān)注的重點。不斷提升供水

綜合服務(wù)水平，是供水企業(yè)追求進一步發(fā)展與提升的根本落腳點。

智慧水務(wù)建設(shè)在幫助傳統(tǒng)水務(wù)企業(yè)安全供水的同時，通過水質(zhì)

在線監(jiān)測、泵站安防等信息化手段，實現(xiàn)水質(zhì)的全面保障。同時，

向“以客戶為中心”的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，特別是營銷、客戶服務(wù)等企業(yè)的前

臺運營環(huán)節(jié)，比如，通過對營銷、客服系統(tǒng)的用戶數(shù)據(jù)進行挖掘、

分析，了解用戶的投訴、交費情況，建立客戶信用級別檔案，實施

特定的客戶回訪、跟蹤服務(wù)，提高客戶的滿意度和服務(wù)品質(zhì)。

1.2.“新機遇”，技術(shù)與資金逐步到位，智慧水務(wù)新藍海版圖初

現(xiàn)

（1）新技術(shù)融合應(yīng)用創(chuàng)新智慧水務(wù)發(fā)展動能

國家推進新一代信息技術(shù)與水務(wù)融合發(fā)展。近年來，國務(wù)院提

出《關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》、《關(guān)于加快推進“互

聯(lián)網(wǎng)+政務(wù)服務(wù)”工作的指導意見》、《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”

發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導意見》等政策文件，要求互聯(lián)網(wǎng)與經(jīng)濟社會

各領(lǐng)域的融合發(fā)展進一步深化，充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在促進產(chǎn)業(yè)升級以

及信息化和工業(yè)化深度融合中的平臺作用，推進水環(huán)境質(zhì)量信息公

開，通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)面向公眾的在線查詢和定制推送。將互聯(lián)網(wǎng)、

物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)在水務(wù)行業(yè)進行創(chuàng)新應(yīng)用，提升水

務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施智能化水平，實行精細化運行管理。

各部委借力新技術(shù)培育水務(wù)領(lǐng)域發(fā)展動能。工信部印發(fā)物聯(lián)網(wǎng)、

—5—

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能、區(qū)塊鏈、增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實等新一代

信息技術(shù)發(fā)展推進文件，推動新一代信息技術(shù)在更廣范圍、更深程

度、更高水平上融合創(chuàng)新，培植壯大經(jīng)濟發(fā)展新動能，支撐實現(xiàn)高

質(zhì)量發(fā)展。以NB-IoT技術(shù)為例，要求推廣NB-IoT在公共服務(wù)領(lǐng)

域的應(yīng)用，到2020年，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全國普遍覆蓋，面向室內(nèi)、

地下管網(wǎng)等應(yīng)用場景實現(xiàn)深度覆蓋。以水表智能計量、環(huán)保監(jiān)測等

領(lǐng)域為切入點，加快發(fā)展NB-IoT在城市公共服務(wù)和公共管理中的

應(yīng)用，助力公共服務(wù)能力不斷提升。

各?。ㄊ校┨岢鲂录夹g(shù)行動計劃助力智慧水務(wù)。為響應(yīng)國家、

部委推進技術(shù)產(chǎn)業(yè)布局，促進新一代信息技術(shù)融合發(fā)展的要求，各

地就工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、BIM等新技術(shù)的應(yīng)用與

發(fā)展提出行動計劃，從研發(fā)、投資、生產(chǎn)、消費全產(chǎn)業(yè)價值鏈，助

力智慧水務(wù)發(fā)展：

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”

發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導意見》，遼寧、內(nèi)蒙古、山東、陜西、云南等

地紛紛出臺相關(guān)政策，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展。開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

應(yīng)用試點示范，建設(shè)跨行業(yè)、跨領(lǐng)域以及特定行業(yè)、特定領(lǐng)域的工

業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。與大專院校、科研院所、環(huán)保企業(yè)聯(lián)合開展產(chǎn)學研

創(chuàng)新技術(shù)戰(zhàn)略合作，建立智慧水務(wù)創(chuàng)新聯(lián)盟。

5G：廣西、貴州、山西等地為貫徹落實中共中央、國務(wù)院

關(guān)于加快5G發(fā)展的總體要求，加快推進5G新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，

—6—

深化5G場景融合應(yīng)用，推進城市公共設(shè)施部件管理智慧化，在地

下管網(wǎng)、水電氣抄表等領(lǐng)域，推廣應(yīng)用5G低功耗物聯(lián)網(wǎng)、智能傳

感器等技術(shù)。

大數(shù)據(jù)：重慶、福建、廣東、內(nèi)蒙古、山西等地制定《大

數(shù)據(jù)發(fā)展總體規(guī)劃》，推進大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，開展城鎮(zhèn)供水安

全保障技術(shù)研究，重點開展城鎮(zhèn)安全供水預警和監(jiān)測技術(shù)、供水管

道和地下水管智能檢漏技術(shù)、“智慧水務(wù)”管理系統(tǒng)研究。

人工智能：2020年，湖北省人民政府提出《湖北省新一代

人工智能發(fā)展總體規(guī)劃（2020—2030年）》，要求利用新一代人工智

能技術(shù)，創(chuàng)新智能服務(wù)體系，創(chuàng)新城市管理，搭建城市管理平臺，

完善涵蓋大氣、水、危廢等領(lǐng)域的智能環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)平臺。

BIM：上海市水務(wù)局發(fā)布《上海市水務(wù)局關(guān)于推進建筑信

息模型技術(shù)水務(wù)應(yīng)用三年行動計劃（2017-2019年）》，圍繞服務(wù)上

海水利、供水和排水三大領(lǐng)域“全生命周期應(yīng)用”目標，構(gòu)建BIM技

術(shù)水務(wù)應(yīng)用信息共享平臺，打造一批BIM技術(shù)水務(wù)應(yīng)用的標桿，

基本形成BIM技術(shù)水務(wù)應(yīng)用管理體系框架，提升水務(wù)工程現(xiàn)代化

的管理水平。

分區(qū)計量：2018年，遼寧省住建廳發(fā)布《關(guān)于做好供水管

網(wǎng)分區(qū)計量試點工作的通知》，積極推進供水管網(wǎng)分區(qū)計量試點工

作，建立管網(wǎng)漏損管控體系，實現(xiàn)供水管網(wǎng)精準控漏，降低城鎮(zhèn)供

水管網(wǎng)漏損，提升供水管理水平，保障供水安全。

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北斗：河北、北京等地先后提出相關(guān)政策，重點利用北斗

實時快速的精準時間和空間位置獲取技術(shù)，依托建設(shè)基于北斗的市

政物聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)市政管線(水、電、氣、熱等)基礎(chǔ)信息獲取、

動態(tài)更新，以及在智能巡檢、作業(yè)管理、設(shè)施普查等環(huán)節(jié)的全面應(yīng)

用，全面提升市政管網(wǎng)全生命周期管理、風險管控水平和防災(zāi)減災(zāi)

能力。

VR\AR：江西、河南等省陸續(xù)出臺相關(guān)政策，拓寬VR\AR

產(chǎn)業(yè)的內(nèi)涵和外延，推進基于5G的VR/AR在工業(yè)智能制造、智

能管網(wǎng)、健康醫(yī)療、游戲娛樂、旅游體驗、文化傳播等領(lǐng)域應(yīng)用，

積極發(fā)展相關(guān)領(lǐng)域的可穿戴設(shè)備、智能硬件產(chǎn)品，提升制造領(lǐng)域相

關(guān)行業(yè)的現(xiàn)代化水平。

數(shù)字孿生：國家《關(guān)于推進“上云用數(shù)賦智”行動培育新經(jīng)

濟發(fā)展實施方案》，將數(shù)字孿生提到了與大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等

