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信息技术与大数据、人工智能（BDAI）在环保水务领域的技术融合与应用
摘要
环保水务行业作为国家新兴战略产业，发展信息技术与大数据、人工智能在环保水务领域的技术融合与应用具有重要的战略意义。关于环保水务智慧化技术融合，可以按深度和广度等方面的技术差异分成四个不同的层次——信息化、数字化、数据化、智慧化。信息化与数字化为环保水务智能化提供基础技术支持；大数据与智慧化是环保水务智能化的高阶目标。环保水务智慧化技术融合的核心是数据的汇集应用与价值挖掘，如何保障数据质量和数据共享成为了面临的主要困难和重大挑战。
【关键词】环保水务；信息化；大数据；人工智能；智慧化
引言
环保水务行业作为国家新兴战略产业，在行业监管不断加强、各项成本持续上升和企业自身盈利模式固化等多重因素的影响下，对其设计、建设、运营管理等各个环节工作实施的优化提升和提质增效的需求变得越来越显著，而数字自动化、信息互联化、环保大数据挖掘及智能工业化等技术和环保水务行业的融合应用发展情况将成为该行业实现产业升级的决定性因素。
2021年3月12日发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》从国家层面对数字化和水务行业提出了具体要求。《纲要》明确指出:加快推动数字产业化，推动数据赋能全产业链协同转型，加快发展方式绿色转型，全面提高资源利用效率，实施国家节水行动，建立水资源刚性约束制度，强化农业节水增效、工业节水减排和城镇节水降损，鼓励再生水利用，单位GDP用水量下降16%左右。
由此，发展信息技术与大数据、人工智能在环保水务领域的技术融合与应用具有重要的战略意义，目前在环保水务行业形成了初步的“智慧水务”产业概念。
1、定义
“智慧水务”是指依靠物联网，把感应开关和配备置入到水务环境监管目标中，根据高性能计算机和云计算技术将环保行业物联网技术融合起来，完成人类社会与水务环境系统的融合，对实时生产数据、视频监控数据、工艺设计、日常管理等相关数据进行集中管理、统计分析、数据挖掘，为不同层面的生产运行管理者提供即时、丰富的生产运行信息，为辅助分析决策奠定良好的基础，为企业规范管理、节能降耗、减员增效和精细化管理提供强大的技术支持，以便为细致和动态性的方法完成环境管理和决策，形成更完善的水务信息化综合管理解决方案。
关于环保水务智慧化技术融合，可以按深度和维度等方面的技术差异分成四个不同的层次——信息化、数字化、数据化、智慧化。
2、信息化与数字化为环保水务智能化提供基础技术支持
2.1信息化平台
信息化是指建设计算机信息系统，将传统水务项目业务中的流程和数据通过信息系统来处理，将线下的办公与管理内容软件化，沟通联络网络化，但信息化并没有改变业务的逻辑和本质，更多的是提升了业务的处理效率，相当于将人工手动的过程搬进系统。在一定的深度和广度上利用计算机技术、网络技术和数据库技术，控制和集成化管理生产经营活动中的各种信息，能实现内外部信息的共享和有效利用。
信息化平台——目前而言，当下水务行业领域所提及的“智慧水务”的建设深度，实际上绝大多数可认为是建立了信息化平台。利用信息化平台可实现项目全过程中所有信息和数据的汇集和共享，以及实现将业务流和工作流网络化和软件化，利于在项目中的各个参与方更实时、更高效地进行办公与协作。
2.2数字化与数字孪生
数字化就是把物理系统在计算机系统中仿真虚拟出来，在计算机系统里体现物理世界。是否人工录入数据，是区别信息化和数字化的标志。用智能传感器、视觉识别等在线传感技术自动采集全程现实数据，形成计算机里的数字孪生，现实发生变化则计算机里的数字孪生跟随变化，在计算机里操作数字孪生，现实世界自动同步反应。信息化仅仅是对于业务的信息化的搭建与管理，并未对产品对象资源等其他信息进行数字化。数字化转型是通过数字技术的深入运用，构建一个全感知、全联接、全场景、全智能的数字世界，进而优化再造物理世界的业务。
例如部分水务公司开始建设的“数字水厂”，利用了数字孪生的技术从工厂规划设计、工程工艺设计、生产、日常运维到服务的全生命周期所有环节，通过打造数字3D虚拟水厂、工艺仿真和设备资产数字模型等三个维度的数字孪生，实现水厂的运营透明化、生产精益化和工程一体化。数字3D虚拟水厂将整个实际工厂的设施、设备、工艺、管道和仪表等用三维可视化模型展现，还原水厂的真实面貌，实现运维人员的虚拟工厂巡检和操作员仿真培训。仿真水厂就是整个水厂的工艺机理维度的双胞胎，通过工厂的抽象仿真建模将现实水厂的工艺过程模型化，可以将真实接入的DCS与仿真的DCS实时对比，达到理论指导生产的目的。
在数字化水务协作平台上，无论是虚拟端、真实端的数据、设计参数、质量参数、工艺参数等都集成在其中，虚拟和现实的结合作为闭环持续改善过程，如果在真实生产过程中发现产品问题
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