城市供水是支撐城市發展的基礎設施，城市供水的技術應用水平體現對城市發展的保障能力，也在很大程度上影響供水運行效率和服務水平。目前，國內供水行業在水廠生產和工藝控制、管網輸配水、客戶服務和企業運營管理等環節，自動化、信息化、網絡化技術已廣泛獲得高水平的應用，但在二次供水環節，長期以來產權關系和建設管理責任不屬于供水企業，設施數量龐大，工藝參數各異，而供水企業正面臨統一接管的政策壓力，技術應用面臨巨大的考驗，需要尋求包括但不限于自動化、信息化、網絡化技術的有效解決方案。隨著科技的不斷發展，人工智能在各個領域應用正日漸普及，本文探討其在二次供水領域的應用與前景。

01 城市二次供水運營管理在技術上有待解決的問題

二次供水運營管理包括局部和整體兩個維度。局部是指具體到小區現場增壓設備的運行控制和作業，需要在合理的成本水平下連續穩定保障該小區內用水終端龍頭的水量、水壓、水質；整體是指轄區內全部二次供水設施的統籌管理以及與城市管網輸配水體系的協同，實現人力物力合理分配，以及客觀資源條件下峰谷期的全體系安全高效運行。目前，國內不同城市的二次供水運營管理水平差異較大，除了歷史條件和政策因素外，在技術應用水平上的差異主要是自動化、信息化、網絡化技術的應用廣度和深度存在差異，其中，先進城市通過出臺標準、規范二次供水設施建設，在增壓設備自動化控制、運行數據采集、遠程集中監控平臺建設、水齡管理、錯峰蓄水等環節已開展實踐，取得了相關成效和經驗。但是，二次供水運營管理確實存在控制節點繁多、影響因素及其相互關系繁雜的客觀實際，難以生成清晰明確的決策邏輯，實踐中，即使能夠高水平運用自動化、信息化、網絡化技術，仍然存在有待解決的技術問題：

1 現場作業難以實現完全標準化決策，離不開經驗指導

近年新建的二次供水增壓調蓄設施大都配備PLC系統進行該供水單元自身的自動化控制，建成年限長、欠缺PLC系統的舊設施則可以通過改造，增加配置該功能，但是，各小區供水單元的工藝參數各異，使用的設備品牌各異，無論是開發商的建設和采購標準，或是設備廠商的產品標準，均不可能從供水企業開展運行維護的角度進行設計，增壓調蓄設備自動化控制系統的控制參數、控制邏輯、輸出信號等，各色其色，并不能滿足運行維護現場作業的決策需要。

例如：增壓調蓄設備自動化控制系統輸出的報警信號，往往不能直接采信，一是除了實質性故障信號外，PLC系統往往反復出現大量提示性異常信號，這是因為PLC程序的控制邏輯所需的若干參數使用了計算值、虛擬值而并非實際監測值，應用在不同的小區實際環境中必然產生偏差，因而無可避免地反復提示，這類報警屬于設備廠商內部工作，對現場運行維護作業只會造成干擾而沒有實際意義，二是報警信號只能反映某一狀態值發生偏差或缺失的結果，由于PLC系統本身不能對傳感回路和通訊回路故障進行識別，因此還需要對該偏差或缺失是否屬實、或是傳感器故障、或是通訊故障進行進一步判斷。

實踐中，單憑增壓調蓄設備自動化控制系統對現場運行維護作業的決策指引很不充分，難以實現完全標準化決策，一方面需要增加現場數據的實際監測，為作業決策提供更充足的依據，另一方面，需要運維人員的根據經驗對故障信號加以過濾和分析，并且結合實際環境、設施建設和質量狀態、運維歷史數據等信息，才能夠作出合理的判斷和作業決策。

2 個別指標不足以統籌廠網體系與眾多二次供水

單元的協同，直接而充分的邏輯關系難以建立

每個二次供水單元的設計用水人口往往數以千計，從局部看，單個小區的進水要充分保障小區內水量水壓的需求，同時要避免水齡過長而產生水質問題，這方面主要受小區入住率高低影響，因此需要合理控制水箱進水，從整體看，小區水箱的進水對外圍管網水力狀態產生沖擊，多個小區進水的疊加效應必然對外圍管網輸配能力帶來更大考驗，甚至影響城市供水整體安全，這方面不但取決于廠網輸配水能力，還受到城市建設發展變化、居住人群用水特性和作息特性等因素影響。顯然，除了水質、水壓、水量以及二次供水小區地理布局、管網水力模型等可以實現明確的技術量化，但是諸如不同小區的入住率、用水和作息特性等因素均是難以量化而且是動態發展變化的，因此，二次供水錯峰蓄水等技術性管理措施往往僅限于局部試驗，難以從整體上建立充分的邏輯模型來實現科學的自動化統籌調度。

02 人工智能技術的優勢

人工智能技術泛指研究、開發用于模擬、延伸和擴展人類智能的理論、方法、技術及應用系統，包括機器人、語言和圖像識別、專家系統、機器學習等。具體到二次供水領域，對于前述的現場作業決策經驗、小區用水特性和作息特性等難以建立技術量化和邏輯關系的諸多因素的處理和處置，專家系統和機器學習將具備相對于自動化、信息化技術的突出優勢，繞開目前難以實現的量化邏輯關系，著重通過對經驗化作業的“積累”和“學習”建立相應的有效“算法”，正如馬斯克指出的，“在人工智能機器學習面具之下的本質仍然是統計”，只要采集的客觀基礎數據足夠充分，智能算法的參照維度就足夠豐富，再通過一定規模、一定時間之下足夠多的實踐數據積累，人工智能算法替代經驗化決策的準確性和有效性就能夠實現，并且能夠持續優化，從而突破傳統自動化信息化技術的瓶頸，提高二次供水運營管理的效率。

03 人工智能技術在二次供水領域的應用條件與應用展望

綜上分析，人工智能技術在二次供水領域的應用具有現實意義，需要供水企業積極創造條件，開展實踐探索。

1 數據采集和信息化建設是人工智能技術應用的前提條件

編輯：趙凡