并列的高度。雄安新區(qū)、上海臨港新片區(qū)、南京江北新區(qū)、北京海

淀區(qū)、舟山市、西咸新區(qū)、重慶市、長三角一體化示范區(qū)等地紛紛

提出了地方性數(shù)字孿生城市的建設(shè)要求和實施方案，推動數(shù)字孿生

技術(shù)在水網(wǎng)、市政基礎(chǔ)設(shè)施、社會公共事業(yè)等方面的應(yīng)用，加快提

出水務(wù)行業(yè)的數(shù)字孿生解決方案。

（2）新基建與城鄉(xiāng)供水一體化等發(fā)展要求帶來大量資金支持

結(jié)合新基建發(fā)展要求，廣東、吉林、云南等地提出新型基礎(chǔ)設(shè)

施建設(shè)實施方案，構(gòu)建智能基礎(chǔ)設(shè)施體系，高效升級智慧市政基礎(chǔ)

—8—

設(shè)施。福建、黑龍江、遼寧等地堅決打好飲用水水源地保護攻堅戰(zhàn)，

提升城鎮(zhèn)供水水質(zhì)保障，提出水源地保護與供水安全保障實施方案。

其中，黑龍江省累計投資123億，全面提升全省城鎮(zhèn)供水水質(zhì)。

安徽省蒙城縣、潛山市為推動城鄉(xiāng)供水一體化工程，先后提出

可行性研究報告，涉及投資額達5500萬；浙江省也積極推進城鄉(xiāng)

供水，建設(shè)清潔供水數(shù)字化管理系統(tǒng)。同時，安徽、福建、天津等

地，投入上億資金，全面鞏固提升農(nóng)村供水保障水平，確保農(nóng)村居

民喝上安全、健康的飲用水。

在這種大背景下，從2017-2020年智慧水務(wù)非PPP項目金額變

化情況（如圖1.1）中可以看出，各地區(qū)投資總額差異大，其中廣

東省投資額遠超其他省份，項目投資金額高達2.7億元，主要是由

于廣東省作為試點項目地區(qū)，率先開展智慧水務(wù)建設(shè)。廣東省的成

功經(jīng)驗為全國樹立了成功樣板，新的水務(wù)模式也會激勵更多信息技

術(shù)企業(yè)投身智慧水務(wù)領(lǐng)域，同時廣東省通過平臺+生態(tài)的模式可以

不斷提高水務(wù)治理新技術(shù)的孵化和突破能力。

圖1.12017-2020年各省（市）智慧水務(wù)非PPP項目金額變化情況

—9—

（3）優(yōu)化營商環(huán)境創(chuàng)造智慧水務(wù)良性發(fā)展生態(tài)

為貫徹落實國家政策、方針，加大城市基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域補短板力

度，住建部提出《關(guān)于做好城市市政基礎(chǔ)設(shè)施補短板項目儲備的通

知》，以完善老舊小區(qū)配套設(shè)施為切入點，通過實施供水改造提升

項目，重點解決居民的用水問題，對市政基礎(chǔ)設(shè)施補短板項目提出

具體實施意見。

全國各地政府單位依據(jù)國家與部委要求，結(jié)合自身實際，提出

智慧水務(wù)相關(guān)的建設(shè)實施方案，營造良性發(fā)展生態(tài)。北京、福建、

廣東、海南、河北、江蘇、內(nèi)蒙古、山東、上海、浙江等地對智慧

水務(wù)建設(shè)提出實施方案，對全省各單位、各市縣、各部門的工作分

工和目標提出明確要求。其中，江蘇南京規(guī)劃《南京市智慧水務(wù)建

設(shè)項目（2020-2021年度）》，總計投資7000多萬。

一方面，隨著5G技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算及移動互聯(lián)

網(wǎng)等新技術(shù)不斷融入傳統(tǒng)行業(yè)的各個環(huán)節(jié)，全國各地的水務(wù)領(lǐng)域正

加速推進“5G+智慧水務(wù)”等項目進程，充分激發(fā)了行業(yè)活力；另一

方面，隨著我國城市供水量的逐年增長、供水管網(wǎng)布局的日益復雜、

水資源污染問題逐漸加劇，水務(wù)信息化建設(shè)亟需提升。以上兩方面

的建設(shè)為智慧水務(wù)市場帶來大量的資金投入，2017-2020年在智慧

水務(wù)項目中（如圖1.2所示），廣東省2019年智慧水務(wù)非PPP項目

金額高達8個億。而投資金額多、經(jīng)濟效率高的PPP項目方式優(yōu)勢

顯著，占據(jù)智慧水務(wù)大半市場，僅江蘇2019年的智慧水務(wù)PPP項

—10—

目金額就高達36個億，約為全年智慧水務(wù)項目的47%。

圖1.22017-2020年各?。ㄊ校┲腔鬯畡?wù)項目金額變化趨勢

1.3.“新特征”，高質(zhì)量發(fā)展勢頭強勁，“系統(tǒng)建設(shè)”向“全鏈智慧”

跨越

1.3.1.各地供水管理單位建設(shè)熱情高漲

隨著水體綜合整治、生態(tài)環(huán)境修復與管理、智慧城市、智慧校

園等大型項目逐漸融入智慧水務(wù)元素，全國智慧水務(wù)建設(shè)項目個數(shù)

逐年上升，各地智慧水務(wù)建設(shè)熱情高漲。對中國政府采購網(wǎng)、中國

政府購買服務(wù)信息平臺上的智慧水務(wù)中標項目分析發(fā)現(xiàn)（如圖1.3

所示），全國各?。ㄊ校┲腔鬯畡?wù)相關(guān)項目個數(shù)及建設(shè)金額逐年上

升，2020年建設(shè)項目數(shù)量是2017年同期的6.1倍，智慧水務(wù)建設(shè)

進入高速發(fā)展期。2017年僅有9個?。ㄊ校┙ㄔO(shè)智慧水務(wù)，而到了

2020年，數(shù)量增長至25個?。ㄊ校?，四年間增幅高達177%。與此

同時，單一?。ㄊ校┲腔鬯畡?wù)項目建設(shè)個數(shù)逐年上升，2020年時，

山東、浙江兩個省建設(shè)項目個數(shù)均超過10個。

—11—

（a）全國智慧水務(wù)項目中標情況（b）各?。ㄊ校┲腔鬯畡?wù)項目中標情況）

圖1.32017-2020全國智慧水務(wù)項目個數(shù)與金額變化情況

從區(qū)域競爭來看，我國智慧水務(wù)相關(guān)業(yè)務(wù)的地域性特點較為突

出，行業(yè)相關(guān)企業(yè)主要分布在華南地區(qū)以及華東地區(qū)，占比約67%，

市場分布表現(xiàn)出較強的區(qū)域性特征。近四年來（如圖1.4所示），東

部地區(qū)率先開展智慧水務(wù)建設(shè)，項目總數(shù)及項目總額均處于全國前

列，廣東、浙江的智慧水務(wù)建設(shè)始終處于全國領(lǐng)先水平。

（a）全國智慧水務(wù)建設(shè)項目個數(shù)分布（b）全國智慧水務(wù)建設(shè)項目金額分布

情況情況

（c）全國智慧水務(wù)年建設(shè)項目個數(shù)變化情況

圖1.42017-2020年全國智慧水務(wù)項目中標地區(qū)分析

—12—

全國智慧水務(wù)招標主體主要為市級單位（如圖1.5所示），市級

項目個數(shù)遠超縣級項目，占主導地位。智慧水務(wù)項目的招標主體存

在逐漸下沉的情況，福建、廣東、湖南等16個?。ㄊ校┐嬖诳h級

單位直接進行智慧水務(wù)相關(guān)項目招標的情況。就處于全國智慧水務(wù)

