2021-2022工业互联网智慧水务 发展研究报告 前 言 工业互联网作为一种全新的工业生态、关键基础设施和新型应用模式，通过人、机、物的全面互联，实现全要素、全产业链、全价值链的全面连接，正在全球范围内颠覆传统制造模式、生产组织方式和产业形态，推动传统产业加快转型升级、加速新兴产业发展壮大。工业互联网与传统水务的结合，将推动水务行业向信息化、智慧化发展。国家新型城镇化规划（2014-2020 年）、国家智慧城市（区、镇）试点指标体系（试行）、国家八部委关于促进智慧城市健康发展的指导意见等政策反复强调“实施从水源地到水龙头的全过程监管”，“发展智能水务与智能管网，构建覆盖供水全过程、保障供水质量安全的智能供排水和污水处理系统，实现城市地下空间、地下管网的信息化管理和运行监控智能化”。 当前，水务行业正面临着诸多问题和挑战，也催生了不同的需求。如解决供水安全问题，需要匹配智联基础设施建设；缓解水资源短缺问题，需要节水手段的全面升级；提升供水系统的精细化监管，需要全流程的数字化贯通。智慧水务的建设在一定程度上为应对水务行业的挑战提供了新的思路。然而，智慧水务建设过程中信息孤岛、信息安全问题突出，供应商供需结构性冲突严重，城乡供水一体化、供排污一体化、水司集团化运营等新特征给智慧水务带来了新挑战。因此，需结合新问题、新特征及国家战略规划，及时调整智慧水务建设战略，加快智慧水务建设步伐。 本白皮书基于智慧水务相关招投标数据对智慧水务的建设现状及发展趋势进行分析，数据样本涵盖 2017 年以来政府招投标网站的 189 项智慧水务相关的招投标项目，并从智慧水务顶层战略、技术产业布局、行业发展生态、标准规范制定的角度进行相关政策的研究。研究发现，现阶段中国智慧水务建设还处于初级阶段，尚存在诸多问题，例如技术标准混乱、市场鱼龙混杂、实践效果不理想等，整个行业发展处于探索阶段。为此，工业互联网产业联盟垂直行业水务组联合相关单位，于 2020年1月启动了工业互联网智慧水务发展白皮书（供水篇）（以下简称白皮书）编制，研究分析了水务行业发展背景、新时代下智慧水务建设能力环境、工业互联网对智慧水务的赋能作用，提出了智慧水务的定义愿景、智慧水务发展路径与实施框架、智慧水务发展应对建议，旨在引领智慧水务快速发展。 后续还将对我国水务行业整体发展情况进行实地调研，并结合行业发展的“新环境”、“新机遇”、“新特征”、“新挑战”，联合业界专家开展深入、专题研究，将研究成果以白皮书等形式进行分享，初步计划推出工业互联网智慧水务发展白皮书系列、智慧水务建设可持续发展指标体系、水务数据标准体系、智慧水务建设安全保障标准体系等，从多个维度指导我国智慧水务建设与发展。希望各位读者能够从本书中汲取经验、不断探索，共同推进水务行业转型升级与创新发展！ 组织单位：工业互联网产业联盟 牵头编写单位：上海威派格智慧水务股份有限公司 参与编写单位（排名不分先后）：中国信息通信研究院、深圳市水务（集团）有限公司、福州市水务投资发展有限公司、常州通用自来水有限公司、厦门水务集团有限公司、哈尔滨供水集团有限责任公司、北京市市政工程设计研究总院有限公司、华为技术有限公司、北京交通大学、北京双湃智安科技有限公司、北京同余科技有限公司、水联网技术服务中心（北京）有限公司、中国移动通信集团有限公司、浙江九州云信息科技有限公司。 编写组主要成员： 上海威派格智慧水务股份有限公司：杨峰、丁凯、吴浴阳、徐佐君、李美玲、荣诗怡、李思玉、孙建东、曹瑛、崔光亮、任克亮、张皓程、朱正 中国信息通信研究院：沈彬、臧磊、蒋昕昊、李亚宁 杭州市水务集团有限公司：梁娟、汤霄、甘胜华 深圳市水务（集团）有限公司：林峰、郭颂明、童麒源 福州市水务投资发展有限公司：魏忠庆、段东滨 常州通用自来水有限公司：肖磊、周韧、侯帅华、王兴双 厦门水务集团有限公司：郭俊青 哈尔滨供水集团有限责任公司：杨光、于昆、杨月、柴文旭、李奇峰 北京市市政工程设计研究总院有限公司：王洋、高守有 华为技术有限公司：周亚灵、杨晓飞 北京交通大学：陶耀东 北京恒润慧创环境技术有限公司：丁强 北京同余科技有限公司：朱隆海、付海涛、袁开国 水联网技术服务中心（北京）有限公司：王志军、周晨 中国移动通信集团有限公司：任咏、周威 浙江九州云信息科技有限公司：黄舒泉、张敏、胡卫国 目 录 1. 水务行业发展背景 . 1 1.1. “新环境”，外部要求与内生需求双轮驱动，智慧水务成为必然趋势 . 1 1.2. “新机遇”，技术与资金逐步到位，智慧水务新蓝海版图初现 . 