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諾順?biāo)軜I(yè)
ChatGPT掀起了全球范圍內(nèi)的AI浪潮，文心一言、PaLM2、LLaMA2……等AI大模型緊隨其后，“百模大戰(zhàn)”將人工智能(AI)推向了舞臺(tái)中央。不可否認(rèn)，隨著算力、算法、數(shù)據(jù)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(bào)告(WWDR)也強(qiáng)調(diào)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(jī)會(huì)。
供水企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型正在進(jìn)行中，不少領(lǐng)先的供水企業(yè)正在通過(guò)數(shù)字技術(shù)、業(yè)務(wù)、組織的融合持續(xù)推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)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(shù)字化轉(zhuǎn)型的政策背景如何？在供水企業(yè)加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，各路資本紛紛下場(chǎng)，市場(chǎng)呈現(xiàn)了哪些競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)？而作為熱門(mén)數(shù)字技術(shù)，AI在供水行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中又有哪些應(yīng)用？改變了哪些業(yè)務(wù)？
01 政策、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)數(shù)字化轉(zhuǎn)型
政策是推動(dòng)城鎮(zhèn)供水行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵因素之一。近年來(lái)，國(guó)家出臺(tái)了一系列政策以支持和促進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的發(fā)展。2023年2月，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《數(shù)字中國(guó)建設(shè)整體布局規(guī)劃》明確指出，數(shù)字中國(guó)建設(shè)是數(shù)字時(shí)代推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化的重要引擎。
數(shù)字中國(guó)成為國(guó)家戰(zhàn)略，而數(shù)字中國(guó)的建設(shè)又涉及到不同政策延續(xù)和共建，例如智慧城市建設(shè)、數(shù)據(jù)要素流通市場(chǎng)構(gòu)建，以及國(guó)企改革對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)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(qū)動(dòng)要素、應(yīng)用領(lǐng)域、行業(yè)主體等方面出發(fā)，構(gòu)建了城鎮(zhèn)供水行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)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(fù)責(zé)在宏觀管理層面統(tǒng)籌數(shù)字中國(guó)建設(shè)，國(guó)家發(fā)改委統(tǒng)籌推進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展，工信部負(fù)責(zé)推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)實(shí)融合建設(shè)，而各行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型依舊由原本主管單位推動(dòng)和管理，城鎮(zhèn)供水行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型仍由住建部主要負(fù)責(zé)。
整體而言，在數(shù)字中國(guó)、智慧城市、國(guó)企改革等等戰(zhàn)略的背景下，城鎮(zhèn)供水行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型對(duì)于實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展、智慧城市建設(shè)等目標(biāo)至關(guān)重要，數(shù)據(jù)是其核心驅(qū)動(dòng)要素，而相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的成熟，也是引導(dǎo)轉(zhuǎn)型進(jìn)程的關(guān)鍵因素。
當(dāng)前，供水行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型及智慧水務(wù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以團(tuán)標(biāo)、地標(biāo)為主，國(guó)標(biāo)和行標(biāo)體系尚未成型。有關(guān)協(xié)會(huì)或者企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化探索率先開(kāi)始，但受到延續(xù)性和復(fù)雜性等多種因素的制約，難以建立標(biāo)準(zhǔn)體系，而行標(biāo)和國(guó)標(biāo)出臺(tái)需要考慮多方因素且周期漫長(zhǎng)，在此過(guò)程中，地標(biāo)兼有統(tǒng)籌規(guī)劃和靈活先進(jìn)的特點(diǎn)，可能會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)得到較快發(fā)展，引領(lǐng)地方城鎮(zhèn)供水行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型試點(diǎn)工作。相關(guān)的團(tuán)標(biāo)在近幾年也因受到政策鼓勵(lì)、能及時(shí)反應(yīng)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(xiàn)。