建設(shè)前列的廣東和江蘇而言，其市級項目個數(shù)占比均更高；而從金

額上看，江蘇省縣級項目的建設(shè)金額高于市級，是因為其縣級項目

涉及農(nóng)飲水工程等PPP項目。

（a）全國智慧水務(wù)項目招標方情況（b）各?。ㄊ校┲腔鬯畡?wù)項目招標方情況

圖1.52017-2020年全國智慧水務(wù)項目招標方情況

1.3.2.智慧水務(wù)建設(shè)內(nèi)容發(fā)生巨大變化

無論是水務(wù)企業(yè)信息化建設(shè)還是“智慧水務(wù)”建設(shè)，其核心目的

都是提高水務(wù)企業(yè)的生產(chǎn)效率與管理效率，幫助管理者更好地實現(xiàn)

精細化管理，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)、更便捷的服務(wù)，“智慧水務(wù)”是水

務(wù)管理環(huán)節(jié)的一項重要技術(shù)手段，其建設(shè)內(nèi)容與功能模塊須符合水

務(wù)企業(yè)現(xiàn)狀，從解決當前存在的問題與經(jīng)營管理目標出發(fā)。

（1）建設(shè)基礎(chǔ)：智能互聯(lián)硬件設(shè)施逐漸成為智慧水務(wù)建設(shè)的

關(guān)鍵

—13—

對32個省市的政府采購網(wǎng)上2017年至2020年智慧水務(wù)的招

投標項目（共189個項目）為樣本進行智慧水務(wù)建設(shè)特征分析（如

圖1.6）發(fā)現(xiàn)，硬件基礎(chǔ)設(shè)施類項目占比最高，這是由于以物聯(lián)網(wǎng)

技術(shù)為核心的物聯(lián)感知層是智慧水務(wù)建設(shè)的基礎(chǔ)，通過在線儀表、

RFID及各類傳感器等終端設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)從水源地到水

龍頭，從水龍頭到排污口的全流程運營、管理、監(jiān)控和分析的基本

要求。在智慧水務(wù)相關(guān)的水表類采購項目中，2019年出現(xiàn)NB-IOT

物聯(lián)網(wǎng)水表采購項目，并且項目數(shù)量遠超其他水表。由此可知，隨

著智慧水務(wù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的水表逐漸退出市場，取而代之的將會是

更加智能的物聯(lián)網(wǎng)水表，智能化硬件設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用逐漸成為水

司服務(wù)商的核心競爭點。

圖1.62017-2020年智慧水務(wù)項目建設(shè)內(nèi)容占比（%）

（2）建設(shè)內(nèi)容：從應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)到綜合性智慧化管理與服務(wù)

平臺

當前智慧水務(wù)項目更傾向于建設(shè)綜合性平臺，致力于解決水司

的無紙化辦公、提高辦事效率，針對已經(jīng)建立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，通過對

—14—

功能模塊的完善來提升系統(tǒng)實用性和可操作性，滿足管理單位實現(xiàn)

精細化管理的需求。對智慧水務(wù)項目建設(shè)內(nèi)容分析發(fā)現(xiàn)（如圖1.7

所示），在2017-2020年建立的智慧水務(wù)項目主要分為六大類，分

別是硬件、軟件、工程、服務(wù)、硬件+軟件、硬件+工程。其中，軟

件類項目個數(shù)逐年增多，占了所有項目的80%以上，2020年時突

破了50個，這反映出水司及用水單位對系統(tǒng)運營管理的需求最高，

越來越多的水司借助互聯(lián)網(wǎng)手段實現(xiàn)了從水源到水龍頭的全程實

時監(jiān)管，并推出智能化繳費、線上用戶反饋等程序，大大提高了公

眾參與感。

（a）智慧水務(wù)建設(shè)分類項目個數(shù)分布（b）智慧水務(wù)建設(shè)分類項目占比

硬件類：智能水表、供水設(shè)施等設(shè)備采購；

軟件類：管網(wǎng)漏損、營收客服、大數(shù)據(jù)平臺、GIS、SCADA等應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)；

工程類：水體治理、水生態(tài)修復、提標改造等領(lǐng)域；

服務(wù)類：頂層設(shè)計、可行性報告等；

圖1.72017-2020年全國智慧水務(wù)項目類型分析

（3）建設(shè)步驟：從“急用先行”到“頂層設(shè)計與標準先行”

智慧水務(wù)頂層設(shè)計直接影響到智慧水務(wù)的發(fā)展方向、總體目標、

技術(shù)架構(gòu)、重點任務(wù)和實施路徑，構(gòu)建智慧水務(wù)相關(guān)的技術(shù)標準和

—15—

管理制度體系，為智慧水務(wù)的落地建設(shè)提供方案設(shè)計。標準規(guī)范體

系建設(shè)包括數(shù)據(jù)規(guī)范、技術(shù)規(guī)范、接口規(guī)范和管理規(guī)范，數(shù)據(jù)規(guī)范

和技術(shù)規(guī)范用于指導水務(wù)信息資源的數(shù)據(jù)處理，接口規(guī)范為智慧水

務(wù)項目對接提供標準規(guī)范的服務(wù)接口，管理規(guī)范引導信息系統(tǒng)建設(shè)

者、運維者、使用者等各方協(xié)同辦公。從2017年開始，智慧水務(wù)

頂層設(shè)計、安全防護、新技術(shù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)應(yīng)用項目逐年增多，在智

慧水務(wù)建設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)包括信息孤島、系統(tǒng)安全等問題，需要建設(shè)

單位重視頂層設(shè)計規(guī)劃與水務(wù)系統(tǒng)安全。此外，隨著互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)

的應(yīng)用逐漸成熟、數(shù)據(jù)價值逐漸增長，其在水務(wù)領(lǐng)域也將得到更多

的應(yīng)用。

圖1.82017-2020年全國智慧水務(wù)項目類型占比

（4）核心要素：始于“數(shù)據(jù)”成于“模型”，大數(shù)據(jù)中心建設(shè)與

數(shù)據(jù)治理成為剛需

對不同采購方建設(shè)智慧水務(wù)的關(guān)注點分析發(fā)現(xiàn)（如圖1.9所示），

2017-2020年間智慧水務(wù)項目建設(shè)的關(guān)鍵詞前三分別為綜合管理系

統(tǒng)、智聯(lián)供水設(shè)備、大數(shù)據(jù)平臺與治理，名列前三。越來越多的政

—16—

府機構(gòu)和水司意識到水務(wù)數(shù)據(jù)的重要性，通過對水務(wù)數(shù)據(jù)的治理和

分析可以更深層次、更高效率的發(fā)現(xiàn)、診斷、處理供水問題，實現(xiàn)

更進一步的智慧水務(wù)。另外眾多供水管理系統(tǒng)自成體系、信息孤立，

造成了管理困難。如何管理眾多水務(wù)系統(tǒng)，打通孤島，成為了智慧

水務(wù)的工作難點，所以水務(wù)集團迫切需求研發(fā)出智慧供水管理平臺，

達到信息共享最大化。

圖1.92017-2020年全國智慧水務(wù)項目中標關(guān)鍵詞分布

—17—

（5）創(chuàng)新應(yīng)用：基于水務(wù)大數(shù)據(jù)與新興技術(shù)的智慧水務(wù)創(chuàng)新

應(yīng)用逐步繁榮

大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)等新興信息技術(shù)的發(fā)展為智

慧水務(wù)的技術(shù)實現(xiàn)奠定了良好基礎(chǔ)，是保證感知內(nèi)容充分全面、采

集信息綜合合理、作業(yè)時間有效、全生命周期進行工作的保證，便

于大眾進行預期設(shè)計的動態(tài)精細化管理，是現(xiàn)代化規(guī)劃設(shè)計理念充

分落實的關(guān)鍵。信息技術(shù)由被動支撐管理向融入水務(wù)管理模式的轉(zhuǎn)

