“智能水网”—追踪自来水

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。

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“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。