5 1.3. “新特征”，高质量发展势头强劲，“系统建设”向“全链智慧”跨越 . 11 1.3.1. 各地供水管理单位建设热情高涨 . 11 1.3.2. 智慧水务建设内容发生巨大变化 . 13 2. 新阶段下智慧水务建设能力环境分析 . 20 2.1. 智慧水务建设单位现状 . 20 2.2. 新时代下智慧水务建设要素分析 . 23 2.3. 智慧水务供应商能力要求分析 . 26 2.4. 工业互联网赋能智慧水务建设 . 29 2.4.1. 工业互联网提供智慧水务实施框架 . 30 2.4.2. 工业互联网赋能智慧水务的技术框架 . 31 2.4.3. 工业互联网赋能智慧水务的商业模式 . 32 2.4.4. 工业互联网保障智慧水务安全运行 . 34 3. 智慧水务定义和愿景 . 38 3.1. 智慧水务概念定义 . 38 3.2. 智慧水务应用者视图 . 38 3.3. 智慧水务发展愿景 . 40 3.3.1. 构建水务感知体系，实现生产精益化 . 41 3.3.2. 融合技术应用发展，辅助决策科学化 . 41 3.3.3. 打通数据业务壁垒，达成管理协同化 . 42 3.3.4. 搭建用户沟通桥梁，转型服务主动化 . 42 4. 智慧水务发展路径和实施框架 . 43 4.1. 智慧水务发展路径 . 43 4.2. 智慧水务实施框架 . 46 4.2.1. 数据、业务全链打通的整体实施架构 . 46 4.2.2. 顶层规划、分步实施的科学建设原则 . 46 4.2.3. “1+2+3”全方位、全流程的能力体系建设 . 48 4.2.4. “先把脉，再规划，后实施”的快速建设步骤 . 69 5. 智慧水务发展应对建议 . 72 5.1. 制定政策制度标准，优化建设环境 . 72 5.2. 构建资金筹措体系，确保资金投入 . 72 5.3. 成立领导组织机构，统筹推进落实 . 73 5.4. 完善人才引培机制，提供智力支持 . 74 5.5. 建立评价指标体系，促进持续发展 . 74 5.6. 加速企业战略转型，实现弯道超车 . 75 附录： . 77 附录1 术语和定义 . 77 附录2 2017-2020年全国新建水务科技公司情况 . 85 1 1.水务行业发展背景 1.1.“新环境”，外部要求与内生需求双轮驱动，智慧水务成为必然趋势 （1）战略引领智慧水务发展 新型智慧城市建设对智慧水务提出明确要求。党中央、国务院立足我国城市发展实际，要求主动适应和引领新常态、打造经济发展新动能，开展新型智慧城市的建设。国务院 2016 年出台的国家新型城镇化规划(2014-2020年)中明确，要发展智能水务与智能管网，构建覆盖供水全过程、保障供水质量安全的智能供水系统，实现城市地下空间、地下管网的信息化管理和运行监控智能化。 多部委提出智慧水务建设重点与考核指标。国家发改委、中央网信办、国家标准委在新型智慧城市评价指标中将智慧水务列入智慧城市建设指标体系，并明确了“市政管网管线智能化监测管理率”的考核。水利部提出加强用水计量监测，扩大感知范围、构建数据汇集与服务平台、提升感知智能水平，建设数据资源池、建设应用支撑平台和智慧使能平台，构建协同创新的智能应用体系等要求。 各省（市）对智慧水务建设提出详细建设路径。大部分省市均开展水务公用基础设施的智能化水平提高工作，加快物联网应用部署，在此基础上，福建、湖北、江苏等地提出智慧水务管理系统与云平台建设要求，以实现统一管理与智慧化应用；湖南、贵州、天 2 津等地明确规划建立数据中心、进行数据治理；广东、浙江、福建等地提出加强农村安全饮水工程的信息化建设投入，推进城乡供水一体化与基本公共服务均等化。 （2）发展矛盾刺激智慧化转型 1）行业发展老矛盾要求多元升级 供水安全保障要求匹配智联基础设施。目前我国城市供水水源水质普遍较差，多数城市饮用水水源存在有机物污染，全国约有一半城市市区的地下水污染严重。除此之外，运输水的自来水管与二次供水设施在使用过程中发生污染现象，缺乏监管，危害供水安全。根据世界权威组织的调查，在发展中国家，由于不卫生的水而传播了80的各种疾病；全世界每年至少有2000万人死于饮用不卫生的水。因此，水污染被称为“世界第一杀手”。此外，水务行业信息安全短板明显，需加强行业监管，水利部提出水利网信工作要点，要求加快提升水利网信水平，为水务行业治理体系和治理能力现代化提供强力驱动和有力支撑。 水资源短缺形势呼吁节水手段升级。