變，推動了水務(wù)業(yè)務(wù)流程的再造，實現(xiàn)了全時段、精細化、廣泛的

管理體系建設(shè)，提高了水務(wù)管理機構(gòu)的供水品質(zhì)、供水質(zhì)量和精細

化效果，將傳統(tǒng)的條塊管理轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代精細協(xié)同化管理。

（6）安全保障：網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)為基礎(chǔ)、持續(xù)安全運營為保障

已成趨勢

在智慧水務(wù)建設(shè)過程中，網(wǎng)絡(luò)安全問題至關(guān)重要，網(wǎng)絡(luò)安全、

安全運營等成為智慧水務(wù)建設(shè)的一大重點。各單位在進行智慧水務(wù)

建設(shè)時，逐漸將網(wǎng)絡(luò)安全納入建設(shè)項目，建設(shè)項目個數(shù)由2017年

的1個專項項目上升為2020年的6個專項項目，漲幅高達500%。

從中標金額來看，2019年金額最多，這是由于深圳市智慧水務(wù)及

“智水蘇州”綜合性項目涉及金額較高，將網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)作為重點。

網(wǎng)絡(luò)安全項目建設(shè)的主要內(nèi)容有信息安全、系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、

數(shù)據(jù)安全、安全體系、安全組件與安全測評，水務(wù)企業(yè)更注重網(wǎng)絡(luò)

安全系統(tǒng)的整體建設(shè)（包括信息安全、安全體系、系統(tǒng)安全和網(wǎng)絡(luò)

—18—

安全）。

（a）總體建設(shè)情況（b）建設(shè)內(nèi)容占比

圖1.102017-2020年全國智慧水務(wù)項目安全建設(shè)情況

—19—

2.新階段下智慧水務(wù)建設(shè)能力環(huán)境分析

2.1.智慧水務(wù)建設(shè)單位現(xiàn)狀

面對日益嚴格的水資源管控與多水源智能調(diào)度的業(yè)務(wù)需求，水

資源調(diào)度中心、城市自然資源和規(guī)劃信息中心、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局、

水務(wù)和湖泊局、市政管理處、“三供一業(yè)”建設(shè)部等政府機構(gòu)首先意

識到智慧水務(wù)建設(shè)的必要性，率先開展應(yīng)用新型互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧

水務(wù)項目建設(shè)以實現(xiàn)智能化管理。

政府機構(gòu)和水務(wù)企業(yè)為建設(shè)主體的智慧水務(wù)建設(shè)項目占比達

80%以上（如圖2.1所示），在智慧水務(wù)硬件、軟件、工程、服務(wù)、

硬件+軟件類項目中，政府單位所占招標比例最大。并且，政府招

標的工程類項目金額遠超其他項目，其次是軟件類項目。在政策驅(qū)

動與技術(shù)發(fā)展下，水務(wù)企業(yè)也逐漸成為智慧水務(wù)建設(shè)新主體。從

2017年開始，政府機構(gòu)采購項目所占比例逐年減少，而水務(wù)企業(yè)作

為智慧水務(wù)建設(shè)主體的采購項目占全部建設(shè)項目的比例逐年增多，

并在2020年超過政府機構(gòu)。

（a）不同采購方類別項目數(shù)量與金

（b）采購單位形式變化情況

額分析

圖2.12017-2020年全國智慧水務(wù)項目不同采購單位的變化情況

—20—

不同建設(shè)主體對智慧水務(wù)的建設(shè)需求不同，其對應(yīng)的建設(shè)內(nèi)容

與建設(shè)金額也不盡相同，以水務(wù)企業(yè)為例，中小型水務(wù)公司通常側(cè)

重于業(yè)務(wù)應(yīng)用的信息化規(guī)劃，特別是生產(chǎn)運維線或客戶服務(wù)線等專

題業(yè)務(wù)應(yīng)用規(guī)劃，大型水務(wù)公司則側(cè)重于實現(xiàn)現(xiàn)代化的企業(yè)運營與

管理，戰(zhàn)略發(fā)展、資源管控與業(yè)務(wù)應(yīng)用管理并重。如圖2.2所示，

在2017-2020年的智慧水務(wù)建設(shè)項目涉及金額差異較大，其中，建

設(shè)金額為百萬量級（項目金額：100萬~1000萬）的項目數(shù)量最多，

而1億以上的特大型項目數(shù)量最少。

圖2.22017-2020年不同金額區(qū)間智慧水務(wù)項目數(shù)量分析

政府機構(gòu)作為招標主體的建設(shè)項目金額較高，主要為水體綜合

整治類項目；而體量較小的智慧水務(wù)建設(shè)項目多由水務(wù)企業(yè)直接招

標，側(cè)重于各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)（如圖2.3所示）。特大型項目（項

目金額>1億）主要為水體綜合整治類的PPP項目，注重精細化供

水管理、節(jié)水用水管理、數(shù)據(jù)管理等系統(tǒng)建設(shè)；大型項目（項目金

額1000萬-1億）主要為市級項目（占比97%），重視系統(tǒng)集成、供

—21—

水基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)、大數(shù)據(jù)采集與創(chuàng)新應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，以及工藝設(shè)備、

超聲波水表、智能水表等硬件采購；中小型項目（中型：項目金額

100-1000萬；小型：項目金額<100萬）大多為綜合管理系統(tǒng)建設(shè)

（分布占比77%和79%），主要包括營業(yè)收費系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、管

網(wǎng)GIS系統(tǒng)等單個應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)。

（a）智慧水務(wù)特大型項目建設(shè)內(nèi)容分析（b）智慧水務(wù)大型項目建設(shè)內(nèi)容分析

（c）智慧水務(wù)中型項目建設(shè)內(nèi)容分析（d）智慧水務(wù)小型項目建設(shè)內(nèi)容分析

圖2.32017-2020年全國智慧水務(wù)項目建設(shè)內(nèi)容占比分析

智慧水務(wù)項目招投標過程中，除單一供應(yīng)商這一形式外，還存

在多公司聯(lián)合的聯(lián)合體應(yīng)標形式，行業(yè)內(nèi)企業(yè)與大型公司構(gòu)成的聯(lián)

合體逐漸成為應(yīng)標熱門單位。結(jié)合2017-2020年智慧水務(wù)公開招標

情況分析發(fā)現(xiàn)（如圖2.4所示），單一公司中標比例遠超聯(lián)合體中

標。全國大部分?。ㄊ校└鼉A向于選擇單一公司應(yīng)標，而湖南、甘

肅、湖北三地招標主體則偏向于聯(lián)合體應(yīng)標的形式。在2017-2020

年的115個軟件類智慧水務(wù)建設(shè)項目中，單一公司中標占比90%，

—22—

招標主體更傾向于選擇具備專業(yè)技術(shù)能力的軟件公司進行項目建

設(shè)。硬件+工程、服務(wù)、工程類項目體量較大、涉及建設(shè)內(nèi)容復雜，

單一公司無法滿足建設(shè)需求，需要聯(lián)合體共同建設(shè)。

（a）全國智慧水務(wù)中標方總體情況（b）智慧水務(wù)分類項目中標方情況

圖2.42017-2020年各?。ㄊ校┲腔鬯畡?wù)項目中標方情況

隨著智慧水務(wù)項目及參與企業(yè)的增多，行業(yè)內(nèi)部企業(yè)重組也逐

漸加劇。全國水務(wù)企業(yè)紛紛建立旗下的水務(wù)科技公司，據(jù)不完全統(tǒng)

