(政策引導+市場爆發(fā))×AI風口，供水數(shù)字化轉型能起飛嗎？
供水企業(yè)的數(shù)字化轉型正在進行中，不少領先的供水企業(yè)正在通過數(shù)字技術、業(yè)務、組織的融合持續(xù)推動數(shù)字化轉型，以期獲得降本增效，提升服務效率等等方面的突破。那么，供水企業(yè)數(shù)字化轉型的政策背景如何?在供水企業(yè)加速數(shù)字化轉型的過程中，各路資本紛紛下場，市場呈現(xiàn)了哪些競爭態(tài)勢?而作為熱門數(shù)字技術，AI在供水行業(yè)數(shù)字化轉型中又有哪些應用?改變了哪些業(yè)務?
ChatGPT掀起了全球范圍內的AI浪潮，文心一言、PaLM2、LLaMA2……等AI大模型緊隨其后，“百模大戰(zhàn)”將人工智能(AI)推向了舞臺中央。不可否認，隨著算力、算法、數(shù)據(jù)的不斷進步，AI時代已經(jīng)來臨。各行各業(yè)都正在被AI重新定義，水務行業(yè)也不例外。2023年發(fā)布的世界水資源開發(fā)報告(WWDR)也強調了AI的重要性，可以說，智慧水務迎來真正智慧化的機會。
供水企業(yè)的數(shù)字化轉型正在進行中，不少領先的供水企業(yè)正在通過數(shù)字技術、業(yè)務、組織的融合持續(xù)推動數(shù)字化轉型，以期獲得降本增效，提升服務效率等等方面的突破。那么，供水企業(yè)數(shù)字化轉型的政策背景如何?在供水企業(yè)加速數(shù)字化轉型的過程中，各路資本紛紛下場，市場呈現(xiàn)了哪些競爭態(tài)勢?而作為熱門數(shù)字技術，AI在供水行業(yè)數(shù)字化轉型中又有哪些應用?改變了哪些業(yè)務?
01
政策、相關標準引導數(shù)字化轉型
政策是推動城鎮(zhèn)供水行業(yè)數(shù)字化轉型的關鍵因素之一。近年來，國家出臺了一系列政策以支持和促進數(shù)字化轉型的發(fā)展。2023年2月，中共中央、國務院印發(fā)的《數(shù)字中國建設整體布局規(guī)劃》明確指出，數(shù)字中國建設是數(shù)字時代推進中國式現(xiàn)代化的重要引擎。
數(shù)字中國成為國家戰(zhàn)略，而數(shù)字中國的建設又涉及到不同政策延續(xù)和共建，例如智慧城市建設、數(shù)據(jù)要素流通市場構建，以及國企改革對數(shù)字化轉型的推動、水務行業(yè)高質量發(fā)展的要求等等，分別從驅動要素、應用領域、行業(yè)主體等方面出發(fā)，構建了城鎮(zhèn)供水行業(yè)數(shù)字化轉型的政策環(huán)境。
從主管單位來看，中央網(wǎng)絡安全和信息化委員會負責在宏觀管理層面統(tǒng)籌數(shù)字中國建設，國家發(fā)改委統(tǒng)籌推進數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展，工信部負責推動數(shù)字經(jīng)濟基礎設施和數(shù)實融合建設，而各行業(yè)的數(shù)字化轉型依舊由原本主管單位推動和管理，城鎮(zhèn)供水行業(yè)的數(shù)字化轉型仍由住建部主要負責。
整體而言，在數(shù)字中國、智慧城市、國企改革等等戰(zhàn)略的背景下，城鎮(zhèn)供水行業(yè)的數(shù)字化轉型對于實現(xiàn)高質量發(fā)展、智慧城市建設等目標至關重要，數(shù)據(jù)是其核心驅動要素，而相關標準的成熟，也是引導轉型進程的關鍵因素。
當前，供水行業(yè)數(shù)字化轉型及智慧水務相關標準以團標、地標為主，國標和行標體系尚未成型。有關協(xié)會或者企業(yè)的標準化探索率先開始，但受到延續(xù)性和復雜性等多種因素的制約，難以建立標準體系，而行標和國標出臺需要考慮多方因素且周期漫長，在此過程中，地標兼有統(tǒng)籌規(guī)劃和靈活先進的特點，可能會在一段時間內得到較快發(fā)展，引領地方城鎮(zhèn)供水行業(yè)數(shù)字化轉型試點工作。相關的團標在近幾年也因受到政策鼓勵、能及時反應市場需求以及制定周期較短的特點，如雨后春筍般涌現(xiàn)。