從國(guó)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(biāo)準(zhǔn)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(guó)標(biāo)和行標(biāo)對(duì)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(nèi)相關(guān)國(guó)標(biāo)、行標(biāo)出臺(tái)較為困難。
從地標(biāo)來(lái)看，總體而言，除北京外，成體系的地方智慧水務(wù)標(biāo)準(zhǔn)較少。在北京市水務(wù)局的智慧水務(wù)發(fā)展研究院主導(dǎo)下，北京智慧水務(wù)體系較為完善，智慧水務(wù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)出臺(tái)，而其他大多地標(biāo)都是針對(duì)某一方向進(jìn)行單個(gè)或幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)制定，同時(shí)具有明顯地區(qū)差異。例如，北京之所以能夠建立標(biāo)準(zhǔn)體系，離不開(kāi)北京水務(wù)局統(tǒng)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(biāo)符合供水行業(yè)屬地性的特征，尤其在短期內(nèi)，可以替代國(guó)標(biāo)和行標(biāo)的部分引領(lǐng)作用。
從團(tuán)標(biāo)來(lái)看，水協(xié)制定了相對(duì)豐富的智慧水務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系制定計(jì)劃，其他協(xié)會(huì)多以自己或編寫(xiě)單位的方向?yàn)橹鳎瑐?cè)重編制團(tuán)標(biāo)，同時(shí)具有明顯地緣性質(zhì)，多為單體式、一次性標(biāo)準(zhǔn)，尚未形成標(biāo)準(zhǔn)體系。從制定主體來(lái)看，團(tuán)標(biāo)短期內(nèi)難以形成體系，但在前沿探索方面充當(dāng)了先行者角色，在細(xì)分領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化方面發(fā)揮著重要作用。
02 250億元市場(chǎng)，項(xiàng)目呈現(xiàn)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(xiàn)爆發(fā)式的增長(zhǎng)，E20供水研究中心綜合國(guó)內(nèi)外多個(gè)行業(yè)機(jī)構(gòu)測(cè)算方法認(rèn)為，2023年我國(guó)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(dá)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(xì)分領(lǐng)域，不少傳統(tǒng)水務(wù)企業(yè)也繼續(xù)深入布局智慧水務(wù)相關(guān)賽道，據(jù)行業(yè)媒體報(bào)道，從2020年11月到2023年7月，在全國(guó)范圍內(nèi)水務(wù)企業(yè)成立的下屬智慧水務(wù)科技公司總數(shù)已經(jīng)從41家增長(zhǎng)到72家，增速遠(yuǎn)超過(guò)往年份。
2023年，隨著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、國(guó)企包括水務(wù)行業(yè)傳統(tǒng)供應(yīng)商在此加碼布局，以人工智能為應(yīng)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(xù)打造了廣州白云區(qū)智慧水務(wù)+智慧水利平臺(tái)項(xiàng)目與小浪底數(shù)字空生工程知識(shí)平臺(tái)等代表性項(xiàng)目。2023年，隨著文心一言的推出，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(tái)、水務(wù)知識(shí)平臺(tái)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(tái)加強(qiáng)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(shù)字化底座和智能調(diào)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(shè)備、軟件系統(tǒng)、整體解決方案等等，產(chǎn)品和技術(shù)具備多科學(xué)性和復(fù)雜性，根據(jù)E20供水研究中心對(duì)重點(diǎn)智慧水務(wù)相關(guān)企業(yè)參與的招投標(biāo)項(xiàng)目進(jìn)行匯總分析，可以得出我國(guó)智慧水務(wù)市場(chǎng)的項(xiàng)目呈現(xiàn)著三個(gè)特點(diǎn)：