計，2017至2020年間，全國水務(wù)企業(yè)獨資或合資成立的下屬科技

子公司共23家，主要分布在江蘇、福建、陜西、河北等地（附表

1），開展科技推廣和應(yīng)用服務(wù)業(yè)、軟件和信息技術(shù)服務(wù)、研究和試

驗發(fā)展等業(yè)務(wù)。通過所成立的水務(wù)科技公司進行智慧水務(wù)相關(guān)軟硬

件研發(fā)和水務(wù)新技術(shù)研究，實現(xiàn)產(chǎn)學研一體化，助力水務(wù)企業(yè)智慧

水務(wù)建設(shè)。

2.2.新時代下智慧水務(wù)建設(shè)要素分析

智慧水務(wù)具備智能感知、系統(tǒng)協(xié)同、智慧管理、服務(wù)優(yōu)質(zhì)等特

征，可更好的實現(xiàn)城市供水系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠運行，提高城市

水系統(tǒng)管理水平和運行效率，是中國水務(wù)行業(yè)向智慧化的方向發(fā)展

—23—

的必然趨勢。

新時代下，智慧水務(wù)建設(shè)需要具備以下四大基本要素：

（1）戰(zhàn)略層面

智慧水務(wù)建設(shè)需要頂層規(guī)劃，統(tǒng)籌建設(shè)。目前大量投巨資建設(shè)

的智慧水務(wù)系統(tǒng)徒有其表，因為數(shù)據(jù)分散、缺少關(guān)聯(lián)性或不匹配、

不兼容，只支持簡單應(yīng)用，甚至建起即閑置，資源利用率極低，且

信息處理局限于子部門，信息孤島現(xiàn)象嚴重。因此需要在建設(shè)初期

進行頂層規(guī)劃，結(jié)合水務(wù)公司的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略與IT戰(zhàn)略，對應(yīng)用架構(gòu)、

數(shù)據(jù)架構(gòu)、業(yè)務(wù)架構(gòu)與技術(shù)架構(gòu)進行設(shè)計，統(tǒng)籌建設(shè)智慧水務(wù)。

（2）技術(shù)層面

智慧水務(wù)建設(shè)需要統(tǒng)一標準、框架。當前各地智慧水務(wù)建設(shè)缺

乏統(tǒng)一的認識和標準的模式指導，甚至有些地方盲目跟風上馬政績

工程，對應(yīng)建設(shè)、適合建設(shè)什么系統(tǒng)尚不明確，因此需要完善智慧

水務(wù)建設(shè)、運維標準體系，指導智慧水務(wù)建設(shè)，保障智慧水務(wù)建設(shè)

在技術(shù)上實現(xiàn)全系統(tǒng)統(tǒng)一架構(gòu)、靈活擴展、數(shù)據(jù)打通、安全可靠。

智慧水務(wù)建設(shè)需要ICOT全技術(shù)棧能力。在源頭、龍頭各個階

段都需要實現(xiàn)智慧化管理，例如水源管理、二供管理、DMA、防汛

調(diào)度等，要實現(xiàn)智慧水務(wù)，離不開云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、邊緣

計算等新技術(shù)的支撐，并要求信息技術(shù)（IT）、通信技術(shù)（CT）與

運營技術(shù)（OT）之間高度融合。

—24—

圖2.5智慧水務(wù)新技術(shù)要求

（3）管理層面

智慧水務(wù)建設(shè)需要挖掘數(shù)據(jù)，調(diào)整組織架構(gòu)，建立運維保障體

系。智慧水務(wù)建設(shè)時積累的大量數(shù)據(jù)，需得以充分利用，對海量數(shù)

據(jù)進行融合共享，通過數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析支撐決策，提升水務(wù)運

營績效。同時，隨著智慧水務(wù)的建立，其業(yè)務(wù)流程發(fā)生解構(gòu)重塑，

企業(yè)內(nèi)部也需進行相應(yīng)調(diào)整，建立運維保障體系，保障已建智慧水

務(wù)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定與持續(xù)性運行，充分發(fā)揮系統(tǒng)功能與價值。

（4）人員層面

智慧水務(wù)建設(shè)需要涵蓋IT、水務(wù)、制造、網(wǎng)絡(luò)安全等多領(lǐng)域

的復合型人才。當前，對于智慧水務(wù)解決方案提供商而言，缺少大

量懂智慧水務(wù)研發(fā)、服務(wù)、管理的人才；對于水務(wù)企業(yè)等智慧水務(wù)

應(yīng)用者而言，同樣缺少懂智慧水務(wù)使用、維護、管理的人才。因此，

需要引進培養(yǎng)涵蓋IT、水務(wù)、制造、網(wǎng)絡(luò)安全等多領(lǐng)域的復合型人

才，實現(xiàn)行業(yè)壁壘的打通與技術(shù)的融合，助力智慧水務(wù)建設(shè)與運維。

—25—

2.3.智慧水務(wù)供應(yīng)商能力要求分析

基于新時代下智慧水務(wù)建設(shè)需求及建設(shè)要素分析，智慧水務(wù)項

目建設(shè)主體在選擇供應(yīng)商及合作伙伴時應(yīng)從以下方面綜合考慮：

（1）全局規(guī)劃能力。

可提供詳盡的咨詢規(guī)劃服務(wù)，規(guī)劃方案應(yīng)結(jié)合企業(yè)戰(zhàn)略、組織

治理和業(yè)務(wù)現(xiàn)狀等多方面。

（2）全業(yè)務(wù)鏈產(chǎn)品/解決方案。

可提供覆蓋水務(wù)從源頭到龍頭的全業(yè)務(wù)鏈產(chǎn)品/解決方案，且

產(chǎn)品/解決方案可實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合共享與跨系統(tǒng)的應(yīng)用和業(yè)務(wù)集成。

（3）數(shù)據(jù)標準與流程標準。

可提供涵蓋邊緣智能平臺、統(tǒng)一接入平臺、基礎(chǔ)公共平臺、數(shù)

據(jù)中臺的共享物聯(lián)平臺，轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)資產(chǎn)，賦能水務(wù)運營。

圖2.6智慧水務(wù)供應(yīng)商/合作伙伴能力要求

綜合性智慧水務(wù)的建設(shè)需要建設(shè)方具備“平臺+軟件+硬件+物

聯(lián)網(wǎng)+服務(wù)”五位一體的能力要求。具體包括：對水源/水廠/管網(wǎng)/營

—26—

收客服相關(guān)系統(tǒng)與模塊、綜合聯(lián)動調(diào)度平臺、智慧客服、二供綜合

管理平臺、遠程在線監(jiān)控、水務(wù)業(yè)務(wù)一體化辦公門戶等軟件的開發(fā)

與部署能力；對水廠/泵站/二供設(shè)備、直飲水設(shè)備、泵房設(shè)備、遠

傳水表/流量計、服務(wù)器、大屏、數(shù)據(jù)中心等相關(guān)硬件設(shè)備的生產(chǎn)能

力；對五合一邊緣智能網(wǎng)關(guān)、智能傳感器、工業(yè)控制器、智能水廠

監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)等物聯(lián)網(wǎng)解決方案的應(yīng)用能力；對邊緣智能平臺、公共

服務(wù)平臺、統(tǒng)一接入平臺、數(shù)據(jù)中臺、IoT設(shè)備管理平臺等平臺的

建設(shè)與運維能力等，同時需具備集調(diào)研診斷、規(guī)劃咨詢、標準建設(shè)、

專業(yè)培訓及運維服務(wù)等方面的綜合能力。

圖2.7綜合智慧水務(wù)建設(shè)能力需求

近年來，阿里、騰訊、華為、平安、萬科等企業(yè)紛紛投向智慧

水務(wù)項目建設(shè)，為行業(yè)發(fā)展帶來新機遇。2019年9月，萬科中標

1.9億元深圳市河流水質(zhì)科技管控項目；2019年12月，華為聯(lián)合

體中標深圳市智慧水務(wù)一期工程，中標價4.46億元，刷新智慧水務(wù)

