摘要：城市供排水管网一体化信息化建设是当前水务管理的发展趋势。本文阐述了武汉众智鸿图科技有限公司供排水管网信息化建设的一体化思路，通过整合城市供排水管网数据资源，并基于统一部署架构建立基于GIS的综合管控平台实现供排水企业日常业务应用和运营分析，构建水务企业运营闭环体系，实现企业卓越运营的目标。实践证明供排水管网一体化信息化建设相比传统分开建设模式有着巨大的优势。
关键词：供排水，管网，信息化，一体化，思路
1.引言
城市供排水管网作为城市重要的基础设施之一，是城市功能的重要组成部分，与城市环境、居民生活和工业生产息息相关[1]。城市供排水管网在地下形成纵横交错的巨大网络，具有相当复杂的空间关系和属性信息，通过建立管网信息化系统科学高效管理供排水管网有助于提高水务企业管理、决策、服务水平在行业内已达成广泛共识。
在供排水管网信息化建设上，目前国内外均集中在与人们生活更加紧密的供水管网上，对排水管网实行粗放式管理。在上个世纪80年代，随着GIS（Geographic Information System，地理信息系统）技术的迅速普及，国外一些发达国家已建立起专业的供水管网GIS系统，而且已经进入专业化应用和商业化生产阶段[2-4]。我国城市供水管网GIS系统的建设开始于上个世纪90年代末，如北京、上海、广州等大城市和无锡、常州、佛山等中小城市相继开展供水管网GIS系统的建立工作[5-7]。但由于供排水系统通常隶属于不同的管理部门，受部门间管理职能等因素限制，使得各个系统间信息无法有效交互，很难实现资源共享，造成一体化管理困难。
随着城市水务一体化建设工作的推进、业务的不断发展和信息化建设的要求，实现供水、雨水、污水管网的一体化、信息化、现代化管理是发展方向。如上海、深圳、苏州、厦门等城市纷纷成立了水务集团，将城市的给水与排水管网纳为一体来进行管理[8,9]。供排水管网一体化朝着统一规划、综合管理的方向发展是当前水务管网管理的发展趋势，通过利用最新技术手段建立高效稳定的供排水管网一体化信息系统，充分利用互联网技术和信息集成技术实现信息资源共享，使供水与排水各个经营管理过程间的信息畅通无阻，有助于水务工作整体效能的提升。
2.一体化建设思路
给排水一体化是指包括供水管网和排水管网在内的城市供水处理系统和排水系统的生产、经营和管理一体化，其目的是协调城市供水与排水之间的关系，使市政水务企业在保证供水安全和减少城市水环境污染的前提下，尽可能降低成本，取得较大的经济效益[10]。
众智鸿图城市给排水管网一体化信息化建设思路具体表现在一体化数据资源整合、统一部署架构、一体化综合管控平台建设、闭环运营体系建立四个方面。通过整合城市供排水管网数据资源，实现监测数据、基础数据、业务数据的统一管理和共享，并基于统一部署架构建立基于GIS的综合管控平台实现供排水企业横向跨部门、纵向跨级别的业务协同，在运营机制上通过建立闭环体系，实现企业卓越运营。
供排水一体化建设思路
2.1 一体化数据资源整合
众智鸿图供排水管网数据资源是信息化管理系统建设的核心，不仅包含供排水丰富的管网属性信息，还包含管线地下地理位置和空间相对位置等一系列复杂的空间信息，是一套庞大的数据集合体，数据组织在一起后存储量可达到GB甚至TB级别。通过供排水数据资源的整合，将供水管网数据、雨水管网数据、污水管网数据及业务数据各部分采用数据仓库技术统一组织，通过数据交换技术进行数据交换，实现地理要素的空间数据和属性数据的相互连接，告别信息孤岛，实现监测数据、基础数据、业务数据的共享和业务协同。
一体化数据资源整合示意图
2.2 统一部署架构
