近日，在广东省城镇供水协会第九届第二次会员大会暨2025年水务技术交流大会上，深圳市环境水务集团有限公司原总工/教授级高工 张金松就供水行业数转智改路径探索作了专题报告。本文根据嘉宾发言内容整理，系统梳理了供水行业数转智改路径探索的关键要点，为供水行业管理者提供参考，经过专家本人审阅后发布。

张金松 深圳市环境水务集团有限公司原总工程师

一、水业数转智改时代

　　（一）水务数字经济的四个关键要素

　　1.政策的方向指引

　　《数字中国建设整体布局规划》《国务院关于深入实施“人工智能 +”行动的意见》《关于推进新型城市基础设施建设打造韧性城市的意见》等政策文件为水务数字经济的发展提供了政策支持和方向指引。

　　2.技术催生新生产力

　　数据成为新生产要素，数字技术如大数据、人工智能、数字孪生等新技术，推动生产力和生产关系发生变化，新质管理引领水务行业进入数字化新时代。

　　3.需求引领新经济时代

　　我国进入到数字经济和实体经济融合的新经济时代，十五五期间广东供水着力解决时空分布失衡、咸潮威胁、水质与管网短板、城乡二元、管理与水价机制不完善、智慧水务滞后等问题，需求驱动成为水务数字经济发展的关键因素。

　　4.产业数字化与生态链发展

　　数字水务价值链、生态链，推动水务领域的产业数字化和数字化产业发展，促进了整个水务行业的创新和升级，“工业互联网”、“产业互联网”和“消费互联网”三网融合的数字水务空间已具雏形。

　　（二）水业数转智改五大特征

　　1.思维的变革

　　智慧水务进入数据资产为核心新时代，数据驱动饮水安全精准监控预警，实现从水源到龙头全过程水质追溯，实现突发事件识别与快速响应。

　　2.数业融合

　　关键数字技术与水务业务深度融合，构建城乡一体化智慧供水安全体系，强化极端天气、污染突发应急调度与协同处置能力。

　　3.数据引领

　　依托大数据、AI大模型等技术，推动供水安全管理智能化转型，实现水质风险预测、应急演练模拟等创新应用。

　　4.模式创新

　　大数据、AI、大模型等技术的赋能，将深刻改变水务行业的生产模式和经营范式，为行业带来了创新发展的新机遇。

　　5.安全保障

　　水务系统安全和可靠运行至关重要，强化网络防护体系，实现水务行业安全与发展并重，构筑智慧水务安全屏障。

　　（三）AI+引领水务新变革

　　人工智能作为核心驱动力，正深度融入水务关键产业，推动行业智慧化、绿色化、可持续发展。

　　（四）水务“互联网+”与“人工智能+”

　　1.技术阶段

　　（1）水务”互联网+”阶段技术成熟稳定，构建了基础数据连接与远程监控能力，为饮水安全提供“可视性”保障。

　　（2）“人工智能+”阶段技术快速迭代，实现了智能预测与模拟仿真，为突发水质污染、爆管预警与应急决策提供支持。

　　2.价值层次

　　（1）在”互联网+”阶段，价值聚焦于连接增强，打通从水源到用户的水质、水量安全信息壁垒。

　　（2）“人工智能+”阶段，价值深入计算增强，AI模型对海量安全数据分析，实现风险预测、智能调度与辅助决策，构筑主动式、前瞻性安全防线。

　　3.扩散路径

　　（1）“互联网+”阶段，水务行业从消费端先行，安全监控从关键节点开始，逐步向全流程覆盖。

　　（2）“人工智能+”阶段，生产端先行，首先服务最关键水厂工艺优化、管网压力调控、水质安全预警场景，直接提升系统韧性与快速响应能力。

　　4.典型场景

　　从“互联网+阶段”的人工巡检记录数字化，到“人工智能+”阶段的管网爆管AI预警、水厂工艺全流程智能控制及基于数字孪生的突发事件模拟与应急调度推演，实现从辅助工具到决策核心的转变。

　　（五）供水系统关键挑战

　　面对供水管网漏损控制、突发性水质污染、调度韧性与能耗高企等挑战，AI带来破局之法。

二、AI重构水务价值链

　　（一）垂直渗透逻辑——数据充足刚需场景速赢

　　1.精准场景筛选

　　聚焦公共饮水安全与应急响应刚需场景，围绕水质异常、管网破损、突发污染高风险环节，筛选数据基础良好、业务痛点明确、价值可量化的关键场景，确保AI技术优先落地高风险、高价值环节。