—27—

行業(yè)中標金額峰值；2020年1月，騰訊云與粵海水務(wù)及其旗下智

慧水務(wù)平臺科榮軟件達成戰(zhàn)略合作，雙方在智慧水務(wù)領(lǐng)域合作，推

進水務(wù)行業(yè)智慧化轉(zhuǎn)型。漢威科技、施耐德電氣、三川、迪納聲等

硬件設(shè)備供應(yīng)商也通過物聯(lián)網(wǎng)化、智能化設(shè)備從硬件端進軍智慧水

務(wù)行業(yè)。中國移動、中國電信、中國聯(lián)通三大運營商聯(lián)合系統(tǒng)建設(shè)

商紛紛加入智慧水務(wù)建設(shè)的隊列。

圖2.8智慧水務(wù)產(chǎn)業(yè)地圖

當前智慧水務(wù)行業(yè)服務(wù)商大致可分為三大類，均存在著不同程

度的智慧水務(wù)應(yīng)用難題。一是以IBM、埃森哲、華為為代表的平行

域巨頭企業(yè)，雖然具備全面的智慧水務(wù)建設(shè)ICOT與咨詢能力，但

缺乏對水務(wù)行業(yè)的深度了解，在業(yè)務(wù)層面與解決方案落地層面表現(xiàn)

疲軟，需持續(xù)投入戰(zhàn)略資源并吸納行業(yè)專家深度參與；二是以電信

/移動、BAT（百度阿里騰訊等互聯(lián)網(wǎng)巨頭）、神州數(shù)碼等為代表的

運營商、集成商，擁有豐富的資金與平臺儲備，但其對智慧水務(wù)的

切入點多為網(wǎng)絡(luò)端及邊緣側(cè)，對于傳感層、行業(yè)平臺層、應(yīng)用層等

—28—

多個層面缺乏專業(yè)支撐，項目的整體規(guī)劃與落地需融合更多的生態(tài)

伙伴；三是以漢威、和達、新天、三高等為代表的水行業(yè)信息化廠

商，大多對水務(wù)行業(yè)的某一或某些領(lǐng)域、模塊有一定的行業(yè)積累，

但隨著智慧水務(wù)所涉及的范圍越來越廣，其技術(shù)能力與資金實力難

以支撐。

因此，為滿足新時代下智慧水務(wù)建設(shè)要素，不同類型的供應(yīng)商

能力均存在一定的不足，供需結(jié)構(gòu)性沖突嚴重，產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要進行

生態(tài)融合，充分發(fā)揮行業(yè)內(nèi)信息化領(lǐng)軍企業(yè)的領(lǐng)先作用，建設(shè)完整

的智慧水務(wù)行業(yè)生態(tài)，為智慧水務(wù)的建設(shè)與發(fā)展保駕護航。

2.4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能智慧水務(wù)建設(shè)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是面向行業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的廣泛需求，

構(gòu)建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析的服務(wù)體系，支撐制造資源泛

在連接、彈性供給、高效配置的載體。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過人、機、物

的全面互聯(lián)，將水務(wù)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈進行全面連接，

可以促進各類資源要素優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，幫助水務(wù)行業(yè)創(chuàng)新研發(fā)

模式、優(yōu)化生產(chǎn)流程，帶動大數(shù)據(jù)分析以更快速度、在更大范圍、

更深層次拓展。對各類數(shù)據(jù)進行采集、傳輸、分析并形成智能反饋，

推動形成全新的生產(chǎn)制造和服務(wù)體系，優(yōu)化資源要素配置效率，提

高水務(wù)企業(yè)生產(chǎn)與管理效率。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是結(jié)構(gòu)性的、蛙跳式、融合式的戰(zhàn)略技術(shù)，它作為

全新工業(yè)生態(tài)、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和新型應(yīng)用模式，正在全球范圍內(nèi)不

—29—

斷顛覆傳統(tǒng)制造模式、生產(chǎn)組織方式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加

快轉(zhuǎn)型升級、新興產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展壯大。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能智慧水務(wù)建

設(shè)，可實現(xiàn)水務(wù)行業(yè)的智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制、服

務(wù)化延伸等應(yīng)用創(chuàng)新。它改變的是基礎(chǔ)設(shè)施，而不是表面應(yīng)用；它

帶來的是技術(shù)革命，而不是技術(shù)漸進。盡管水務(wù)行業(yè)和企業(yè)投資和

啟用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的目的、場景與其他行業(yè)不盡相同，但是它們實施

架構(gòu)的邏輯和步驟是相似的，它們的試錯成本和經(jīng)驗是可以共享的。

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智慧水務(wù)建設(shè)，勢必將給水務(wù)行業(yè)帶來顛覆性變

革。

2.4.1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供智慧水務(wù)實施框架

通過網(wǎng)絡(luò)、平臺、安全三大功能體系構(gòu)建，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全面打

通設(shè)備資產(chǎn)、生產(chǎn)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)和供應(yīng)鏈條，基于數(shù)據(jù)整合與分

析實現(xiàn)IT與OT的融合和三大體系的貫通。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實施功

能架構(gòu)實現(xiàn)了層級之間打通、內(nèi)外網(wǎng)融合，并最終演變?yōu)檫吘墝印?/p>

平臺層和應(yīng)用層三層，同時端到端的安全體系貫穿三層架構(gòu)。

在邊緣層的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)方面，各種水務(wù)智能裝備及第三方系統(tǒng)實

現(xiàn)充分網(wǎng)絡(luò)化，無線成為有線的重要補充，新型網(wǎng)關(guān)推動異構(gòu)互聯(lián)

和協(xié)議轉(zhuǎn)換，水廠/管網(wǎng)與自來水、外部信息系統(tǒng)與用戶充分互聯(lián)；

平臺層的數(shù)據(jù)智能方面，工業(yè)云平臺成為三層架構(gòu)的關(guān)鍵核心，實

現(xiàn)水廠、管網(wǎng)內(nèi)外部數(shù)據(jù)的充分匯聚，支撐數(shù)據(jù)的存儲、挖掘和分

析，有效支撐信息系統(tǒng)和各種業(yè)務(wù)應(yīng)用；在安全保障方面，各種安

—30—

全機制與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)各層深度融合，實現(xiàn)縱深防御、立體防護，通

過多種安全措施保障網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和數(shù)據(jù)集成安全。

2.4.2.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能智慧水務(wù)的技術(shù)框架

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系將獨立技術(shù)聯(lián)系起來構(gòu)建成相互關(guān)聯(lián)、各

有側(cè)重的新技術(shù)體系，融入人工智能、5G為代表的新技術(shù)，由制

造技術(shù)、信息技術(shù)以及兩大技術(shù)交織形成的融合性技術(shù)組成，催生

水務(wù)大數(shù)據(jù)、水務(wù)人工智能等融合性技術(shù)，使設(shè)備、工藝和系統(tǒng)的

實時建模和仿真，產(chǎn)品和工藝技術(shù)隱性知識的挖掘和提煉等創(chuàng)新應(yīng)

用成為可能。

*引自《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（版本2.0）》

圖2.9工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系的一部分可直接作用于水務(wù)領(lǐng)域，構(gòu)成了

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的通信、計算、安全基礎(chǔ)設(shè)施，另一部分基于水務(wù)需求

進行二次開發(fā)，成為融合性技術(shù)發(fā)展的基石。融合性技術(shù)驅(qū)動了工

—31—

業(yè)互聯(lián)網(wǎng)物理系統(tǒng)與數(shù)字空間全面互聯(lián)與深度協(xié)同，一方面，可構(gòu)