众智鸿图秉持“节约资源、信息共享、一体化管理”的理念，为了实现水务数据统一采集、解析、管理和入库，以及横向跨部门、纵向跨级别的业务协同机制，供排水一体化信息化建设采用统一部署方式进行构建，为确保地形图、供排水管线等具有敏感性的数据要素信息不被非法获取和访问，通常采用专网通讯连接。但由于供排水企业一般管辖整个城市的供排水管网，管辖范围大，且使用对象包括下属多家相关单位，为了保障数据的高效获取和维护，部署架构建议采用“统一构建，多节点部署，分别应用”“分区域、分类型权限管理”的原则进行系统的构建，通过多区域管理模式实现不同的区域用户可以获取该区域的数据服务，并通过权限控制查看、编辑和维护该区域内的数据服务。集中部署和多节点部署这两种方式均是在统一部署架构基础之下进行的，统一部署架构实现企业网络连接在结构上的简化，从而形成以实时和关系数据库为中心的数据集成环境，为实现数据的统一获取和资源共享的目标奠定了基础。
统一部署架构示意图
2.3 一体化综合管控平台建设
供排水综合管控平台将围绕供排水数据中心而建设，满足水务企业管网信息化管理的需求和业务协同办公，系统能存储全部供水及排水管网图形和属性信息，并可随时更新，能方便对管网信息进行双向查询，能对自来水爆管事故提出应急方案与工程意见，并可以利用平台对供水管网漏水区域进行预测定位，对污水排放是否达标进行监控等功能。无论是动态信息还是静态信息，还是空间分析结果展示，他们都和其实体所在的地理位置密切相关，利用GIS技术能将供排水管网的各种信息进行有效聚合，因此构建以GIS为平台的供排水信息综合、分析和决策的综合管控平台是最佳选择，在平台基础上为企业提供更深层次的信息化应用。
构建在GIS平台上的综合管控平台，满足水务企业日常业务应用，包括管网GIS系统、设备管理系统、业务管理系统、生产管理系统、综合服务系统和大数据决策系统6个子系统。这6个子系统均具有相对独立性，他们既可以独立工作，也可以协同运行。
2.3.1 管网GIS系统
建立统一的“管网GIS系统”，整合游离分散的各项应用功能，建立面向全公司业务部门的统一应用平台，实现如下功能：数据更新入库、高效管理；整合和集成现有各自分散的系统，实现数据共享和信息交互；形成统一的规范标准，使今后开发的信息系统能够以插件式或服务调用的方式简单接入GIS电子地图服务，实现集约化、一体化管理，减少资金投入；为各业务部门提供公共应用功能，避免重复建设，资源浪费；实现门户网站与内部管理信息系统的信息互动；为各部门开展工作业务协同提供统一的基础平台。
2.3.2 设备管理系统
对供排水设备设施进行全程跟踪，涵盖从设备设施购入到使用直至报废的全生命周期管理。系统可以结合条码、二维码、RFID技术，赋予每个实物唯一设备设施标签，可对设备设施的各种属性进行查询、变更记录查询，支持自定义、模糊、多维度等方式查询。
2.3.3 业务管理系统
建立水司业务管理系统，旨在通过外勤手持终端和后台管理平台，构建水司巡检、抢维修、阀门管理、检漏、智能抄表、二次供水、工程管理等业务的流程化串联、内外勤一体的高效管理，实现业务从制定-分派-执行-反馈的闭环管理，帮助水司实现业务过程全局掌握、环节流转进度监控、人员绩效量化评价、管理机制系统规范，提高职工工作效能，提升企业管理水平。
2.3.4 生产管理系统
整合集成水司各类业务系统（热线系统、抄表系统、营收系统、生产调度系统、增压泵站自控系统、二次供水监控系统等）数据，各系统间根据数据存储方式或者是否有开放接口服务，有针对性选择调用服务或者数据库同步的方式进行数据集成对接，实现数据的同步共享。并采用GIS可视化表现、图表可视化展现等技术手段，实现各类业务信息的综合展示。
2.3.5 综合服务系统