我国水资源状况形势严峻，人均占有量不到世界平均水平的1/4，属于中度缺水国家，全国600多个城市中有400多个属于缺水或严重缺水城市。我国极度缺水地区大多属于人口众多的资源性缺水地区，近十年来国家通过“南水北调”等水利工程的建设来解决此类缺水问题，然而城市供水设施和管理水平的落后带来的管理性缺水加剧了水资源匮乏的严峻形 3 势。习近平总书记谈“南水北调”工程时提出，“不能一边加大调水、一边随意浪费水”。城市供水设施和管理水平的落后带来的城市水资源分配不均问题急需有效的解决办法，亟需升级节水手段，减少水资源浪费。 供水系统精细化监管需全流程数字化贯通。中国还有很多城市依然在使用旧式工程的管理机制，导致城市水系统存在管理水平低下，设施实时状态不透明、供水时间应对方案不科学、数据存储不规范、后续改进措施实施不到位、各部门条块分割、各系统数据标准不统一等问题。同时，我国供水管网设施和管理系统落后，供水管网产销差率大约在 27%左右，中小城镇更高达 35%-42%，远远高于发达国家供水管网产销差率平均值 8%。面对海量水系统数据与漏损控制要求，需要利用科学管理的手段改变水系统管理方式，节约资源、提高管理水平，以更精细和动态的方式管理供水水务系统的整个生产、管理和服务流程。 2）企业发展亟需技术与业务重构 随着需求的变化和技术的发展，水务管理的思路不断创新，供水企业的发展面临着各种机遇和挑战，必须要不断创新管理模式，以适应企业处理日益复杂的供水运营与管理需求。 a.企业管理需求 就目前的水务运营企业而言，其管理处于相对传统的阶段，特别是现代化管理的战略策略、方式方法都没有较全面的认识；此外， 4 就集团型企业而言，要管理的项目公司数量逐年增多，这些项目公司在地理位置上分布在全国各地，企业需要对所辖的项目公司实现集团化的实时远程运营管理。如果仅仅依靠有限的人力、物力资源，对运营企业的生产状况进行动态和全方位的监控，非常困难。 因此必须充分运用现代科学技术发展成果，不断掌握最新科学技术手段，借助于高速发展的计算机、网络及通讯技术建设水务运营监控管理系统，全面提升各项目公司的运营绩效管理与监管水平。 b.成本降低需求 从目前国内水务环保行业的发展形势看，随着市政公用设施特许经营等政策的实行，传统模式下的水务企业正在向产业化的方向发展，并呈现出多方竞争的发展态势，而这种竞争格局将导致各竞争主体为提升自身竞争优势而不断提升运营管理水平。同时，由于水务环保行业投入大、回报周期长、利润水平不高的特殊性，供水企业一直采用的都是靠政府补贴的微利（甚至亏本）运营模式。所以节能降耗、降低运营成本一直是各水务企业关心的头等大事。 因此，需要借助现代科学技术，通过对海量数据的分析建立成本分析模型，找出企业成本构成因素，建立数据驱动式决策支持系统，辅助企业决策、优化业务，提升运营效率，优化企业管理，降低企业运营成本。 c.服务品质提升需求 生活水平的提高促使用户对于饮水安全与水质的要求越来越 5 高，供水安全、水质与服务成为全社会关注的重点。不断提升供水综合服务水平，是供水企业追求进一步发展与提升的根本落脚点。 智慧水务建设在帮助传统水务企业安全供水的同时，通过水质在线监测、泵站安防等信息化手段，实现水质的全面保障。同时，向“以客户为中心”的业务转型，特别是营销、客户服务等企业的前台运营环节，比如，通过对营销、客服系统的用户数据进行挖掘、分析，了解用户的投诉、交费情况，建立客户信用级别档案，实施特定的客户回访、跟踪服务，提高客户的满意度和服务品质。 1.2.“新机遇”，技术与资金逐步到位，智慧水务新蓝海版图初现 （1）新技术融合应用创新智慧水务发展动能 国家推进新一代信息技术与水务融合发展。近年来，国务院提出关于积极推进“互联网+”行动的指导意见、关于加快推进“互联网+政务服务”工作的指导意见、关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见等政策文件，要求互联网与经济社会各领域的融合发展进一步深化，充分发挥互联网在促进产业升级以及信息化和工业化深度融合中的平台作用，推进水环境质量信息公开，通过互联网实现面向公众的在线查询和定制推送。将互联网、物联网、云计算和大数据等技术在水务行业进行创新应用，提升水务基础设施智能化水平，实行精细化运行管理。 各部委借力新技术培育水务领域发展动能。