建符合水務(wù)特點的數(shù)據(jù)采集、處理、析體系，推動信息技術(shù)不斷向

水務(wù)核心環(huán)節(jié)滲透；另一方面，實現(xiàn)水務(wù)知識積累、使用的方式重

新定義，提升水務(wù)行業(yè)技術(shù)優(yōu)化發(fā)展的效率和效能。融合性技術(shù)驅(qū)

動了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)物理系統(tǒng)與數(shù)字空間全面互聯(lián)與深度協(xié)同。制造技

術(shù)和信息技術(shù)都需要根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的新場景、新需求進行不同

程度的調(diào)整，才能構(gòu)建出完整可用的技術(shù)體系。數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)

在滿足海量水務(wù)數(shù)據(jù)存儲、管理、治理需求的同時，基于人工智能

技術(shù)形成更深度的數(shù)據(jù)洞察，與水務(wù)知識整合共同構(gòu)建數(shù)字孿生體

系，支撐分析預測和決策反饋。工業(yè)軟件技術(shù)基于流程優(yōu)化、仿真

驗證等核心技術(shù)將水務(wù)知識進一步顯性化，支撐工廠/產(chǎn)線虛擬建

模與仿真等先進應(yīng)用。融合性技術(shù)一方面構(gòu)建出符合水務(wù)特點的數(shù)

據(jù)采集、處理、析體系，推動信息技術(shù)不斷向水務(wù)核心環(huán)節(jié)滲透；

另一方面重新定義水務(wù)知識積累、使用的方式，提升水務(wù)行業(yè)技術(shù)

優(yōu)化發(fā)展的效率和效能。

2.4.3.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能智慧水務(wù)的商業(yè)模式

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的業(yè)務(wù)產(chǎn)出有兩大類：（1）提質(zhì)增效新增

長；（2）業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型新收入。當前大部分工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實施應(yīng)用還屬

于提質(zhì)增效類，而且這一類應(yīng)用覆蓋范圍不斷擴大，成為工業(yè)互聯(lián)

網(wǎng)應(yīng)用的主要業(yè)務(wù)產(chǎn)出。比如從單一設(shè)備、單個場景的應(yīng)用逐步向

完整生產(chǎn)系統(tǒng)和管理流程過渡，最后將向產(chǎn)業(yè)資源協(xié)同組織的全局

—32—

互聯(lián)演進。在這個過程中數(shù)據(jù)分析程度不斷加深，從以可視化為主

的描述性分析，到基于規(guī)則的診斷性分析、基于挖掘建模的預測性

分析和基于深度學習的指導性分析。根據(jù)機理及數(shù)據(jù)的不同要求，

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用逐漸呈現(xiàn)差異化發(fā)展路徑。其中設(shè)備、產(chǎn)品應(yīng)用

相對簡單，機理較為明確，已可實現(xiàn)較復雜的智能應(yīng)用，正步入決

策性分析階段，達到生命周期管理業(yè)務(wù)產(chǎn)出；企業(yè)生產(chǎn)與運營管理

系統(tǒng)復雜度較高，深度分析面臨一定挑戰(zhàn)，當前從局部改進向系統(tǒng)

性提升邁進，最終達到企業(yè)提質(zhì)增效；產(chǎn)業(yè)資源的協(xié)同目前還沒有

成熟的分析優(yōu)化體系，主要依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)資源的匯聚和

供需對接，當前從信息交互向資源優(yōu)化配置演進，以達到產(chǎn)業(yè)的高

效配置。

而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的顛覆性應(yīng)用是驅(qū)動企業(yè)三化轉(zhuǎn)型。不同于提質(zhì)

增效，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動模式轉(zhuǎn)型的應(yīng)用從技術(shù)顛覆和市場創(chuàng)新對企

業(yè)的倒逼入手，快速掌握和熟練運營新興的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能

化技術(shù)，以應(yīng)對市場的顛覆性挑戰(zhàn)：

生命周期管理：聚焦智慧水務(wù)解決方案全生命周期流程入手，

在平臺中進行設(shè)計、生產(chǎn)、服務(wù)等數(shù)據(jù)的集成管理和優(yōu)化應(yīng)用，尤

其對智慧水務(wù)產(chǎn)品和設(shè)備進行實時洞察和本地化操作，使其達到利

用率最佳、風險控制最小和體驗迭代最快；

過程優(yōu)化：聚焦在智能設(shè)備群、產(chǎn)線、車間等工業(yè)現(xiàn)場，通過

對實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析與反饋來對整個生產(chǎn)過程進行優(yōu)化；

—33—

決策優(yōu)化：聚焦在水務(wù)企業(yè)運營層面，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺來

打通設(shè)計、管理、供應(yīng)鏈等各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，并基于大數(shù)據(jù)挖掘分析實

現(xiàn)管理決策優(yōu)化；

協(xié)同共享：聚焦在水務(wù)產(chǎn)業(yè)層面，將供需信息、制造資源、創(chuàng)

新資源匯聚到智慧水務(wù)平臺中，通過基于數(shù)據(jù)分析的重新組織，實

現(xiàn)資源優(yōu)化配置與協(xié)同，產(chǎn)生新行業(yè)、新模式和新營收；

商務(wù)轉(zhuǎn)型：聚焦在應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動水務(wù)企業(yè)整體商務(wù)轉(zhuǎn)型，

包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能力輸出及物聯(lián)商務(wù)新模式所產(chǎn)生的新營收和新

盈利。

2.4.4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)保障智慧水務(wù)安全運行

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為智慧水務(wù)提供安全實施框架，保障水務(wù)安全運行。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全實施框架在“設(shè)備、邊緣、企業(yè)、產(chǎn)業(yè)”層層遞進，

包括邊緣安全防護系統(tǒng)、企業(yè)安全防護系統(tǒng)和企業(yè)安全綜合管理平

臺。

*引自《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（版本2.0）》

圖2.10工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全實施框架

—34—

邊緣安全防護系統(tǒng)致力于面向?qū)嶓w實施分層分域安全策略，構(gòu)

建多技術(shù)融合安全防護體系，從而實現(xiàn)邊緣安全防護。部署的關(guān)鍵

在于確保工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣側(cè)的設(shè)備安全、控制安全、網(wǎng)絡(luò)安全。企

業(yè)安全防護系統(tǒng)實施致力于從防護技術(shù)策略角度出發(fā)，提升水務(wù)企

業(yè)安全防護水平，降低安全攻擊風險。部署的關(guān)鍵在于確保工業(yè)互

聯(lián)網(wǎng)企業(yè)側(cè)的網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全。企業(yè)安全綜合管理

平臺實施致力于從防護管理策略角度出發(fā)，以安全風險可知、可視、

可控作為安全防護體系建設(shè)的主要目標，強化企業(yè)綜合安全管理能

力。部署的關(guān)鍵在于對企業(yè)網(wǎng)絡(luò)口及企業(yè)內(nèi)安全風險進行監(jiān)測，在

平臺網(wǎng)絡(luò)出口建設(shè)流量探針，實現(xiàn)對企業(yè)的安全信息采集、資產(chǎn)識

別管理、安全審計、安全告警、安全處置跟蹤以及數(shù)據(jù)治理等功能。

智慧水務(wù)建設(shè)將打通生產(chǎn)系統(tǒng)、管網(wǎng)輸送系統(tǒng)、服務(wù)營銷系統(tǒng)

和管理系統(tǒng)等水務(wù)的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)水務(wù)企業(yè)所有相關(guān)信息（水廠

數(shù)據(jù)、管網(wǎng)數(shù)據(jù)、用戶信息等）在網(wǎng)絡(luò)上的互相共享。工業(yè)控制網(wǎng)

絡(luò)會直接與管理網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)連通，由物理封閉、獨立的網(wǎng)絡(luò)變?yōu)殚_

放互通的網(wǎng)絡(luò)。智慧水務(wù)系統(tǒng)面臨多層次的網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)，需要從

