（政策引导＋市场爆发）×AI风口 供水数字化转型能起飞吗？
ChatGPT掀起了全球范围内的AI浪潮，文心一言、PaLM2、LLaMA2……等AI大模型紧随其后，“百模大战”将人工智能(AI)推向了舞台中央。不可否认，随着算力、算法、数据的不断进步，AI时代已经来临。各行各业都正在被AI重新定义，水务行业也不例外。2023年发布的世界水资源开发报告(WWDR)也强调了AI的重要性，可以说，智慧水务迎来真正智慧化的机会。
供水企业的数字化转型正在进行中，不少领先的供水企业正在通过数字技术、业务、组织的融合持续推动数字化转型，以期获得降本增效，提升服务效率等等方面的突破。那么，供水企业数字化转型的政策背景如何？在供水企业加速数字化转型的过程中，各路资本纷纷下场，市场呈现了哪些竞争态势？而作为热门数字技术，AI在供水行业数字化转型中又有哪些应用？改变了哪些业务？
01 政策、相关标准引导数字化转型
政策是推动城镇供水行业数字化转型的关键因素之一。近年来，国家出台了一系列政策以支持和促进数字化转型的发展。2023年2月，中共中央、国务院印发的《数字中国建设整体布局规划》明确指出，数字中国建设是数字时代推进中国式现代化的重要引擎。
数字中国成为国家战略，而数字中国的建设又涉及到不同政策延续和共建，例如智慧城市建设、数据要素流通市场构建，以及国企改革对数字化转型的推动、水务行业高质量发展的要求等等，分别从驱动要素、应用领域、行业主体等方面出发，构建了城镇供水行业数字化转型的政策环境。
从主管单位来看，中央网络安全和信息化委员会负责在宏观管理层面统筹数字中国建设，国家发改委统筹推进数字经济发展，工信部负责推动数字经济基础设施和数实融合建设，而各行业的数字化转型依旧由原本主管单位推动和管理，城镇供水行业的数字化转型仍由住建部主要负责。
整体而言，在数字中国、智慧城市、国企改革等等战略的背景下，城镇供水行业的数字化转型对于实现高质量发展、智慧城市建设等目标至关重要，数据是其核心驱动要素，而相关标准的成熟，也是引导转型进程的关键因素。
当前，供水行业数字化转型及智慧水务相关标准以团标、地标为主，国标和行标体系尚未成型。有关协会或者企业的标准化探索率先开始，但受到延续性和复杂性等多种因素的制约，难以建立标准体系，而行标和国标出台需要考虑多方因素且周期漫长，在此过程中，地标兼有统筹规划和灵活先进的特点，可能会在一段时间内得到较快发展，引领地方城镇供水行业数字化转型试点工作。相关的团标在近几年也因受到政策鼓励、能及时反应市场需求以及制定周期较短的特点，如雨后春笋般涌现。
从国家和行业层面来看，受到多种因素影响，尚未形成以智慧水务为主体的政策和标准体系，但相关的智慧城市和智慧水利领域已经成熟，为智慧水务的发展提供了借鉴。国标和行标对行业的引领作用最高，但考虑到其制定周期、主管部门等因素，短期内相关国标、行标出台较为困难。
从地标来看，总体而言，除北京外，成体系的地方智慧水务标准较少。在北京市水务局的智慧水务发展研究院主导下，北京智慧水务体系较为完善，智慧水务相关标准陆续出台，而其他大多地标都是针对某一方向进行单个或几个标准制定，同时具有明显地区差异。例如，北京之所以能够建立标准体系，离不开北京水务局统管水务水利这一背景，而很多城市并不具备这一条件。但地标符合供水行业属地性的特征，尤其在短期内，可以替代国标和行标的部分引领作用。
从团标来看，水协制定了相对丰富的智慧水务标准体系制定计划，其他协会多以自己或编写单位的方向为主，侧重编制团标，同时具有明显地缘性质，多为单体式、一次性标准，尚未形成标准体系。从制定主体来看，团标短期内难以形成体系，但在前沿探索方面充当了先行者角色，在细分领域的标准化方面发挥着重要作用。
02 250亿元市场，项目呈现三个特点