综合服务系统实现用户与系统、跨部门用户间交流。综合服务系统包括内外两个门户，其中内部门户是企业员工的信息入口，外门户是客户和公众服务渠道。员工通过内部门户可以实现单点登入、统一任务待办、日常事务处理等功能；客户通过外部门户可以实现网上报装、缴费、查询等自助服务业务。
2.3.6大数据决策系统
水务KPI（Key Performance Indicator，关键绩效指标）是通过对水务企业组织内部的生产、运行、管理、服务等关键参数进行设置、取样、计算、分析，衡量水务运行管理绩效的一种目标式的量化指标。各级管理人员掌握当前企业各项管理的运行状况，为后续的企业改进与优化提供决策与参考支持。
KPI的分析依赖于日常各类信息系统积累的海量业务数据与空间数据，通过建立水务大数据仓库，结合联机分析处理（OLAP）和数据挖掘技术，实现各类KPI的智能分析与统计报表的生成。
水务KPI指标可以分为决策指标、管理指标与服务指标，不同岗位不同级别的人员可以授权查看到自己关心的相关指标。这些指标主要体现如下：
（1）决策性指标（如：产销差、漏损率、回收率、原水总量、出厂总量、售水总量、重大事件处置率等）；
（2）管理性指标（如：管网运维指标、抢修指标、工程管理指标等、水表周检率、设备完好率等）；
（3）服务性指标（如：报装率、开立户率、热线用户投诉率、处置率、维修及时率等）。
2.4 闭环运营体系建立
综合管控平台的建立将原来零碎的业务点整合成综合管控体系，对供排水管理业务的全过程进行信息化辅助，通过对供排水业务执行情况进行大数据分析，分析供排水业务在空间、区域上的同比、环比以及目标管理执行情况，辅助管理人员协调调度，并不断提升优化管理业务。构建供排水业务“指标监控—业务分析—协调调度—优化提升”的闭环管理，实现闭环运营支撑体系。
3. 一体化建设优势
供排水管网一体化信息化建设相比传统的独立建设模式具有巨大的优越性，主要表现为在建设前可以统筹供排水规划发展，节省投资；建设中优化企业资源配置，实现企业资源共享；建设后通过大数据分析，助力企业供排水数据增值应用。具体建设优势表现如下：
（1）促进供排水统筹有序规划发展，将供排水信息化建设纳为一个整体进行统一规划，不仅可以节省投资成本，而且从组织层面使规划进程有序、高效，以供水信息化的发展进程带动排水信息化的发展，实现供排水一体化协同有序发展。
（2）优化水务企业资源配置，实现设施资源、平台资源、人力资源、技术资源等企业资源的优化共享。通过共用机房、服务器、交换机等硬件资源，以及应用支撑平台、地理信息平台、数据库等软件资源，实现基础设施统建共用，避免重复建设，节约成本；通过建立企业级信息中心平台，从根本上解决水务企业信息孤岛问题，实现监测数据、基础数据、业务数据的共享，实现平台资源的互通共享；在信息化业务管理和执行上，通过将供排水业务统一管理，可以精简从管理部门到业务职能部门以及业务执行人员部分业务职能重叠人力资源，如在一体化信息化管理后，管网巡检、维修等工作人员可以兼顾供排水管网的巡检、维修任务，实现人力资源优化配置，有利于降低运营成本，提高经营效益；通过将供排水各自信息化建设的优势通过借鉴共享，如排水检测机器人、供水分区漏损计量等一些好的理念和超前的技术相互借鉴利用，共同促进供排水一体化的信息化发展。
（3）助力企业数据增值应用，供排水管网数据和业务数据是企业运营积累的宝贵财富，通过从海量的供排水数据中，建立相互关联的分析模型，如供排水流量分析、水质分析、水平衡分析、事故预警分析、风险评估分析等，从关联数据中挖掘有价值的信息，辅助水务集团实现生产运行管理规范化，工艺优化调度自动化，综合运营管理智能化的目标。
4. 一体化建设实践