從國家和行業(yè)層面來看，受到多種因素影響，尚未形成以智慧水務為主體的政策和標準體系，但相關的智慧城市和智慧水利領域已經(jīng)成熟，為智慧水務的發(fā)展提供了借鑒。國標和行標對行業(yè)的引領作用最高，但考慮到其制定周期、主管部門等因素，短期內相關國標、行標出臺較為困難。
從地標來看，總體而言，除北京外，成體系的地方智慧水務標準較少。在北京市水務局的智慧水務發(fā)展研究院主導下，北京智慧水務體系較為完善，智慧水務相關標準陸續(xù)出臺，而其他大多地標都是針對某一方向進行單個或幾個標準制定，同時具有明顯地區(qū)差異。例如，北京之所以能夠建立標準體系，離不開北京水務局統(tǒng)管水務水利這一背景，而很多城市并不具備這一條件。但地標符合供水行業(yè)屬地性的特征，尤其在短期內，可以替代國標和行標的部分引領作用。
從團標來看，水協(xié)制定了相對豐富的智慧水務標準體系制定計劃，其他協(xié)會多以自己或編寫單位的方向為主，側重編制團標，同時具有明顯地緣性質，多為單體式、一次性標準，尚未形成標準體系。從制定主體來看，團標短期內難以形成體系，但在前沿探索方面充當了先行者角色，在細分領域的標準化方面發(fā)揮著重要作用。
02
250億元市場，項目呈現(xiàn)三個特點
在政策的支持下，伴隨AI等新技術的加速融合，智慧水務的市場正在呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長，E20供水研究中心綜合國內外多個行業(yè)機構測算方法認為，2023年我國智慧水務市場在250億元左右，到2025年將超過300億元，如果市場增速不減，2030年有望達到500億元。
巨大的市場空間，讓智慧水務市場成為水務行業(yè)下半場重要的細分領域，不少傳統(tǒng)水務企業(yè)也繼續(xù)深入布局智慧水務相關賽道，據(jù)行業(yè)媒體報道，從2020年11月到2023年7月，在全國范圍內水務企業(yè)成立的下屬智慧水務科技公司總數(shù)已經(jīng)從41家增長到72家，增速遠超過往年份。
2023年，隨著AI概念在水務行業(yè)科技風暴的來臨，不少互聯(lián)網(wǎng)大廠、國企包括水務行業(yè)傳統(tǒng)供應商在此加碼布局，以人工智能為應用，在水務行業(yè)深入拓展。比如今年以推出“文心一言”大模型刷屏的百度。2020年，百度與泉州水務合作為突破口，正式進入到水務行業(yè)，陸續(xù)打造了廣州白云區(qū)智慧水務+智慧水利平臺項目與小浪底數(shù)字空生工程知識平臺等代表性項目。2023年，隨著文心一言的推出，百度在水務行業(yè)的拓展進一步深入，面向水務行業(yè)提供一攬子人工智能解決方案的能力，如水務AI中臺、水務知識平臺與全自研提供能力。與此同時，百度智能云與E20環(huán)境平臺加強合作，成為百度人工智能進入水務行業(yè)乃至環(huán)保行業(yè)的切入點，以百度智能云為水務行業(yè)提供數(shù)字化底座和智能調度引擎助推新階段水務高質量發(fā)展。
市場需求的火熱，也催生出一批新興產(chǎn)業(yè)鏈，包括智能水表等智慧化硬件設備、軟件系統(tǒng)、整體解決方案等等，產(chǎn)品和技術具備多科學性和復雜性，根據(jù)E20供水研究中心對重點智慧水務相關企業(yè)參與的招投標項目進行匯總分析，可以得出我國智慧水務市場的項目呈現(xiàn)著三個特點：