多層次采取措施保障智慧水務(wù)系統(tǒng)的安全運行。

（1）物理設(shè)備安全

智慧水務(wù)系統(tǒng)部署大量的儀器儀表和自動化控制設(shè)備，包括：

智能水表、流量計、壓力變送器、PLC等。工控儀表和設(shè)備的設(shè)計

都沒有考慮網(wǎng)絡(luò)安全的問題。工控軟件使用的操作系統(tǒng)不會打補丁

—35—

或升級，聯(lián)入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以后面臨巨大威脅。需要采取對應(yīng)的安全

措施保護設(shè)備的安全。通過安全審計實時監(jiān)測智慧水務(wù)工業(yè)控制網(wǎng)

絡(luò)中針對工業(yè)協(xié)議的惡意攻擊、誤操作、違規(guī)行為、非法設(shè)備接入

及時告警并聯(lián)動態(tài)勢感知平臺動態(tài)調(diào)整安全防護措施，以實現(xiàn)保護

物理設(shè)備的安全。

（2）控制安全

控制平臺和控制系統(tǒng)所采用的工業(yè)控制協(xié)議，基本都是采用用

戶授權(quán)的方式，保證控制指令的安全，都沒有考慮完整性、身份校

驗等安全需求。智慧水務(wù)需要采用身份認證等安全措施，保證控制

信息的可靠性，防止攻擊?？刹捎脩?yīng)用程序白名單技術(shù)建立主動防

護機制。

（3）網(wǎng)絡(luò)安全

為了保障傳輸?shù)膶崟r性，工控協(xié)議都是采用明文傳輸?shù)模瑪?shù)據(jù)

的安全性得不到保證。需要采用加密機制，保證傳輸?shù)陌踩?。?/p>

了保證智慧水務(wù)網(wǎng)絡(luò)的安全，需對辦公網(wǎng)、生產(chǎn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、互

聯(lián)網(wǎng)進行合理安全區(qū)劃分，根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)選擇合適的安全防護設(shè)

備進行針對性安全保護，構(gòu)建多邊界縱深防御體系。

（4）應(yīng)用安全

智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)全面覆蓋水務(wù)行業(yè)業(yè)務(wù)。包括各個系統(tǒng)應(yīng)用

軟件及平臺，如SCADA系統(tǒng)、營收系統(tǒng)、客服系統(tǒng)等。平臺運行

的應(yīng)用軟件將持續(xù)面臨病毒、木馬、漏洞等安全挑戰(zhàn)。需要在主機

—36—

系統(tǒng)部署網(wǎng)絡(luò)殺毒軟件，防止病毒和木馬的攻擊。

（5）數(shù)據(jù)安全

水務(wù)企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)、收費數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)重要或敏感

數(shù)據(jù)都可能面臨數(shù)據(jù)丟失、泄露與篡改等安全風險。部署數(shù)據(jù)庫審

計能夠幫助確保各種環(huán)境中敏感數(shù)據(jù)的安全性、隱私性和完整性。

（6）高級持續(xù)性威脅APT

城市供水系統(tǒng)作為國家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，APT攻擊是最難應(yīng)對、

產(chǎn)生后果最嚴重的威脅。攻擊者精心策劃、為了達成既定目標，長

期持續(xù)的進行攻擊，其攻擊過程包括信息收集、入侵技術(shù)準備、滲

透準備、入侵攻擊、長期潛伏和等待、深度滲透、痕跡消除等一系

列精密攻擊環(huán)節(jié)。對工業(yè)協(xié)議深度解析分析、實時數(shù)據(jù)監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)

安全審計機制，通過全面的數(shù)據(jù)分析，結(jié)合智慧水務(wù)安全數(shù)據(jù)庫，

實現(xiàn)APT攻擊的有效預防、檢測和防御。

城市供水系統(tǒng)是國家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，關(guān)系著廣

大居民的生命安全和社會秩序。智慧水務(wù)建設(shè)涵蓋水源地、凈水廠、

泵站、管網(wǎng)、二次供水等生產(chǎn)設(shè)施；覆蓋取水、凈水、給水等供水

全環(huán)節(jié)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護系統(tǒng)，實現(xiàn)對企業(yè)設(shè)施全方位、全天

候的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢感知，及時發(fā)現(xiàn)各類網(wǎng)絡(luò)安全風險以及非法訪問

事件，實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息安全的閉環(huán)管理，全面提高水務(wù)企業(yè)工

業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全防護的整體水平。

—37—

3.智慧水務(wù)定義和愿景

3.1.智慧水務(wù)概念定義

智慧水務(wù)是指以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、平臺為核心、安全為保障，運用

云計算、大數(shù)據(jù)、5G、AI等新一代信息通訊技術(shù)，通過頂層規(guī)劃、

分步實施，實現(xiàn)業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)雙驅(qū)動的水務(wù)數(shù)字化建設(shè)。智慧水務(wù)支

撐水務(wù)數(shù)據(jù)彈性擴容與業(yè)務(wù)靈活集成擴展，保障“從源頭到龍頭”的

生產(chǎn)、監(jiān)控、調(diào)度、營收、客服、運營、運維等各個環(huán)節(jié)實時安全

可控，全面提升水務(wù)管理的效率和效能，優(yōu)化服務(wù)品質(zhì)，并使水務(wù)

運營持續(xù)產(chǎn)生價值，賦能水務(wù)公司完成新業(yè)務(wù)、新模式、新業(yè)態(tài)轉(zhuǎn)

變與創(chuàng)新。

圖4.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智慧水務(wù)概念圖

3.2.智慧水務(wù)應(yīng)用者視圖

智慧水務(wù)應(yīng)用者可以分為監(jiān)管層/政府、行業(yè)監(jiān)管部門、運管層

/水務(wù)運營方、水司管理層、業(yè)務(wù)層/主管及場景層/工程師“四類用

戶”。面對新時代下的新需求，四類用戶在智慧水務(wù)建設(shè)中承擔著

—38—

不同的角色，也對智慧水務(wù)的能力有著不同的期待。

圖4.2智慧水務(wù)應(yīng)用者視圖

（1）場景層

外業(yè)人員、交付工程師、運維工程師等是智慧水務(wù)建設(shè)底層場

景的應(yīng)用者，需要及時應(yīng)對報裝、驗收、巡檢等日常工作，并能敏

捷響應(yīng)爆管、設(shè)備故障等各類突發(fā)事件，因此需通過智慧水務(wù)業(yè)務(wù)

系統(tǒng)進行功能部署，實現(xiàn)全局協(xié)同、智能決策、泛在感知、動態(tài)優(yōu)

化、敏捷響應(yīng)、全面互聯(lián)，使得工作更加便捷、簡化、高效。

（2）業(yè)務(wù)層

CIO（首席信息官）、CTO（首席技術(shù)官）、CDO（首席開發(fā)官）

是各業(yè)務(wù)系統(tǒng)能力需求的提出者與使用者，重點關(guān)注各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的

數(shù)字化應(yīng)用，實現(xiàn)智能化決策與高質(zhì)量服務(wù)。各業(yè)務(wù)體系相對獨立，

涵蓋從水源到龍頭的水務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈，客戶服務(wù)、產(chǎn)水計劃等構(gòu)成的水

務(wù)價值鏈，從系統(tǒng)設(shè)計到報廢回收的水務(wù)資產(chǎn)鏈。

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（3）運管層

水司管理層、供應(yīng)鏈商交付、公眾需求服務(wù)的運管層關(guān)注企業(yè)

運營及對外服務(wù)，根據(jù)快速構(gòu)建智慧化運營與決策能力、提質(zhì)增效、

保證高質(zhì)安全公司的愿景，提出提升決策能力、創(chuàng)新運營模式、降

低成本的戰(zhàn)略方向，