工信部印发物联网、 6 工业互联网、5G、人工智能、区块链、增强现实/虚拟现实等新一代信息技术发展推进文件，推动新一代信息技术在更广范围、更深程度、更高水平上融合创新，培植壮大经济发展新动能，支撑实现高质量发展。以 NB-IoT 技术为例，要求推广 NB-IoT 在公共服务领域的应用，到2020年，NB-IoT网络实现全国普遍覆盖，面向室内、地下管网等应用场景实现深度覆盖。以水表智能计量、环保监测等领域为切入点，加快发展NB-IoT在城市公共服务和公共管理中的应用，助力公共服务能力不断提升。 各省（市）提出新技术行动计划助力智慧水务。为响应国家、部委推进技术产业布局，促进新一代信息技术融合发展的要求，各地就工业互联网、5G、大数据、人工智能、BIM等新技术的应用与发展提出行动计划，从研发、投资、生产、消费全产业价值链，助力智慧水务发展： 工业互联网：根据国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见，辽宁、内蒙古、山东、陕西、云南等地纷纷出台相关政策，推动工业互联网加快发展。开展工业互联网应用试点示范，建设跨行业、跨领域以及特定行业、特定领域的工业互联网平台。与大专院校、科研院所、环保企业联合开展产学研创新技术战略合作，建立智慧水务创新联盟。 5G：广西、贵州、山西等地为贯彻落实中共中央、国务院关于加快 5G发展的总体要求，加快推进5G新型基础设施建设， 7 深化5G场景融合应用，推进城市公共设施部件管理智慧化，在地下管网、水电气抄表等领域，推广应用5G低功耗物联网、智能传感器等技术。 大数据：重庆、福建、广东、内蒙古、山西等地制定大数据发展总体规划，推进大数据基础设施建设，开展城镇供水安全保障技术研究，重点开展城镇安全供水预警和监测技术、供水管道和地下水管智能检漏技术、“智慧水务”管理系统研究。 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发展总体规划（20202030年），要求利用新一代人工智能技术，创新智能服务体系，创新城市管理，搭建城市管理平台，完善涵盖大气、水、危废等领域的智能环境监测网络和服务平台。 BIM：上海市水务局发布上海市水务局关于推进建筑信息模型技术水务应用三年行动计划（2017-2019 年），围绕服务上海水利、供水和排水三大领域“全生命周期应用”目标，构建BIM技术水务应用信息共享平台，打造一批 BIM 技术水务应用的标杆，基本形成 BIM 技术水务应用管理体系框架，提升水务工程现代化的管理水平。 分区计量：2018年，辽宁省住建厅发布关于做好供水管网分区计量试点工作的通知，积极推进供水管网分区计量试点工作，建立管网漏损管控体系，实现供水管网精准控漏，降低城镇供水管网漏损，提升供水管理水平，保障供水安全。 8 北斗：河北、北京等地先后提出相关政策，重点利用北斗实时快速的精准时间和空间位置获取技术，依托建设基于北斗的市政物联网平台，实现市政管线(水、电、气、热等)基础信息获取、动态更新，以及在智能巡检、作业管理、设施普查等环节的全面应用，全面提升市政管网全生命周期管理、风险管控水平和防灾减灾能力。 VRAR：江西、河南等省陆续出台相关政策，拓宽VRAR产业的内涵和外延，推进基于 5G 的 VR/AR 在工业智能制造、智能管网、健康医疗、游戏娱乐、旅游体验、文化传播等领域应用，积极发展相关领域的可穿戴设备、智能硬件产品，提升制造领域相关行业的现代化水平。 数字孪生：国家关于推进“上云用数赋智”行动 培育新经济发展实施方案，将数字孪生提到了与大数据、人工智能、5G等并列的高度。雄安新区、上海临港新片区、南京江北新区、北京海淀区、舟山市、西咸新区、重庆市、长三角一体化示范区等地纷纷提出了地方性数字孪生城市的建设要求和实施方案，推动数字孪生技术在水网、市政基础设施、社会公共事业等方面的应用，加快提出水务行业的数字孪生解决方案。 （2）新基建与城乡供水一体化等发展要求带来大量资金支持 结合新基建发展要求，广东、吉林、云南等地提出新型基础设施建设实施方案，构建智能基础设施体系，高效升级智慧市政基础 9 设施。福建、黑龙江、辽宁等地坚决打好饮用水水源地保护攻坚战，提升城镇供水水质保障，提出水源地保护与供水安全保障实施方案。其中，黑龙江省累计投资123亿，全面提升全省城镇供水水质。 安徽省蒙城县、潜山市为推动城乡供水一体化工程，先后提出可行性研究报告，涉及投资额达 5500 万；浙江省也积极推进城乡供水，建设清洁供水数字化管理系统。