一是系統(tǒng)平臺類的軟件產(chǎn)品，相關供應商的項目數(shù)量占比最多，市場競爭激烈。從服務產(chǎn)品的類型來看，系統(tǒng)平臺類的軟件產(chǎn)品最多，占比超過50%，硬件設備其次，咨詢等其他類型占比較小。乍一看，系統(tǒng)平臺建設是智慧水務涉及的主要項目，相關供應商發(fā)展前景較好，但其實同質化競爭非常嚴重，亟需提升產(chǎn)品的核心競爭力沖出重圍、實現(xiàn)破局(更多供水行業(yè)數(shù)字化轉型市場詳盡分析，請見《城鎮(zhèn)供水企業(yè)數(shù)字化轉型專題報告》，該報告將在9月13日開幕的2023供水高質量發(fā)展論壇上發(fā)布)。
系統(tǒng)平臺建設具有可擴展性和適應性、持續(xù)軟件升級、低成本、有助于數(shù)據(jù)驅動等優(yōu)勢，由此可以帶來更加廣闊的市場需求。然而也必須認識到硬件設備以及咨詢和配套服務的重要性，相比市場競爭激烈的系統(tǒng)平臺類產(chǎn)品，這些支撐產(chǎn)品發(fā)展相對落后，一定程度上也制約著系統(tǒng)平臺的價值釋放，只有產(chǎn)品有機結合發(fā)展，才能實現(xiàn)更有效和可持續(xù)的解決方案。
二是供應商發(fā)展隨項目需求增長而提速，而在領先的省市中又存在差異。結合項目的分布空間，從供給端來看，供應商發(fā)展隨項目需求增長而提速，而在領先的省市中又存在差異。例如，北京市場競爭優(yōu)勢明顯，但集中度不高，在不同細分領域有不同的優(yōu)勢供應商企業(yè)，而上海、浙江等地總體項目數(shù)略遜北京，但集中度較高，存在明顯的頭部企業(yè)。
三是產(chǎn)業(yè)形態(tài)在不斷變化。從需求側來看，供水企業(yè)需要明確自己的經(jīng)濟、社會、環(huán)境目標，理解數(shù)字化轉型數(shù)字驅動和信息互聯(lián)的雙螺旋，打造新時代新供水的發(fā)展模式。持續(xù)進行數(shù)字化轉型是供水企業(yè)的未來，行業(yè)也將基于此形成新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)。不同數(shù)字化階段和不同特點的水司遵循不同的數(shù)字化轉型路徑，也將釋放更加多樣化的市場需求。
03
AI助力供水行業(yè)業(yè)務數(shù)字化
在數(shù)字化轉型的政策背景和市場環(huán)境下，AI的應用加速了業(yè)務數(shù)字化的過程，并持續(xù)推動從供水行業(yè)完成從“數(shù)字化”到“數(shù)智化”的升級。
AI在漏損檢測方面的應用
AI可以通過監(jiān)測供水設備和系統(tǒng)的狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)潛在的損壞設備，并采取相應的措施來保障用水服務。在許多發(fā)展中國家，最大的水量浪費來自管網(wǎng)漏損。AI賦能可以大幅減少管網(wǎng)漏損損失，國際水協(xié)和百度聯(lián)合發(fā)布的《人工智能賦能數(shù)字水務》中預測，僅檢漏可為全球的公用事業(yè)每年節(jié)省690億美元。
以一家為250萬人提供服務的供水公司為例，他們想要檢查地下管網(wǎng)一個老舊段的狀況和水流。以往遇到這種情況，公司會召集一個團隊，派人工去檢查管道和水流。這將會涉及人員出現(xiàn)場，運輸特定設備，使用一個困難或危險的接入點，或者可能出現(xiàn)根本無法檢查管道的情況。然而現(xiàn)在，人工智能有望并正在改善這一過程，人工智能系統(tǒng)將不斷檢查進出水的流量、評估管網(wǎng)的狀況、并為該供水公司提供整個供水系統(tǒng)的實時報告。
再例如，某小區(qū)通過人工智能平臺判漏定位，發(fā)現(xiàn)為DN300水管出現(xiàn)滲漏，現(xiàn)場挖掘后研判漏點至少為7噸/小時。經(jīng)數(shù)據(jù)驗證，該小區(qū)夜間小流量(MNF)為12.7噸/小時，維修后MNF下降至2.3噸/小時，實際每小時節(jié)水10.4噸，一天可節(jié)水249.6噸，一個月可節(jié)水7488噸。