　　2.技术融合与工程化

　　（1）融合压力、水质与声纹数据，构建管网污染侵入预警模型；

　　（2）基于LSTM与实时水质传感，实现水厂工艺自适应调控，应对原水波动；

　　（3）结合数字孪生与遗传算法，构建应急智能调度方案，提升系统韧性。

　　3.显著成效与回报

　　（1）漏损率15%降至5%，降低污染物侵入风险；

　　（2）水厂原水突发能力提升，出水水质稳定达标；

　　（3）实现被动响应到主动预警与智能决策跨越，构筑可信赖饮水安全防线。

　　（二）水务全流程人工智能场景图谱

　　（三）供水安全保障智能化

　　主要分为以下三点：水源水厂强化头道防线、管网泵站保障输配安全、调度应急构建智慧中枢

　　（四）客户服务智能体

　　构筑饮水安全的前线哨站。

三、关键路径与突破

　　（一）基础设施升级

　　1.感知层

　　（1）部署低成本、低功耗智能传感器，覆盖水源水厂管网到用户全流程

　　（2）实时监测关键水质指标、管网压力、流量及能耗与碳排放相关数据

　　（3）支持绿色供水调度与精细化能源管理，助力供水系统节能降耗

　　2.网络层

　　（1）水务专网与5G切片技术，构建高可靠、低延迟、低功耗的数据传输通道

　　（2）保障水质异常报警、应急调度指令、能耗数据碳排信息稳定可靠传输

　　（3）增强网络自适应能力，支撑实时调度与远程优化，降低系统运行能耗

　　3.平台层

　　（1）构建AI中台，集成水质预测、污染溯源、能耗优化、碳排评估等算法模型

　　（2）通过MLOps实现模型持续迭代，提升供水系统智慧化与绿色化管理水平

　　（3）部署高性能GPU服务器，支持碳足迹推演、绿色调度方案生成等复杂应用

　　（二）数据资产化发展

　　数据资产化发展主要分为数据要素应用及数据要素治理。

　　（三）数据驱动水务组织升级

　　1.组织架构创新

　　（1）建立智慧供水与应急指挥一体化中心：整合生产、管网、客服、能源管理等职能，构建统一监测、预警与调度中枢，支撑供水安全、能耗优化与碳排放监管。

　　（2）推行“平急双模”运行机制：日常负责供水调度优化、能耗监测与低碳运营；突发事件时快速转为应急指挥平台，实现资源高效调度与绿色应急响应。

　　2.人才结构创新

　　（1）培育“智慧水务分析师”：具备供水工艺、数据分析、AI应用与碳核算知识的复合型人才，能够从多维度数据中识别运行风险、能效瓶颈与减排潜力。

　　（2）建设“绿色应急与调度专家”队伍：掌握智慧调度、能源管理、低碳工艺与应急协同等综合能力，提升在复杂场景下的安全供水与绿色处置能力。

　　3.流程机制创新

　　（1）构建“数据驱动的智慧巡检与节能巡查”流程：基于AI诊断与能耗分析，指导巡检人员开展精准查漏、节能诊断与碳排核查，提升巡检效能与绿色治理水平。

　　（2）建立“安全与能效双闭环工单”机制：从AI预警、智能派单、现场处置到能效验证，实现风险排除与节能优化全程可追溯，推动供水系统安全与低碳双达标。

　　4.文化理念创新

　　（1）树立“安全供水、绿色运营”双核心价值观：将供水安全与节能降碳纳入绩效考核体系，倡导“每滴水都是责任，每度电关乎未来” 的全员共识。

　　（2）营造“全员参与、主动提效”的文化氛围：鼓励员工上报安全隐患、提出节能建议，设立 “安全贡献奖”与“绿色创新奖” ，推动组织向智慧化、低碳化持续演进。

　　（四）落地水务人工智能场景

　　1.管网异常事件AI识别

　　实时诊断爆管、水质异常，同步分析漏损水量与能耗异常，自动触发预警与低碳应急冲洗预案。

　　2.水厂巡检机器人

　　在污染高风险场景替代人工巡检，同步监测设备能耗与环境排放，保障人员安全，支撑绿色安全运营。

　　3.供水系统能耗优化AI

