大数据时代下的城市供水监管探索与实践

赵翠平

（廊坊市清泉供水有限责任公司，河北 廊坊 065000）

我国城市供水发展水平是城市经济发展的重要标志，也是居民生活水平的一个重要标志。随着我国经济水平的迅速发展与人民生活水平的提高，城市居民的用水需求日益加大，但是日益短缺的水源和城市脆弱的供水系统却给城市化的发展带来阻碍。脆弱的城市供水系统有待改善，这是大势所趋。

一、我国城市的供水现状

（一）水质净化工艺亟需改进

随着我国社会经济的高度发展和人民生活水平的日益提高，我国城市居民对水质的要求也日益提高。因此，城市在寻找大量地水源的同时，也应该注重水质的提高。然而，一般的净水工艺已无法满足安全饮用水的要求。据了解，目前我国现阶段的净水工艺仍以简单的沉淀、过滤和消毒为主导，虽然能去除浊度以及细菌，却无法有效地去除病原微生物以及重金属污染物。

（二）供水漏损率偏高

城市供水漏损率即为漏损水量与城市供水总量的比值。漏损水量主要指：未授权用水、计量误差和漏耗损失等。近年来，我国城市供水的漏损率总体偏高。其原因主要体现在：一方面管道老化、材质不达标和管道安装工艺不合格；另一方面，水表记录出错、管理不善导致部分居民盗用水，造成水量计量出现误差。这种人为原因造成的水资源浪费也成为城市缺水的一大原因，这也是一种形式的管网损耗。同时也增加了供水企业的制水成本和制水企业的投资费用。

（三）二次供水缺乏监管

二次供水即公共供水在水源入户以前经过二度存储、消毒和深度处理之后，利用容器或管道输送到用户的方式。这种方式是为了解决高地住宅、高层楼宇和多层住宅水压、水量不足的问题。通常二次供水的日常消毒是由物业公司来负责的，其产权主体是小区业主。但由于缺乏管理，相关规定不明确并且物业一般缺乏相关的配套设备，从而造成监管缺失、体制不顺等严重问题。现阶段，相当一部分二次供水设备正处于无人管理或管理不善的状态。这些日益严重的问题若不解决，供水的二次污染将无法避免，供水水质也会得不到保证。

二、大数据在城市供水监管中的典型应用

（一）水源和水厂大数据应用

1.水质风险关键指标筛选

在水质日常监测、风险预警和管控过程中，通过对水源、水厂，以及输配水过程中的水质指标及其环境类指标进行相关性分析，找出不同水质指标之间、水质指标与其它环境类指标之间的内在关联性，可筛选出水质风险关键指标。

2.水质风险预警模型建立

以历史水质数据、相关水文及环境类等数据为基础，通过应用各类数据特征挖掘与分析技术，构建时间序列、回归分析等风险评估模型，可对水质指标的未来数值和风险进行预测，通过单点阈值、多点联动等方式进行水质风险预警。

3.水厂运行工艺调整辅助决策

通过分析原水关键水质指标在工艺流程中的变化情况，并对工艺运行参数如药耗、滤池反冲洗周期、排泥周期等，以及出水水质情况同步分析，可基于不同进出水水质条件下的运行工况和水质预警结果构建工艺调整辅助决策模型。当面临水源地水质突变、水厂药耗增加等相关参数变化问题时，可将相关信息作为输入参数，利用辅助决策模型模拟出水情况，从而避免了人为判断的主观性。此外，辅助决策模型也可预测出水水质达标条件下对应的水源地水质预警值及工艺药耗最小值。

（二）供水管网大数据应用

在明确供水管网运行事故具体评价对象前提下，根据供水管网大数据，可建立模型对供水管网的运行事故评价指标发生概率进行定量预测。进一步结合管道级别、道路等级、人口密度等因素，可通过构建定量判别指标体系和评判标准，评估管道风险影响程度，从而明确管道修复、更新改造的优先级，科学划定供水管网修复、更新改造的范围。

（三）供水用户服务信息大数据应用

1.公众反馈供水问题热词与热图解析

以公众反馈的供水客服、网络舆情等数据作为数据应用的核心，通过解析问题热词和热图，可精准掌握服务痛点问题与公众舆情。进一步结合与之相关的生产、营销等数据，开展问题溯源，可为改进服务提供决策参考依据。

2.供水用户用水行为分析

以供水客服数据中的供水用户信息数据与供水管网末端小区二次供水数据为基础，结合其它相关数据，采用适当的数据挖掘技术，可构建二次供水泵房指标变量时间序列，继而对不同序列之间的指标变量的趋势性、周期性及其随机性进行相关相异分析，在此基础上总结得出该序列所代表小区用水行为变化趋势。

总结：针对当前城市供水监管中存在的信息化水平较低、数据价值挖掘不足等问题，基于大数据分析中的数据挖掘和综合评价等技术，利用相关性分析、随机森林、神经网络等数据分析算法，可对城市供水大数据潜在信息进行提取分析，开展大数据技术在供水安全动态监管与风险预警领域的应用。