AI在水質監(jiān)測和分析方面的應用
AI可以通過監(jiān)測水質數(shù)據(jù)并進行實時分析，幫助識別潛在的水質問題，如污染物和細菌的存在。AI還可以預測水質變化趨勢，提前采取措施保護水源和確保供水安全。
給排水管、水庫、河道等地方安裝智能設備，相當于創(chuàng)造了一個AI水務大腦，可以自動采集各種水質數(shù)據(jù)，智能識別各種垃圾物和違規(guī)行為，及時發(fā)現(xiàn)偷排漏排。改變了過去全靠水務人員一步一步的沿河巡視，無法實時發(fā)現(xiàn)異常問題。
AI在供水調度中的作用
在傳統(tǒng)供水管理中，往往會出現(xiàn)供水高峰期時水廠供水能力不足，供水低峰期時水廠供水能力過剩的現(xiàn)象。這種供需不匹配導致高峰期水廠系統(tǒng)運行負荷壓力較大，居民生產(chǎn)生活受到影響，低峰期水廠能耗增加。AI可以通過分析大量的水資源數(shù)據(jù)，幫助決策者更好地了解水資源的供需情況，從而制定更有效的管理策略。人工智能還可以優(yōu)化資源分配，提高供水效率，并減少浪費。
以舜禹水務與合肥供水合作的試點項目為例，通過三個算法模型給出了這個問題的答案。用水量預測是整個系統(tǒng)的前提，算法以深度回歸模型為基本框架，考慮外部因素對用水量的影響，如氣溫、季節(jié)、節(jié)假日等，同時結合實時數(shù)據(jù)反饋，以達到對用水量的精準預測。變量關聯(lián)性計算是整個系統(tǒng)的基礎，這里主要是指建立動態(tài)水力計算模型，用于針對不同的備選策略，計算供水管網(wǎng)相關變量的值。錯峰調度是整個系統(tǒng)的目標，它以數(shù)學規(guī)劃為框架，目標方程是管網(wǎng)壓力標準差或區(qū)域流量標準差，決策變量是各個泵房可調節(jié)電動閥門開度，約束包括水廠最大輸出流量、揚程上下限、水箱液位上下限等。
AI在供水安全方面的應用
AI還可以通過識別異常行為和威脅，提供實時的安全警報和防護措施。
工作人員可在監(jiān)控室內“一屏控全局”。無論是場地周圍異常情況，還是水域水情關鍵指標，如遇異常，會立即將預警信息發(fā)送到監(jiān)控室大屏幕、工作人員手機App上。入侵檢測、電子圍欄等智能化應用，還能在發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為時，第一時間自動報警并進行廣播喊話驅離。
AI在水體驗個性化方面的應用
AI可以通過分析用戶的偏好和行為數(shù)據(jù)，為用戶提供個性化的用水體驗，如定制化的水質調節(jié)和溫度控制。AI還可以通過智能設備和傳感器，實現(xiàn)定制的水體驗，如自動調節(jié)水流和浴缸溫度。
人工智能在提供卓越的用水體驗方面具有巨大的潛力。當前從現(xiàn)實世界到數(shù)字世界的映射正在構建，AI可以幫我們獲得以數(shù)字世界為原點的新的認知方式，打造數(shù)字原生的未來新供水。
AI時代為供水企業(yè)的數(shù)字化轉型帶來了充滿想象的發(fā)展空間，真正的智慧水務時代才剛剛到來。供水行業(yè)的數(shù)字化轉型現(xiàn)狀如何?面臨哪些挑戰(zhàn)?有哪些策略可能在供水企業(yè)數(shù)字化轉型的特定階段發(fā)揮重要作用?《城鎮(zhèn)供水數(shù)字化轉型專題報告》即將在9月13日開幕的2023(第八屆)供水高質量發(fā)展論壇上發(fā)布，深入剖析供水行業(yè)數(shù)字化轉型的本質，刻畫當前供水行業(yè)數(shù)字化轉型的政策、市場環(huán)境以及供水企業(yè)數(shù)字化轉型進展，并描繪城鎮(zhèn)供水企業(yè)數(shù)字化轉型的未來圖景和路線圖，敬請期待。