一是系統(tǒng)平臺(tái)類(lèi)的軟件產(chǎn)品，相關(guān)供應(yīng)商的項(xiàng)目數(shù)量占比最多，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。從服務(wù)產(chǎn)品的類(lèi)型來(lái)看，系統(tǒng)平臺(tái)類(lèi)的軟件產(chǎn)品最多，占比超過(guò)50%，硬件設(shè)備其次，咨詢等其他類(lèi)型占比較小。乍一看，系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)是智慧水務(wù)涉及的主要項(xiàng)目，相關(guān)供應(yīng)商發(fā)展前景較好，但其實(shí)同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)非常嚴(yán)重，亟需提升產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力沖出重圍、實(shí)現(xiàn)破局(更多供水行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型市場(chǎng)詳盡分析，請(qǐng)見(jiàn)《城鎮(zhèn)供水企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型專題報(bào)告》，該報(bào)告將在9月13日開(kāi)幕的2023供水高峰論壇上發(fā)布)。
系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)具有可擴(kuò)展性和適應(yīng)性、持續(xù)軟件升級(jí)、低成本、有助于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)等優(yōu)勢(shì)，由此可以帶來(lái)更加廣闊的市場(chǎng)需求。然而也必須認(rèn)識(shí)到硬件設(shè)備以及咨詢和配套服務(wù)的重要性，相比市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的系統(tǒng)平臺(tái)類(lèi)產(chǎn)品，這些支撐產(chǎn)品發(fā)展相對(duì)落后，一定程度上也制約著系統(tǒng)平臺(tái)的價(jià)值釋放，只有產(chǎn)品有機(jī)結(jié)合發(fā)展，才能實(shí)現(xiàn)更有效和可持續(xù)的解決方案。
二是供應(yīng)商發(fā)展隨項(xiàng)目需求增長(zhǎng)而提速，而在領(lǐng)先的省市中又存在差異。結(jié)合項(xiàng)目的分布空間，從供給端來(lái)看，供應(yīng)商發(fā)展隨項(xiàng)目需求增長(zhǎng)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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯，但集中度不高，在不同細(xì)分領(lǐng)域有不同的優(yōu)勢(shì)供應(yīng)商企業(yè)，而上海、浙江等地總體項(xiàng)目數(shù)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(cè)來(lái)看，供水企業(yè)需要明確自己的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境目標(biāo)，理解數(shù)字化轉(zhuǎn)型數(shù)字驅(qū)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(xù)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)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(shù)字化階段和不同特點(diǎn)的水司遵循不同的數(shù)字化轉(zhuǎn)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(shù)字化
在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的政策背景和市場(chǎng)環(huán)境下，AI的應(yīng)用加速了業(yè)務(wù)數(shù)字化的過(guò)程，并持續(xù)推動(dòng)從供水行業(yè)完成從“數(shù)字化”到“數(shù)智化”的升級(jí)。
AI在漏損檢測(cè)方面的應(yīng)用
AI可以通過(guò)監(jiān)測(cè)供水設(shè)備和系統(tǒng)的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的損壞設(shè)備，并采取相應(yīng)的措施來(lái)保障用水服務(wù)。在許多發(fā)展中國(guó)家，最大的水量浪費(fèi)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(guó)際水協(xié)和百度聯(lián)合發(fā)布的《人工智能賦能數(shù)字水務(wù)》中預(yù)測(cè)，僅檢漏可為全球的公用事業(yè)每年節(jié)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(tuán)隊(duì)，派人工去檢查管道和水流。這將會(huì)涉及人員出現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)輸特定設(shè)備，使用一個(gè)困難或危險(xiǎn)的接入點(diǎn)，或者可能出現(xiàn)根本無(wú)法檢查管道的情況。然而現(xiàn)在，人工智能有望并正在改善這一過(guò)程，人工智能系統(tǒng)將不斷檢查進(jìn)出水的流量、評(píng)估管網(wǎng)的狀況、并為該供水公司提供整個(gè)供水系統(tǒng)的實(shí)時(shí)報(bào)告。
再例如，某小區(qū)通過(guò)人工智能平臺(tái)判漏定位，發(fā)現(xiàn)為DN300水管出現(xiàn)滲漏，現(xiàn)場(chǎng)挖掘后研判漏點(diǎn)至少為7噸/小時(shí)。經(jīng)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，該小區(qū)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(jié)水10.4噸，一天可節(jié)水249.6噸，一個(gè)月可節(jié)水7488噸。
AI在水質(zhì)監(jiān)測(cè)和分析方面的應(yīng)用
