如果有性能稳定的数据监控和采集设备，又有合理的数据模型，对城市自来水网实现智能管理并不是一件难事。

　　文｜CBN记者 李依蓉

　　无论是在发达国家还是欠发达地区，几乎所有的城市水管工人都在做一些同样的事：比如他们会在夜里揭开下水道的盖子，用听音器判断是否有管道出现泄漏。这样的方式，从来没有因为所在地有更好的城市设施而有多大改变。

　　城市水网系统效率低下，并且一直在老化，这个问题在大城市尤为明显。而另一方面，“水务公司的用水规划却永远滞后。”GE全球研究中心实时控制与仪表研究室经理邱海这么对《第一财经周刊》总结说。

　　即便是将下属水管工人的数量增加５倍，管理人员也无法保证能够排查出所有的泄漏点，也不能在第一时间了解因为水管老化产生的锈垢对下游水资源到底会造成怎样的污染。

　　要发现水网的问题，水管工人们通常只有两种手段：经验，或者实地调查，除此之外别无它法。

　　奇怪的是他们并非没有积累数据，相反，数据已经可以用“海量”来形容。只是利用数据的方式实在太原始了—就技术发展的角度而言，几乎原地不动。

　　“输入数据的方式全是手动，基本没有时间和方法去分析。”IBM[微博]“大绿创新”（Big Green Innovations）副总裁Sharon Nunes说。它们曾经在世界范围内，针对水务公司的工作情形做过调研。

　　就整体而言，城市的生活水网系统好像成了一个被科技遗忘的角落。不过也有一些地方，正在开始慢慢发生变化。

　　从2009年起，马耳他政府联合IBM发起为期5年、耗资数千万欧元的国民项目来建立智能水网和先进的计量设施。由于气候等原因，这个位于地中海的岛国常年受到供水短缺的困扰。

　　悉尼水务局2012年公布消息，将在2015年以前在悉尼全城推行智能水表。这些水表来自一家名为埃尔斯特的德国测量控制仪生产商，能够准确测量用水量，控制漏水和减少浪费。

　　在爱尔兰的戈尔韦湾，IBM的Smartbay项目装备了数百个黄色浮标，浮标上带有传感器。通过无线电联网，这些传感器能够测量水温、盐度和氧气含量。2008年7月，当第一组浮标部署到戈尔韦湾时，研究人员就已经能够24小时不间断地检测多种海洋状况，并且快速做出反应了。

　　这些都是GE和IBM这些公司眼下在做的一件事。他们试图将信息技术和水网传输系统相结合，用管理系统来提高水资源的利用效率。邱海说，这种技术同市场上更早提出并且推行的“智能电网”相似。借助于数字化的监控和交互技术，智能电网将电这个看上去很难驯服的家伙给管了起来。

　　在中国，邱海就正在参与一个相关项目的前期规划，它将有可能改善落后的城市供水系统的现状。

　　“智能水网”是一个名为“水创新联盟”的美国私人组织在2009年首次提出的。眼下，GE、IBM、施耐德都是这个市场的进入者。IBM偏重于软件和数据分析，而GE则提供了从传感器、无线传输、监控，直至分析和控制的一整套方案。

　　邱海说，智能水网一直是IBM“智慧星球”愿景中的一个组成部分，而ＧＥ的计划是将这个概念落实到星罗棋布的城市之中。

　　数据采集是智能水网最底层的技术，它借助分布在管道内的无线终端、光纤等设备，以监控水流。

　　GE的产品是一种50美分硬币大小的传感器，它可以用来监测多种环境条件，包括水的流速、压力、水质和流量。分布在管道沿线的传感器，能够形成一个网状的无线网络，传感器不仅相互之间传递信息，还能够将这些数据发到数据中心—智能水网的核心部分。

　　有了这些自动上传信息的数据采集装备，水务公司就不用再雇佣员工上门抄录水表了，这原本就是一件双方都不喜欢做的事情。眼下水表通常被安装在房间内的管道上，用以准确记录水的用量。在未来，它们却可以像电表一样被放在楼房的走廊上。

　　接受这些数据的数据处理终端，可能位于水务公司的数据中心，也可能被集中管理在“云服务器”上，它相当于整个智能水网系统的“大脑”。通过模拟计算，这些数据将会被利用来进行输配水系统的压力管理，使自来水公司更主动地调度水资源。