同时，安徽、福建、天津等地，投入上亿资金，全面巩固提升农村供水保障水平，确保农村居民喝上安全、健康的饮用水。 在这种大背景下，从2017-2020年智慧水务非PPP项目金额变化情况（如图 1.1）中可以看出，各地区投资总额差异大，其中广东省投资额远超其他省份，项目投资金额高达2.7亿元，主要是由于广东省作为试点项目地区，率先开展智慧水务建设。广东省的成功经验为全国树立了成功样板，新的水务模式也会激励更多信息技术企业投身智慧水务领域，同时广东省通过平台+生态的模式可以不断提高水务治理新技术的孵化和突破能力。 图1.1 2017-2020年各省（市）智慧水务非PPP项目金额变化情况 10 （3）优化营商环境创造智慧水务良性发展生态 为贯彻落实国家政策、方针，加大城市基础设施领域补短板力度，住建部提出关于做好城市市政基础设施补短板项目储备的通知，以完善老旧小区配套设施为切入点，通过实施供水改造提升项目，重点解决居民的用水问题，对市政基础设施补短板项目提出具体实施意见。 全国各地政府单位依据国家与部委要求，结合自身实际，提出智慧水务相关的建设实施方案，营造良性发展生态。北京、福建、广东、海南、河北、江苏、内蒙古、山东、上海、浙江等地对智慧水务建设提出实施方案，对全省各单位、各市县、各部门的工作分工和目标提出明确要求。其中，江苏南京规划南京市智慧水务建设项目（2020-2021年度），总计投资7000多万。 一方面，随着5G技术、物联网、大数据、云计算及移动互联网等新技术不断融入传统行业的各个环节，全国各地的水务领域正加速推进“5G+智慧水务”等项目进程，充分激发了行业活力；另一方面，随着我国城市供水量的逐年增长、供水管网布局的日益复杂、水资源污染问题逐渐加剧，水务信息化建设亟需提升。以上两方面的建设为智慧水务市场带来大量的资金投入，2017-2020 年在智慧水务项目中（如图1.2所示），广东省2019年智慧水务非PPP项目金额高达8个亿。而投资金额多、经济效率高的PPP项目方式优势显著，占据智慧水务大半市场，仅江苏2019年的智慧水务PPP项 11 目金额就高达36个亿，约为全年智慧水务项目的47%。 图1.2 2017-2020年各省（市）智慧水务项目金额变化趋势 1.3.“新特征”，高质量发展势头强劲，“系统建设”向“全链智慧”跨越 1.3.1.各地供水管理单位建设热情高涨 随着水体综合整治、生态环境修复与管理、智慧城市、智慧校园等大型项目逐渐融入智慧水务元素，全国智慧水务建设项目个数逐年上升，各地智慧水务建设热情高涨。对中国政府采购网、中国政府购买服务信息平台上的智慧水务中标项目分析发现（如图 1.3所示），全国各省（市）智慧水务相关项目个数及建设金额逐年上升，2020年建设项目数量是2017年同期的6.1倍，智慧水务建设进入高速发展期。2017年仅有9个省（市）建设智慧水务，而到了2020年，数量增长至25个省（市），四年间增幅高达177%。与此同时，单一省（市）智慧水务项目建设个数逐年上升，2020年时，山东、浙江两个省建设项目个数均超过10个。 12 （a）全国智慧水务项目中标情况 （b）各省（市）智慧水务项目中标情况） 图1.3 2017-2020全国智慧水务项目个数与金额变化情况 从区域竞争来看，我国智慧水务相关业务的地域性特点较为突出，行业相关企业主要分布在华南地区以及华东地区，占比约67%，市场分布表现出较强的区域性特征。近四年来（如图1.4所示），东部地区率先开展智慧水务建设，项目总数及项目总额均处于全国前列，广东、浙江的智慧水务建设始终处于全国领先水平。 （a）全国智慧水务建设项目个数分布情况 （b）全国智慧水务建设项目金额分布情况 （c）全国智慧水务年建设项目个数变化情况 图1.4 2017-2020年全国智慧水务项目中标地区分析 13 全国智慧水务招标主体主要为市级单位（如图1.5所示），市级项目个数远超县级项目，占主导地位。智慧水务项目的招标主体存在逐渐下沉的情况，福建、广东、湖南等 16 个省（市）存在县级单位直接进行智慧水务相关项目招标的情况。就处于全国智慧水务建设前列的广东和江苏而言，其市级项目个数占比均更高；而从金额上看，江苏省县级项目的建设金额高于市级，是因为其县级项目涉及农饮水工程等PPP项目。 （a）全国智慧水务项目招标方情况 （b）各省（市）智慧水务项目招标方情况 图1.5 2017-2020年全国智慧水务项目招标方情况 1.3.2.