AI可以通過(guò)監(jiān)測(cè)水質(zhì)數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，幫助識(shí)別潛在的水質(zhì)問(wèn)題，如污染物和細(xì)菌的存在。AI還可以預(yù)測(cè)水質(zhì)變化趨勢(shì)，提前采取措施保護(hù)水源和確保供水安全。
給排水管、水庫(kù)、河道等地方安裝智能設(shè)備，相當(dāng)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(shù)據(jù)，智能識(shí)別各種垃圾物和違規(guī)行為，及時(shí)發(fā)現(xiàn)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(xiàn)異常問(wèn)題。
AI在供水調(diào)度中的作用
在傳統(tǒng)供水管理中，往往會(huì)出現(xiàn)供水高峰期時(shí)水廠供水能力不足，供水低峰期時(shí)水廠供水能力過(guò)剩的現(xiàn)象。這種供需不匹配導(dǎo)致高峰期水廠系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷壓力較大，居民生產(chǎn)生活受到影響，低峰期水廠能耗增加。AI可以通過(guò)分析大量的水資源數(shù)據(jù)，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。人工智能還可以優(yōu)化資源分配，提高供水效率，并減少浪費(fèi)。
以舜禹水務(wù)與合肥供水合作的試點(diǎn)項(xiàng)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(yù)測(cè)是整個(gè)系統(tǒng)的前提，算法以深度回歸模型為基本框架，考慮外部因素對(duì)用水量的影響，如氣溫、季節(jié)、節(jié)假日等，同時(shí)結(jié)合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋，以達(dá)到對(duì)用水量的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。變量關(guān)聯(lián)性計(jì)算是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，這里主要是指建立動(dòng)態(tài)水力計(jì)算模型，用于針對(duì)不同的備選策略，計(jì)算供水管網(wǎng)相關(guān)變量的值。錯(cuò)峰調(diào)度是整個(gè)系統(tǒng)的目標(biāo)，它以數(shù)學(xué)規(guī)劃為框架，目標(biāo)方程是管網(wǎng)壓力標(biāo)準(zhǔn)差或區(qū)域流量標(biāo)準(zhǔn)差，決策變量是各個(gè)泵房可調(diào)節(jié)電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)度，約束包括水廠最大輸出流量、揚(yáng)程上下限、水箱液位上下限等。
AI在供水安全方面的應(yīng)用
AI還可以通過(guò)識(shí)別異常行為和威脅，提供實(shí)時(shí)的安全警報(bào)和防護(hù)措施。
工作人員可在監(jiān)控室內(nèi)“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(biāo)，如遇異常，會(huì)立即將預(yù)警信息發(fā)送到監(jiān)控室大屏幕、工作人員手機(jī)App上。入侵檢測(cè)、電子圍欄等智能化應(yīng)用，還能在發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為時(shí)，第一時(shí)間自動(dòng)報(bào)警并進(jìn)行廣播喊話驅(qū)離。
AI在水體驗(yàn)個(gè)性化方面的應(yīng)用
AI可以通過(guò)分析用戶的偏好和行為數(shù)據(jù)，為用戶提供個(gè)性化的用水體驗(yàn)，如定制化的水質(zhì)調(diào)節(jié)和溫度控制。AI還可以通過(guò)智能設(shè)備和傳感器，實(shí)現(xiàn)定制的水體驗(yàn)，如自動(dòng)調(diào)節(jié)水流和浴缸溫度。
人工智能在提供卓越的用水體驗(yàn)方面具有巨大的潛力。當(dāng)前從現(xiàn)實(shí)世界到數(shù)字世界的映射正在構(gòu)建，AI可以幫我們獲得以數(shù)字世界為原點(diǎn)的新的認(rèn)知方式，打造數(shù)字原生的未來(lái)新供水。
AI時(shí)代為供水企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來(lái)了充滿想象的發(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(shù)字化轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀如何？面臨哪些挑戰(zhàn)？有哪些策略可能在供水企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的特定階段發(fā)揮重要作用？《城鎮(zhèn)供水?dāng)?shù)字化轉(zhuǎn)型專題報(bào)告》即將在9月13日開(kāi)幕的2023(第八屆)供水高峰論壇上發(fā)布，深入剖析供水行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的本質(zhì)，刻畫(huà)當(dāng)前供水行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的政策、市場(chǎng)環(huán)境以及供水企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)展，并描繪城鎮(zhèn)供水企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的未來(lái)圖景和路線圖，敬請(qǐng)期待。
原標(biāo)題：(政策引導(dǎo)+市場(chǎng)爆發(fā))×AI風(fēng)口，供水?dāng)?shù)字化轉(zhuǎn)型能起飛嗎？