　　这只是第一步。实时监控仅仅只是“智能”的初级阶段，GE现在还希望能够通过它对整个水网系统进行预测，实施动态监控。

　　“这涉及到一些复杂的数据建模技术。”GE全球研究中心信号与数字电子研究室实验室经理牛冉说。

　　这就像天气预报一样。有了大气模型，气象工作站可以依据云层变动，判断天气变化并制作出天气预报。水务公司可以利用水网模型，对未来一段时间内的用水趋势做预测。

　　假设在一个一周内某居民小区的用水模型里，到了某个节点，实际情况跟模型所预测的不符合，就意味着出现了问题：可能是用户的用法发生了变化，也有可能是管道发生泄漏了。

　　配合这些预测的是一整套预警机制。一旦传感器感应到异常的用水情况变化—比如说管内压力突然增大，数据中心在接收到来自传感器的数据之后就可以立刻报警，提示管理人员水管存在泄漏的可能性，使管道工人从过去繁复的日常排查中解放出来。

　　配合不同类型的传感器，数据中心也可以做出其他预警。一套能够感知水质环境的传感器就可以做水质预警，以检测出化学物在管道内的位置和分布情况。

　　除了传感器不同，预警水管泄露或者水质有异，也分别需要不同的数据模型，这意味着数据中心需要的模型类别多样并且复杂。牛冉告诉《第一财经周刊》，GE正与美国国家环保局合作，由后者提供各种水利环境模型。

　　这也就是GE对于“智能水网”的构想：数据中心不仅能够实时接收和反映整个水网系统的情况，也能够凭借预测系统对网内的水做动态调配。

　　水的流动性决定了在水网内它无法被静态储存。我们假设一张水网内有一片商务区、一片居民区，后者的用水高峰期通常是从傍晚到夜间，而这个时候却往往是前者的用水低谷。在传统方法下，因为技术手段的限制，水务公司通常只能对两个区域实行平均配置，造成了水资源利用的低效甚至是浪费。

　　除了灵活调动水资源，智能水网还有更大的意义：水务公司可以借助于数据，引导和改善人们的用水习惯。比如可制定出一套更有效率的收费办法，这些新的收费标准更符合用户使用规律、市场规律，也能够起到节约资源的作用。

　　GE最早在2010年6月提出了对“智能水网”的设想。按照牛冉的说法，与智能电网一样，要将智能水网推广应用还需要一段较长的时间。

　　即便从1920年代就开始涉足水处理行业，但城市“智能水网”对于GE而言仍然是一个全新的概念，有着许多技术挑战：如何监控一座城市每天有多少能量被用于污水的收集和运输、饮用水的处理和传递、如何确保供水管道中没有水泄露出去等等。

　　说服客户为这项技术埋单也是一个问题。尽管智能水网充满美好的想象，但至少在初期，水务公司需要为实现这个想象花上一笔额度不小的资金。

　　在过去的2年中，GE除了针对项目在公司内部做部门的资源整合、技术储备之外还包括拜访客户和搜集信息。它们走访了深圳水务集团、兰州水务集团等各大城市的水务公司，了解它们的需求，也同高校开展合作，进行初期的背景调查。

　　按照GE的计划，“智能水网”技术将主要运用在民用水网中。并且针对这个新项目，公司内也可能会存在部门的融合或者扩展。

　　对比GE过去所擅长的工业水网，民用水网会更加关注系统内的漏水、水质安全、调度效率，看起来GE的智能水网技术也确实能够为水务公司解决一些实际的问题。“客户更希望看到做出实际的效果来，我们在未来可能会挑选一个区域做试点。”牛冉说。

　　它们必须设法解决用户可能不断冒出的新需求。一些目标试点用户已经提出，GE应该在智能水网中结合地理数据信息系统，让供水经理通过屏幕就可以看到整个网络内不同区域的管网情况；针对一些需要现场作业的情况比如说漏水，工作人员可以得到提前通知、被告知准确的地点，这样可以最大限度减少水资源白白流失；一些区域内水的调配，也可以通过系统做远程的水泵控制，代替传统的现场人工调节。

　　全球城市的版图正在不断扩大，把城市水网有效率地管理起来，将是一个越来越绕不开的话题。

　　所幸的是，计算机技术和通信技术的发展，已经为城市水网的信息化提供了基础支撑。“在趋势上，数据采集的成本是逐年降低的。”邱海说。尽管数据并不等于信息，但利用数据的算法却可以带来有价值、并且彼此相关的建议。

　　没错，这就是时下热门的“大数据”。现在投入到这股时髦浪潮中的的企业，叫得上名字的大致分为四类：Hara和Water Smart，致力于生活或商业区的水管理；Puresense和Rainbird，主要涉及农业用水管理；Pakadu、Elster和信道科技，专门提供基层设备和通讯技术；GE和IBM，则同属于整体解决方案的提供商。

　　“智能”二字意味着，即便保持原有的水网管道不变，水网运营方对于人工的依赖将也大大减小。而传感技术、数据挖掘技术、分析预测模型、信息网络，则为水网系统的控制能力、信息丰富性和准确性提供了保证。水务公司对于用户未来需求的分析会越来越精确，收费也可以越来越合理。

　　总有一天，与你的生活密切相关的自来水会变得越来越“听话”。

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