智慧水务建设内容发生巨大变化 无论是水务企业信息化建设还是“智慧水务”建设，其核心目的都是提高水务企业的生产效率与管理效率，帮助管理者更好地实现精细化管理，为用户提供更优质、更便捷的服务，“智慧水务”是水务管理环节的一项重要技术手段，其建设内容与功能模块须符合水务企业现状，从解决当前存在的问题与经营管理目标出发。 （1）建设基础：智能互联硬件设施逐渐成为智慧水务建设的关键 14 对32个省市的政府采购网上2017年至2020年智慧水务的招投标项目（共189个项目）为样本进行智慧水务建设特征分析（如图 1.6）发现，硬件基础设施类项目占比最高，这是由于以物联网技术为核心的物联感知层是智慧水务建设的基础，通过在线仪表、RFID 及各类传感器等终端设备进行数据采集，实现从水源地到水龙头，从水龙头到排污口的全流程运营、管理、监控和分析的基本要求。在智慧水务相关的水表类采购项目中，2019年出现NB-IOT物联网水表采购项目，并且项目数量远超其他水表。由此可知，随着智慧水务的发展，传统的水表逐渐退出市场，取而代之的将会是更加智能的物联网水表，智能化硬件设备的研发与应用逐渐成为水司服务商的核心竞争点。 图1.6 2017-2020年智慧水务项目建设内容占比（%） （2）建设内容：从应用系统建设到综合性智慧化管理与服务平台 当前智慧水务项目更倾向于建设综合性平台，致力于解决水司的无纸化办公、提高办事效率，针对已经建立的业务系统，通过对 15 功能模块的完善来提升系统实用性和可操作性，满足管理单位实现精细化管理的需求。对智慧水务项目建设内容分析发现（如图 1.7所示），在 2017-2020 年建立的智慧水务项目主要分为六大类，分别是硬件、软件、工程、服务、硬件+软件、硬件+工程。其中，软件类项目个数逐年增多，占了所有项目的 80%以上，2020 年时突破了50个，这反映出水司及用水单位对系统运营管理的需求最高，越来越多的水司借助互联网手段实现了从水源到水龙头的全程实时监管，并推出智能化缴费、线上用户反馈等程序，大大提高了公众参与感。 （a）智慧水务建设分类项目个数分布 （b）智慧水务建设分类项目占比 硬件类：智能水表、供水设施等设备采购； 软件类：管网漏损、营收客服、大数据平台、GIS、SCADA等应用系统建设； 工程类：水体治理、水生态修复、提标改造等领域； 服务类：顶层设计、可行性报告等； 图1.7 2017-2020年全国智慧水务项目类型分析 （3）建设步骤：从“急用先行”到“顶层设计与标准先行” 智慧水务顶层设计直接影响到智慧水务的发展方向、总体目标、技术架构、重点任务和实施路径，构建智慧水务相关的技术标准和 16 管理制度体系，为智慧水务的落地建设提供方案设计。标准规范体系建设包括数据规范、技术规范、接口规范和管理规范，数据规范和技术规范用于指导水务信息资源的数据处理，接口规范为智慧水务项目对接提供标准规范的服务接口，管理规范引导信息系统建设者、运维者、使用者等各方协同办公。从 2017 年开始，智慧水务顶层设计、安全防护、新技术应用、数据应用项目逐年增多，在智慧水务建设过程中发现包括信息孤岛、系统安全等问题，需要建设单位重视顶层设计规划与水务系统安全。此外，随着互联网新技术的应用逐渐成熟、数据价值逐渐增长，其在水务领域也将得到更多的应用。 图1.8 2017-2020年全国智慧水务项目类型占比 （4）核心要素：始于“数据”成于“模型”，大数据中心建设与数据治理成为刚需 对不同采购方建设智慧水务的关注点分析发现（如图1.9所示），2017-2020 年间智慧水务项目建设的关键词前三分别为综合管理系统、智联供水设备、大数据平台与治理，名列前三。越来越多的政 17 府机构和水司意识到水务数据的重要性，通过对水务数据的治理和分析可以更深层次、更高效率的发现、诊断、处理供水问题，实现更进一步的智慧水务。另外众多供水管理系统自成体系、信息孤立，造成了管理困难。如何管理众多水务系统，打通孤岛，成为了智慧水务的工作难点，所以水务集团迫切需求研发出智慧供水管理平台，达到信息共享最大化。 图1.9 2017-2020年全国智慧水务项目中标关键词分布 18 （5）创新应用：基于水务大数据与新兴技术的智慧水务创新应用逐步繁荣 大数据、物联网技术、云计算技术等新兴信息技术的发展为智慧水务的技术实现奠定了良好基础，是保证感知内容充分全面、采集信息综合合理、作业时间有效、全生命周期进行工作的保证，便于大众进行预期设计的动态精细化管理，是现代化规划设计理念充分落实的关键。