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智慧水务行业发展前景:未来我国智慧水务前景可观

随着我国智慧城市建设的推进,供水现状、以及水务管理中存在的问题(包括水务管理过程中控制漏损等问题),为智慧水务营造了发展环境。而智慧水务还有很大的市场可开发,如智慧水务行业的发展正在积极探索如何实现与人工智能的结合,进一步实现人机交互的综合应用,未来

随着基础设施智慧化转型的加快,智慧电网、智慧交通、智慧管网的大规模建设将为智慧水务产品创造出广阔的市场。同时,随着政府高度重视水环境治理并推出一系列政策措施,如海绵城市建设和黑臭水体治理,政府加大排水管网建设力度,逐步消除管网空白区,改造排水防涝设施。在这些政策的良好保障下,智慧水务行业有望迎来订单潮。 

2021-2022年,水利部印发了《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》(以下简称《指导意见》)《"十四五"期间推进智慧水利建设实施方案》,还同步印发了《智慧水利建设顶层设计》《"十四五"智慧水利建设规划》,系列文件明确了推进智慧水利建设的时间表、路线图、任务书、责任单。

《指导意见》要求,到2025年,通过建设数字孪生流域、"2+N"水利智能业务应用体系、水利网络安全体系、智慧水利保障体系,推进水利工程智能化改造,建成七大江河数字孪生流域,在重点防洪地区实现"四预"(即预报、预警、预演、预案),在跨流域重大引调水工程、跨省重点河湖基本实现水资源管理与调配"四预",N项业务应用水平明显提升,建成智慧水利体系1.0版。

智慧水务行业发展前景

水务行业是关系国计民生的公共服务行业,中央及各级地方政府一直非常重视水务行业的发展,并对水务行业实行多方面的行业监管。目前我国水务行业的监管机构主要包括中央和地方各级发改委、建设部门、环保部门、物价管理部门、水利部门、卫生部门以及质量技术监督部门等。为规范并促进我国水务行业发展,中央政府相关部门制定全国性的水务方面法律、法规及相关规定,各级地方政府根据当地经济和社会发展状况制定适合当地的水务方面地方法规,且各级地方政府相关部门对当地水务公司的经营活动实施具体监管。我国政府部门对水务行业的监管内容主要包括:项目审批、产品或服务质量、水价、运行安全、环境保护、项目资金安排等诸多方面。

随着我国智慧城市建设的推进,供水现状、以及水务管理中存在的问题(包括水务管理过程中控制漏损等问题),为智慧水务营造了发展环境。而智慧水务还有很大的市场可开发,如智慧水务行业的发展正在积极探索如何实现与人工智能的结合,进一步实现人机交互的综合应用,未来我国智慧水务前景可观。预计到2026年,我国智慧水务行业的市场规模将达到370亿元。

中研普华产业院研究报告《2024-2028年中国智慧水务行业深度调研及发展研究报告分析

第二章 中国智慧水务产业链发展状况分析

第一节 上游行业发展状况

从产业布局来看,在上游领域,设备供应商代表企业有华旭科技、宁水集团、东海集团、南方泵业、南方阀门、格兰富等。信号传输服务商主要有中国移动、中国联通和中国电信等。

水质监测预警设备行业

系统架构设计囊括了水质信息采集体系、信息传输体系、信息存储体系和数据分析体系的集成系统架构。水质信息采集体系的感知层为SFM600WS浮标水质分析仪,实时监测水质;信息传输体系采用5G通信网络进行实时、连续传输;信息存储体系分别采用关系型数据库MySQL存储基础性静态数据、非关系型数据库MongoDB存储实时采集传输的动态数据;数据分析体系采用Spark大数据计算框架实时计算采集数据。

图表:系统整体架构图


数据来源:公开资料整理

系统功能设计

1)水质信息采集体系

水质信息采集体系应用SFM600WS浮标水质分析仪进行实时采集水质数据。SFM600WS浮标水质分析仪是一套以在线自动分析仪器为核心,运用现代传感器技术,结合浮标体、太阳能供电系统、GPRS全球定位系统、锚泊系统组成的放置于水域内的小型水质监测设备。该设备采用全光谱扫描和电化学方法,实现了对温度、pH值、溶解氧、电导率、浊度、总氮和总磷等多参数数据的实时快速采集。

设备包括实时数据采集模块、防护模块、监控模块及实时多参数水质监测传感器等部分组成。浮标体、太阳能供电系统、锚泊定位系统和GPS全球定位系统组成了设备的基础保障模块。太阳能供电系统提供电能,GPS全球定位系统确定数据采集的位置信息,由浮标平台搭载的实时多参数水质监测传感器完成对数据的采集,通过定位监控模块实现数据采集环境及采集状态的监控,并对工作浮标下达相关指令完成整个系统的工作流程。