在政策的支持下，伴随AI等新技术的加速融合，智慧水务的市场正在呈现爆发式的增长，E20供水研究中心综合国内外多个行业机构测算方法认为，2023年我国智慧水务市场在250亿元左右，到2025年将超过300亿元，如果市场增速不减，2030年有望达到500亿元。
巨大的市场空间，让智慧水务市场成为水务行业下半场重要的细分领域，不少传统水务企业也继续深入布局智慧水务相关赛道，据行业媒体报道，从2020年11月到2023年7月，在全国范围内水务企业成立的下属智慧水务科技公司总数已经从41家增长到72家，增速远超过往年份。
2023年，随着AI概念在水务行业科技风暴的来临，不少互联网大厂、国企包括水务行业传统供应商在此加码布局，以人工智能为应用，在水务行业深入拓展。比如今年以推出“文心一言”大模型刷屏的百度。2020年，百度与泉州水务合作为突破口，正式进入到水务行业，陆续打造了广州白云区智慧水务+智慧水利平台项目与小浪底数字空生工程知识平台等代表性项目。2023年，随着文心一言的推出，百度在水务行业的拓展进一步深入，面向水务行业提供一揽子人工智能解决方案的能力，如水务AI中台、水务知识平台与全自研提供能力。与此同时，百度智能云与E20环境平台加强合作，成为百度人工智能进入水务行业乃至环保行业的切入点，以百度智能云为水务行业提供数字化底座和智能调度引擎助推新阶段水务高质量发展。
市场需求的火热，也催生出一批新兴产业链，包括智能水表等智慧化硬件设备、软件系统、整体解决方案等等，产品和技术具备多科学性和复杂性，根据E20供水研究中心对重点智慧水务相关企业参与的招投标项目进行汇总分析，可以得出我国智慧水务市场的项目呈现着三个特点：
一是系统平台类的软件产品，相关供应商的项目数量占比最多，市场竞争激烈。从服务产品的类型来看，系统平台类的软件产品最多，占比超过50%，硬件设备其次，咨询等其他类型占比较小。乍一看，系统平台建设是智慧水务涉及的主要项目，相关供应商发展前景较好，但其实同质化竞争非常严重，亟需提升产品的核心竞争力冲出重围、实现破局(更多供水行业数字化转型市场详尽分析，请见《城镇供水企业数字化转型专题报告》，该报告将在9月13日开幕的2023供水高峰论坛上发布)。
系统平台建设具有可扩展性和适应性、持续软件升级、低成本、有助于数据驱动等优势，由此可以带来更加广阔的市场需求。然而也必须认识到硬件设备以及咨询和配套服务的重要性，相比市场竞争激烈的系统平台类产品，这些支撑产品发展相对落后，一定程度上也制约着系统平台的价值释放，只有产品有机结合发展，才能实现更有效和可持续的解决方案。
二是供应商发展随项目需求增长而提速，而在领先的省市中又存在差异。结合项目的分布空间，从供给端来看，供应商发展随项目需求增长而提速，而在领先的省市中又存在差异。例如，北京市场竞争优势明显，但集中度不高，在不同细分领域有不同的优势供应商企业，而上海、浙江等地总体项目数略逊北京，但集中度较高，存在明显的头部企业。
三是产业形态在不断变化。从需求侧来看，供水企业需要明确自己的经济、社会、环境目标，理解数字化转型数字驱动和信息互联的双螺旋，打造新时代新供水的发展模式。持续进行数字化转型是供水企业的未来，行业也将基于此形成新的产业形态。不同数字化阶段和不同特点的水司遵循不同的数字化转型路径，也将释放更加多样化的市场需求。
03 AI助力供水行业业务数字化
在数字化转型的政策背景和市场环境下，AI的应用加速了业务数字化的过程，并持续推动从供水行业完成从“数字化”到“数智化”的升级。
AI在漏损检测方面的应用
AI可以通过监测供水设备和系统的状态，及时发现潜在的损坏设备，并采取相应的措施来保障用水服务。在许多发展中国家，最大的水量浪费来自管网漏损。AI赋能可以大幅减少管网漏损损失，国际水协和百度联合发布的《人工智能赋能数字水务》中预测，仅检漏可为全球的公用事业每年节省690亿美元。