　　通过机器学习动态优化泵组运行、加药工艺与照明系统，实现水厂与管网全过程节能降耗。

　　4.智能应急方案生成

　　基于数字孪生与案例库，快速生成污染隔离、应急供水与低碳调度一体化方案，提升响应速度与绿色处置水平。

　　5.用户用水行为异常分析

　　通过水量突变数据，智能识别潜在爆管或异常高耗水行为，辅助节水干预与漏损精确定位，促进用户节水降耗。

　　6.管网漏损定位与分级预警

　　结合压力、流量与声波数据，AI识别并定位漏点，分级推送处置任务，减少无效供水与相应电耗。

　　7.水量预测与应急调度

　　结合天气、事件与实时需水数据，动态预测供需缺口，优化应急供水路径与车辆调度，实现供水与节能协同。

　　8.设备预测性维护

　　基于AI对泵站、水处理关键设备进行健康预测，避免非计划停水，延长设备寿命，降低维护能耗与碳排放。

　　9.碳足迹AI核算与管理

　　建立水务碳核算模型，实时监测各环节碳排放，制定减排路径与碳中和行动方案

　　（五）数字产业化协同

四、价值创造与模式创新

　　（一）社会环境效益：构筑安全优质韧性绿色供水服务体系

　　（二）企业经济效益：安全、智慧与绿色价值实现

　　1.风险控制

　　（1）通过AI预警与快速修复，将漏损率从15%降至5.1%。

　　（2）实时监测污染侵入与碳排放异常，预防爆管及次生风险。

　　（3）建立预警机制，防范高碳排运行带来的合规与成本风险。

　　（4）保障安全降低碳排。漏损与水质管控。防范碳排风险。

　　2.资产保值

　　（1）延长设备运行寿命

　　（2）设备预测性维护，延长关键资产使用寿命20%以上。

　　（3）推动老旧管网绿色改造，提升系统能效与气候韧性。

　　3.成本优化

　　（1）确保出厂水100%稳定达标，实现单位能耗降低16.43%，药剂投加量减少10%。

　　（2）通过智慧节水与漏控，减少原水取用与处理负担。

　　（3）实现制水成本优化

　　（4）水厂智能工艺控制

　　（5）智慧节水低碳降本

　　4.运营增效

　　（1）全流程绿色智能调控

　　（2）基于需水预测与AI优化泵站群运行，降低泵送电耗15%以上

　　（3）引入智能加药与光伏储能系统，推动水厂向近零碳运行转型。

五、未来展望

　　（一）技术融合与系统韧性重构：从智能体协同到绿色共生系统

　　（二）多模态大模型未来运营场景：构建安全与韧性的运营新范式

　　1.全域风险感知与早期预警

　　（1）融合水质、流量、气象、能耗等多源数据，实现供水系统全链路风险动态感知。

　　（2）基于多模态大模型进行早期异常识别与预警，同步评估碳排放与能耗异常。

　　2.自适应净化与绿色应急处理

　　（1）结合AI与物联网技术，实现污染自适应识别与低碳净化工艺动态调整。

　　（2）推动光催化、膜分离等绿色技术与大模型联动，优化应急处理能耗与材料循环利用。

　　3.管网智能诊断与节能干预

　　（1）基于多模态数据分析实现管网漏损、腐蚀、堵塞等风险的智能诊断与定位。

　　（2）推荐节能改造与低碳维护策略，降低供水系统运行能耗与资源损耗。

　　4.智能调度与协同指挥

　　（1）依托大模型实现供水、应急、环保、能源等多部门协同调度与资源优化。

　　（2）形成“平急结合、跨域联动”的智慧指挥体系，提升系统整体韧性.

　　5.用户服务与低碳沟通

　　（1）通过智能客服与信息推送，向用户实时传递水质信息、节水建议与低碳用水指引.

　　（2）推广智慧用水与绿色用水文化，助力公众参与供水安全与可持续管理。

　　（三）展望

　　水务未来，安全为基，智慧为擎、绿色为径。执掌“数据－算法－安全－低碳”闭环者，得未来之水，铸民生之基，赢绿色信赖，塑水业生态。