城市供排水管网一体化信息系统以精细化和智能化的方式对供排水系统的调度、运营和服务流程进行管理，该解决方案已成功应用于昆山水务集团有限公司、苏州水务集团有限公司等水务企业的运营管理中，并取得了良好的应用效果。
4.1 昆山水务集团一体化建设实践
昆山市水务集团有限公司成立于2015年7月，主要承担全市供排水安全保障与经营服务，供排水管网建设与维护，水务项目建设、运营、管理，国有资产保值增值等职责。集团下属三家全资子公司：自来水集团有限公司、污水处理有限公司、琨澄供排水管网有限公司，其中自来水集团有限公司实行饮用水源保护、自来水生产供应一体化运行管理；琨澄供排水管网有限公司承担全市雨水、污水、供水管网设施统一建设维护；污水处理有限公司主要承担市区城市污水的收集、处理和达标排放。
随着昆山市自来水集团有限公司业务发展和信息化建设的需要，昆山市自来水集团有限公司需要通过引入污水、雨水管线的管理，并需要将供水管线数据运用到水司各项业务工作中，集团采用当前先进的技术手段建设新型的三水合一的综合管网管理共享开放系统成为必然的选择。昆山水务集团通过建立供水、污水、雨水管线空间数据库，为城市饮用水安全、防汛排涝、排污管理等工作提供完整、准确的信息支撑；建设昆山市自来水、污水、雨水的综合管网信息系统，实现地下管线入库、查询、调阅、管线编辑、统计分析、断面生成、打印输出、巡检管理、信息集成等功能，实现综合管网与规划管理部门的空间基础信息的信息共享，切实为供排水管网规划、建设、维护各个阶段提供信息服务，实现水务综合管网管理的科学化、现代化、信息化。
4.2 苏州水务集团一体化建设实践
苏州市供排水管理处、苏州水务集团有限公司分别作为供、排水行业监管部门与日常运营部门，负责供排水日常业务的处理、运行监管、监察等职责。苏州水务集团有限公司主要承担苏州市区自来水生产、输配及服务，污水收集处理及达标排放、水务项目投资、市政设计与建设等相关业务；苏州市供排水管理处负责全市排水行业的业务指导、监督和检查。
苏州水务集团集供水、排水运营职能为一体，对管辖区域内的水务统一管理，水务管理一体化管理的趋势充分显现。通过苏州市供排水一体化管理系统的建设，使数字化的管网成为数据综合展示与共享的基础，并依靠供排水管网综合管理系统平台将多个业务数据架构在一个“中心端系统”上，通过各单位的业务需求，授予相应的权限，满足供、排水管网数据的综合展示、查询功能、辅助分析、辅助决策以及管网巡检等功能。一方面实现管网数据的综合应用，一方面通过有效的管理方式和手段实现供排水系统安全有序运行，供排水管网综合管理系统平台对内进行系统整合，对外可发布为外部系统所调用的数据及服务接口，实现“数据同源”、“一次开发”、“多处可用”。
供排水一体化系统的建设解决了水务集团及供排水管理处业务信息资源建设脱节、资源共享程度不够、集约化程度不强的问题，促进水务一体化管理，带动水务现代化，为水务行业精细化、动态化管理提供重要支撑，开创苏州水务集团管理工作的新局面。
5. 结语
基于GIS的供排水管网一体化信息系统来管理城市供排水系统已经达成行业共识，实践也证明供排水一体化解决方案能帮助水务企业更有效地进行水务管理，一体化运营管理模式值得在各水务企业推广发展。随着技术的不断发展，供排是一体化管理其内涵也在不断地被丰富，我们期待水务企业要勇于创新改革，给予供排水一体化更多的关注，也期盼行业内各水务信息化企业去推动建设，共同推行水务信息化事业朝着更加集约化、协同化、智慧化的方向发展。只有出现更多成功建设的案例，才能引起更多的关注与投资，更有效地推动供排水一体化建设，让供排水一体化信息化真正服务于民、惠及于民。
电话：027-87968318