以一家为250万人提供服务的供水公司为例，他们想要检查地下管网一个老旧段的状况和水流。以往遇到这种情况，公司会召集一个团队，派人工去检查管道和水流。这将会涉及人员出现场，运输特定设备，使用一个困难或危险的接入点，或者可能出现根本无法检查管道的情况。然而现在，人工智能有望并正在改善这一过程，人工智能系统将不断检查进出水的流量、评估管网的状况、并为该供水公司提供整个供水系统的实时报告。
再例如，某小区通过人工智能平台判漏定位，发现为DN300水管出现渗漏，现场挖掘后研判漏点至少为7吨/小时。经数据验证，该小区夜间小流量(MNF)为12.7吨/小时，维修后MNF下降至2.3吨/小时，实际每小时节水10.4吨，一天可节水249.6吨，一个月可节水7488吨。
AI在水质监测和分析方面的应用
AI可以通过监测水质数据并进行实时分析，帮助识别潜在的水质问题，如污染物和细菌的存在。AI还可以预测水质变化趋势，提前采取措施保护水源和确保供水安全。
给排水管、水库、河道等地方安装智能设备，相当于创造了一个AI水务大脑，可以自动采集各种水质数据，智能识别各种垃圾物和违规行为，及时发现偷排漏排。改变了过去全靠水务人员一步一步的沿河巡视，无法实时发现异常问题。
AI在供水调度中的作用
在传统供水管理中，往往会出现供水高峰期时水厂供水能力不足，供水低峰期时水厂供水能力过剩的现象。这种供需不匹配导致高峰期水厂系统运行负荷压力较大，居民生产生活受到影响，低峰期水厂能耗增加。AI可以通过分析大量的水资源数据，帮助决策者更好地了解水资源的供需情况，从而制定更有效的管理策略。人工智能还可以优化资源分配，提高供水效率，并减少浪费。
以舜禹水务与合肥供水合作的试点项目为例，通过三个算法模型给出了这个问题的答案。用水量预测是整个系统的前提，算法以深度回归模型为基本框架，考虑外部因素对用水量的影响，如气温、季节、节假日等，同时结合实时数据反馈，以达到对用水量的精准预测。变量关联性计算是整个系统的基础，这里主要是指建立动态水力计算模型，用于针对不同的备选策略，计算供水管网相关变量的值。错峰调度是整个系统的目标，它以数学规划为框架，目标方程是管网压力标准差或区域流量标准差，决策变量是各个泵房可调节电动阀门开度，约束包括水厂最大输出流量、扬程上下限、水箱液位上下限等。
AI在供水安全方面的应用
AI还可以通过识别异常行为和威胁，提供实时的安全警报和防护措施。
工作人员可在监控室内“一屏控全局”。无论是场地周围异常情况，还是水域水情关键指标，如遇异常，会立即将预警信息发送到监控室大屏幕、工作人员手机App上。入侵检测、电子围栏等智能化应用，还能在发现违规行为时，第一时间自动报警并进行广播喊话驱离。
AI在水体验个性化方面的应用
AI可以通过分析用户的偏好和行为数据，为用户提供个性化的用水体验，如定制化的水质调节和温度控制。AI还可以通过智能设备和传感器，实现定制的水体验，如自动调节水流和浴缸温度。
人工智能在提供卓越的用水体验方面具有巨大的潜力。当前从现实世界到数字世界的映射正在构建，AI可以帮我们获得以数字世界为原点的新的认知方式，打造数字原生的未来新供水。
AI时代为供水企业的数字化转型带来了充满想象的发展空间，真正的智慧水务时代才刚刚到来。供水行业的数字化转型现状如何？面临哪些挑战？有哪些策略可能在供水企业数字化转型的特定阶段发挥重要作用？《城镇供水数字化转型专题报告》即将在9月13日开幕的2023(第八届)供水高峰论坛上发布，深入剖析供水行业数字化转型的本质，刻画当前供水行业数字化转型的政策、市场环境以及供水企业数字化转型进展，并描绘城镇供水企业数字化转型的未来图景和路线图，敬请期待。