2)信息传输体系

信息传输体系采用5G网络传输。5G移动通信网络在数据传输上具有高效率和高容量的优势。对于水质监测站大量的多参数实时采集数据,5G网络完全可满足智慧感知所要求的时效性。5G通信网络同样具有高度的安全性和可靠性,保证采集的水质数据不会发生泄露、丢失、损坏。另外在某一城市或地区的所有河湖同时应用本文设计监测系统时,5G网络覆盖面大、连接数多的特点可使系统应用十分便利、可靠。

3)信息存储体系

系统在数据存取效率上具有很高的要求,同时要满足海量水质监测数据的存储性能。根据系统在处理数据上存在高并发和海量数据的情形,使用MongoDB数据库存储实时传输的动态海量监测数据,数据的存储格式使用BSON数据格式,BSON可提高数据存取的效率,在面临系统高并发、高吞吐量时效果更好。MongoDB数据库支持多种查询语言,并提供了API,同时MongoDB数据库采用分片技术将数据库划分为多个分片,在读取数据时仅需连接数据库中一个分片即可,可有效提高读取速率。另外,对于河湖信息、监测站位置、用户信息等静态数据,由于这部分数据的数据量较小,不管是存储或读取均不会存在高并发的现象,因此本文系统使用关系型数据库MySQL存储该部分静态数据,间接提高动态实时数据的存取效率。

4)数据分析体系

数据分析体系是对实时监测数据进行分析和计算,实现对河湖全方位的监测。为了提高数据分析效率,满足河湖监测数据的实时性,本文系统应用了大数据技术,使用Spark大数据分析框架对实时采集的水质数据进行分析计算。Spark是一种开源的用于大规模数据的分布式计算框架。

系统在Spark框架下搭建了河道水动力水质耦合模型,输入数据包括河道的基本信息及存储在MongoDB数据库中的实时水质数据,计算结果会存储到MongoDB数据库中,系统可以通过相应的功能模块调用查询实时水质数据。其中河道水动力水质耦合模型主要是由水动力、水质模型耦合搭建而成。

水动力水质耦合模型的应用需要将河道进行概化,通过距离定值或实际情况得出河道的断面,所有的断面水力水质要素可描述整个河道的水动力水质情况。在水动力模拟中,每一个断面的水力要素需作为模型计算的边界条件对下一断面进行求解,根据递推关系,采用追赶法对模型进行求解,可得出所有断面的水力要素;在水质模拟中,基于概化后的河道进行建模,根据水动力模型计算的所有断面的水力要素,对每一小节河道进行污染物扩散的模拟,得出每一个断面的污染物浓度分布,从而实现对河道整体的水动力水质模拟,得到整个河道的污染物分布情况。

虽然我国的水质监测工作取得了一定的成绩,但是仍存在以下问题:目前监测站网还比较稀疏,没能覆盖所有地区;供水企业需要按照新国标要求完成106项饮用水检测项目,但由于受各种因素限制,企业并不能完成所有指标的检测;各省市存在检测差异化,所谓安全水,标准不一,有些地方严有些地方松;受环境污染影响,水污染日益加剧,也加大了水质监测和检测的难度。

第二节 下游行业发展状况

在产业链下游领域,水务运营和管理代表企业有中国水务、北控水务、首创环保、碧水源、洪城环境、创业环保、兴蓉环境、海峡环保、岭南股份、海天股份等。

根据中国企业数据库企查猫,截至2023年初,中国智慧水务行业的主要企业共有13476家,其中以2021年为主要注册热潮,该年注册企业数量为5482家;2022年热度稍有下降,注册企业数量为3745家;2023开年已有17家智慧水务企业注册。

鉴于智慧水务的本质是“水务+信息化”,此处筛选逻辑为企业的名称、产品服务和经营范围中包含了“水务”的企业,行业归类从属于国民经济分类的“软件和信息技术服务业”。

第三节 相关行业发展状况

在产业链中游,市场上专门从事水务系统集成与平台开发的企业数量不多,且大多数处于起步阶段,典型代表包括大禹节水、威派格、新天科技、三川智慧、山科智能、青岛积成、迈拓股份、中科物联等。

智慧水务行业研究报告旨在从国家经济和产业发展的战略入手,分析智慧水务未来的政策走向和监管体制的发展趋势,挖掘智慧水务行业的市场潜力,基于重点细分市场领域的深度研究,提供对产业规模、产业结构、区域结构、市场竞争、产业盈利水平等多个角度市场变化的生动描绘,清晰发展方向。

欲了解更多关于智慧水务行业的市场数据及未来行业投资前景,可以点击查看中研普华产业院研究报告《2024-2028年中国智慧水务行业深度调研及发展研究报告》。


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