信息技术由被动支撑管理向融入水务管理模式的转变，推动了水务业务流程的再造，实现了全时段、精细化、广泛的管理体系建设，提高了水务管理机构的供水品质、供水质量和精细化效果，将传统的条块管理转化为现代精细协同化管理。 （6）安全保障：网络安全建设为基础、持续安全运营为保障已成趋势 在智慧水务建设过程中，网络安全问题至关重要，网络安全、安全运营等成为智慧水务建设的一大重点。各单位在进行智慧水务建设时，逐渐将网络安全纳入建设项目，建设项目个数由 2017 年的1个专项项目上升为2020年的6个专项项目，涨幅高达500%。从中标金额来看，2019 年金额最多，这是由于深圳市智慧水务及“智水苏州”综合性项目涉及金额较高，将网络安全建设作为重点。网络安全项目建设的主要内容有信息安全、系统安全、网络安全、数据安全、安全体系、安全组件与安全测评，水务企业更注重网络安全系统的整体建设（包括信息安全、安全体系、系统安全和网络 19 安全）。 （a）总体建设情况 （b）建设内容占比 图1.10 2017-2020年全国智慧水务项目安全建设情况 20 2.新阶段下智慧水务建设能力环境分析 2.1.智慧水务建设单位现状 面对日益严格的水资源管控与多水源智能调度的业务需求，水资源调度中心、城市自然资源和规划信息中心、住房和城乡建设局、水务和湖泊局、市政管理处、“三供一业”建设部等政府机构首先意识到智慧水务建设的必要性，率先开展应用新型互联网技术的智慧水务项目建设以实现智能化管理。 政府机构和水务企业为建设主体的智慧水务建设项目占比达80%以上（如图2.1所示），在智慧水务硬件、软件、工程、服务、硬件+软件类项目中，政府单位所占招标比例最大。并且，政府招标的工程类项目金额远超其他项目，其次是软件类项目。在政策驱动与技术发展下，水务企业也逐渐成为智慧水务建设新主体。从2017年开始，政府机构采购项目所占比例逐年减少，而水务企业作为智慧水务建设主体的采购项目占全部建设项目的比例逐年增多，并在2020年超过政府机构。 （a）不同采购方类别项目数量与金额分析 （b）采购单位形式变化情况 图2.1 2017-2020年全国智慧水务项目不同采购单位的变化情况 21 不同建设主体对智慧水务的建设需求不同，其对应的建设内容与建设金额也不尽相同，以水务企业为例，中小型水务公司通常侧重于业务应用的信息化规划，特别是生产运维线或客户服务线等专题业务应用规划，大型水务公司则侧重于实现现代化的企业运营与管理，战略发展、资源管控与业务应用管理并重。如图 2.2 所示，在2017-2020年的智慧水务建设项目涉及金额差异较大，其中，建设金额为百万量级（项目金额：100万1000万）的项目数量最多，而1亿以上的特大型项目数量最少。 图2.2 2017-2020年不同金额区间智慧水务项目数量分析 政府机构作为招标主体的建设项目金额较高，主要为水体综合整治类项目；而体量较小的智慧水务建设项目多由水务企业直接招标，侧重于各类业务系统的建设（如图2.3所示）。特大型项目（项目金额1 亿）主要为水体综合整治类的 PPP项目，注重精细化供水管理、节水用水管理、数据管理等系统建设；大型项目（项目金额1000万-1亿）主要为市级项目（占比97%），重视系统集成、供 22 水基础数据建设、大数据采集与创新应用系统建设，以及工艺设备、超声波水表、智能水表等硬件采购；中小型项目（中型：项目金额100-1000 万；小型：项目金额100 万）大多为综合管理系统建设（分布占比77%和79%），主要包括营业收费系统、安防系统、管网GIS系统等单个应用系统的建设。 （a）智慧水务特大型项目建设内容分析 （b）智慧水务大型项目建设内容分析 （c）智慧水务中型项目建设内容分析 （d）智慧水务小型项目建设内容分析 图2.3 2017-2020年全国智慧水务项目建设内容占比分析 智慧水务项目招投标过程中，除单一供应商这一形式外，还存在多公司联合的联合体应标形式，行业内企业与大型公司构成的联合体逐渐成为应标热门单位。结合2017-2020年智慧水务公开招标情况分析发现（如图2.4所示），单一公司中标比例远超联合体中标。全国大部分省（市）更倾向于选择单一公司应标，而湖南、甘肃、湖北三地招标主体则偏向于联合体应标的形式。在 2017-2020年的115个软件类智慧水务建设项目中，单一公司中标占比90%， 23 招标主体更倾向于选择具备专业技术能力的软件公司进行项目建设。硬件+工程、服务、工程类项目体量较大、涉及建设内容复杂，单一公司无法满足建设需求，需要联合体共同建设。 （a）全国智慧水务中标方总体情况 （b）智慧水务分类项目中标方情况 图2.4 2017-2020年各省（市）智慧水务项目中标方情况 随着智慧水务项目及参与企业的增多，行业内部企业重组也逐渐加剧。全国水务企业纷纷建立旗下的水务科技公司，据不完全统计，2017至2020年间，全国水务企业独资或合资成立的下属科技子公司共 23 家，主要分布在江苏、福建、陕西、河北等地（附表1），开展科技推广和应用服务业、软件和信息技术服务、研究和试验发展等业务。通过所成立的水务科技公司进行智慧水务相关软硬件研发和水务新技术研究，实现产学研一体化，助力水务企业智慧水务建设。 2.2.新时代下智慧水务建设要素分析 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，提高城市水系统管理水平和运行效率，是中国水务行业向智慧化的方向发展 24 的必然趋势。 新时代下，智慧水务建设需要具备以下四大基本要素： （1）战略层面 智慧水务建设需要顶层规划，统筹建设。目前大量投巨资建设的智慧水务系统徒有其表，因为数据分散、缺少关联性或不匹配、不兼容，只支持简单应用，甚至建起即闲置，资源利用率极低，且信息处理局限于子部门，信息孤岛现象严重。因此需要在建设初期进行顶层规划，结合水务公司的业务战略与IT战略，对应用架构、数据架构、业务架构与技术架构进行设计，统筹建设智慧水务。 （2）技术层面 智慧水务建设需要统一标准、框架。当前各地智慧水务建设缺乏统一的认识和标准的模式指导，甚至有些地方盲目跟风上马政绩工程，对应建设、适合建设什么系统尚不明确，因此需要完善智慧水务建设、运维标准体系，指导智慧水务建设，保障智慧水务建设在技术上实现全系统统一架构、灵活扩展、数据打通、安全可靠。 智慧水务建设需要ICOT全技术栈能力。在源头、龙头各个阶段都需要实现智慧化管理，例如水源管理、二供管理、DMA、防汛调度等，要实现智慧水务，离不开云计算、物联网、大数据、边缘计算等新技术的支撑，并要求信息技术（IT）、通信技术（CT）与运营技术（OT）之间高度融合。 25 图2.5 智慧水务新技术要求 （3）管理层面 智慧水务建设需要挖掘数据，调整组织架构，建立运维保障体系。智慧水务建设时积累的大量数据，需得以充分利用，对海量数据进行融合共享，通过数据挖掘和数据分析支撑决策，提升水务运营绩效。同时，随着智慧水务的建立，其业务流程发生解构重塑，企业内部也需进行相应调整，建立运维保障体系，保障已建智慧水务系统的安全稳定与持续性运行，充分发挥系统功能与价值。 （4）人员层面 智慧水务建设需要涵盖 IT、水务、制造、网络安全等多领域的复合型人才。当前，对于智慧水务解决方案提供商而言，缺少大量懂智慧水务研发、服务、管理的人才；对于水务企业等智慧水务应用者而言，同样缺少懂智慧水务使用、维护、管理的人才。因此，需要引进培养涵盖IT、水务、制造、网络安全等多领域的复合型人才，实现行业壁垒的打通与技术的融合，助力智慧水务建设与运维。 26 2.3.智慧水务供应商能力要求分析 基于新时代下智慧水务建设需求及建设要素分析，智慧水务项目建设主体在选择供应商及合作伙伴时应从以下方面综合考虑： （1）全局规划能力。 可提供详尽的咨询规划服务，规划方案应结合企业战略、组织治理和业务现状等多方面。 （2）全业务链产品/解决方案。 可提供覆盖水务从源头到龙头的全业务链产品/解决方案，且产品/解决方案可实现数据整合共享与跨系统的应用和业务集成。 （3）数据标准与流程标准。 可提供涵盖边缘智能平台、统一接入平台、基础公共平台、数据中台的共享物联平台，转化数据资产，赋能水务运营。 图2.6 智慧水务供应商/合作伙伴能力要求 综合性智慧水务的建设需要建设方具备“平台+软件+硬件+物联网+服务”五位一体的能力要求。具体包括：对水源/水厂/管网/营 27 收客服相关系统与模块、综合联动调度平台、智慧客服、二供综合管理平台、远程在线监控、水务业务一体化办公门户等软件的开发与部署能力；对水厂/泵站/二供设备、直饮水设备、泵房设备、远传水表/流量计、服务器、大屏、数据中心等相关硬件设备的生产能力；对五合一边缘智能网关、智能传感器、工业控制器、智能水厂监控、网络等物联网解决方案的应用能力；对边缘智能平台、公共服务平台、统一接入平台、数据中台、IoT设备管理平台等平台的建设与运维能力等，同时需具备集调研诊断、规划咨询、标准建设、专业培训及运