区块链加持智慧水务,打造“城市水务网络”

发表时间:2020-05-09 15:09作者:砍柴人

近年来,我国供水总量增速趋缓有所下降,供水行业发展已趋于平稳,污水治理行业正属于快速成长期。水务行业存在配水管网覆盖区域庞大、结构复杂,监测大时滞性等问题,而区块链结合物联网、大数据等技术,能将海量的水务信息进行及时分析和处理,以更加智能和精细的方式,打造“城市水务网络”。

2019年,水务行业逐渐由各城市单点发展到全国性、区域性统一战略布局,在国家京津冀、长江经济带以及“一带一路”的战略布局下,水务行业不仅是各地区各自发展,而是需要在大的战略使命之下统筹发展;不仅只做好供水和排水,还需要统筹考虑生态系统、绿化系统和环卫系统的建设等系统性难题,而智慧水务的发展则能及时、准确的解决问题。

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根据2019年7月水利部发布的2018年度《中国水资源公报》,2018年,全国水资源总量27462.5亿立方米,与多年平均值基本持平,2018年,全国用水总量6015.5亿立方米,较2017年减少27.9亿立方米。其中农业用水占比最高(61.4%),工业用水其次(21%),生活用水(14.3%)、人工生态环境补水(3.3%)占比较低。中国用水总量在2013年达到前期峰值,之后开始出现用水总量增速趋缓甚至下降现象。

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图1 2010-2018全国总用水量(单位:亿立方米)

伴随着我国城市化进程的加快,工业化程度的不断提高,水务行业未来无疑将迎来新的扩张。行业作为弱周期性行业,水务行业发展程度与经济增长水平、人口数量及城市化进程等因素高度相关。同时,随着近年来我国环保监管的趋严和生态治理的需求升级,在相关政策的支持下,黑臭水体治理、海绵城市建设、农村等水环境治理类新兴领域的需求正快速增长,上述市场发展潜力较大。整体来看,水务行业的市场容量正不断扩大。2010年,我国水务行业规模以上企业销售收入仅为1003.0亿元;到2018年,规模以上企业实现销售收入2473.3亿元,同比2017年增长5.04%。

我国现有自来水厂4000多家,污水处理厂3500多座,水务企业众多,但是水务行业集中度低,最大的供水企业市场占有率未超过5%,最大的污水处理企业市场占有率也未超过10%。在供水行业,前五名供水企业(CR5)已运营规模占据11%的市场份额,排名前十(CR10)的企业已运营规模占据了16.5%的市场份额,因此,供水领域的市场集中度相对较低。

在污水处理行业,前五名(CR5)污水处理企业已运营规模占据了19%的市场份额,排名前十的企业(CR10)占据了27.2%的市场份额,相对于供水市场,污水处理市场的集中度相对较高。市场过度分散制约了水务行业的技术进步及服务的集约化。

水务行业“互联”但不“互通”,数据孤岛效应明显。目前已建立的各类专业业务应用系统中,由于涉及多部门管理,普遍存在“信息孤岛”,难以实现信息共享。即只实现了“互联”,但不“互通”的尴尬局面仍然存在。

统一监管系统缺失,监管压力大。水务行业中存在多部门多系统监管,不能全时段性保证水务系统各监管指数合规和合法性,水务系统监管压力大。污水处理业务涉及到排污业、环保、建设等部门之间衔接,需要智慧手段来提高协作效率。

数据及监测时效性差 ,管理运行效率低下。水质检测无法在线监测,实验室结果有时会达数天。自来水生产和配送过程中具有多参数、非线性和大时滞的特点,操作流程复杂,运行效率低下。

虽然水务行业已取得长足发展,但仍面临不少问题,对此,加强水务信息化建设已经成为水务行业的必然趋势。通过水务行业的信息化建设,加强水务行业信息资源整合和开发利用管理水平,建立健全统一、协调的信息化标准规范,开发推广信息化共性关键技术和产品,促进水务行业信息资源共享,实现水务行业的更好发展。

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通过区块链技术将全水务的运行数据上链,构建可证可溯的电子证据存证,并促进水务涉及的机构间信息的横向流动和多方协作。区块链技术还可以支持给定流域内水权的点对点交易,给予用户足够的、或者是愿意与该地区的其他用户共享超额资源的权利,令水务公司外部与其它水务公司的相关方都可以对生态圈进行数字输入。此环节无需全天候依赖中心化的结果,同一流域中的用户可以根据最新的天气信息、产品价格、市场趋势和长期气候变化趋势(用户可以通过移动设备获取这些信息)来决定用水策略。这为水务管理提供了一种新的信息获取和实时管理办法。个人消费者、工业用户、水务公司和政府管理部门都可以使用这些信息来决定水资源的使用策略。与此同时,通过区块链分布式账本技术打通机构间的数据互通,加强各供应商与水务公司的互动,从而抓住生态圈的核心群体。

区块链技术与物联网技术的结合将使城市的水资源管理系统更智能、安全、高效。区块链技术结合物联网技术对城市供水管网进行全面、自动化监控,帮助解决管网漏失问题。在供水网络中安装水压和水量数据的智能传感器,采取非中心化的方式通信,传感器可以相互传递数据并发出预警。参考以下两个案例:

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区块链结合物联网、人工智能,将在水务管理的自动化、智能化方面产生更广泛的影响。区块链网络的布置,不仅仅是简单的优化现有人工管理模式,而是需要对业务流程进行优化和重组,这一过程是企业改革、实现现代化管理的过程,会涉及到企业的体制、机构、人员、规章制度的变化和调整。

参考资料:《2019年中国水务行业市场现状及发展趋势分析》《区块链技术在智慧水务中的应用初探》

2018年《中国水资源公报》

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