给水排水 |【对话刘伟岩】城镇智慧水务标准体系建设的关键问题

智慧水务是新一代信息技术和水务业务的深度融合应用，其高质量发展亟需标准化工作支撑。我国智慧水务领域的标准建设正在加快，亟需构建一套系统、适用且具有前瞻性的标准体系对标准建设进行顶层规划和总体牵引。

针对城镇智慧水务标准体系的建设，智慧水务标准体系研究团队负责人刘伟岩尝试解答以下四个关键问题：

国内智慧水务发展热度持续高涨，相关标准数量也越来越多。我们通过国内文献检索服务平台和行业协会网站等检索途径，列举水务业务和信息技术相关的关键词共计900多个组合，共筛选出204项与城镇智慧水务高度相关的标准，包括国家标准9项、行业标准19项、地方标准78项、团体标准98项，其中团体标准占比近一半。我们从以下几个方面来看国内标准情况。

第一，标准层级。国家标准和行业标准具有权威性和针对性，但数量偏少，内容偏重于硬件设备设施、软件系统的技术和应用，缺少顶层设计类标准，如智慧水务相关的术语、总体要求等，对于智慧水务规范化的指导不足，也说明行业对于智慧水务的共识有待加强。团体标准由不同协会组织主导编制和发布，其中，中国工程建设标准化协会和中国城镇供水排水协会是智慧水务标准的主要编制组织。地方标准发布地区主要集中在直辖市及东部、中部地区，这与水务行业的智慧化发展程度具有一定相关性。

第二，标龄。现行标准中，各层级标准的标龄差距较大。行业标准平均标龄最长，团体标准的平均标龄最短。由于智慧水务技术的快速发展与行业需求的升级，部分标龄较长的标准已不能满足现在的应用需求。近年来智慧水务领域团体标准发展迅速，团体标准作为国家、行业标准的补充，逐步发挥标准支撑作用，特别是其编制流程相较于国、行及地标更加便捷灵活，成为了技术成果快速转化为技术标准的首选通道，更加能够满足快速发展的智慧水务技术和应用。

图1  国内标准标龄分布

第三，专业领域分布。现行标准主要集中在城镇供水领域（占比41.2%）和城镇水环境领域（占比35.8%），并在2018年以后呈现明显的增长趋势；排水防涝领域标准仅8项（占比5.4%），标准建设相对滞后。这与我国城镇供水和污水处理的发展较城市内涝防治更为成熟有关。

图2 各专业领域现行标准数量与发布时间分布

第四，标准侧重方向。在各专业领域中，监测与监控类标准占比33.1%，涵盖了水质监测、流量监测、管网漏损监测等单元或业务。相对而言，智能控制、智慧决策等更高水平智慧化的技术和应用标准占比较少，大数据、人工智能等新兴技术和水务业务融合方面的标准尤为缺乏。智慧水务标准内容不均衡，尚不能为水务行业由信息化、数字化、传统自动化向智能化运行、智慧化决策推进提供全面、有效的指导。

总的来看，智慧水务国内标准在体系性、覆盖面、融合度、适用性、协调性等方面还需要加强。需要用标准体系来牵引顶层规划和总体框架，进而规范智慧水务发展和指导业务应用。

截至2024年6月30日，我们在国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC标准平台共检索到16项国际智慧水务标准，均为现行标准，包括14项ISO国际标准和2项IEC国际标准。饮用水、污水和雨水系统与服务委员会（ISO/TC 224）于2021年成立智慧水务管理工作组（ISO/TC 224/WG 15），该工作组由我国任洪强院士领导的专家团队领衔组建，并于2024年1月发布首项智慧水务国际标准《智慧水务管理-第1部分：导则》（ISO 24591-1），规范了智慧水务管理系统架构设计的通用要求和基本准则，用于指导全球水务行业智慧化发展。

除上述国际标准外，在发达国家和地区的标准化组织标准平台，共检索到15项智慧水务标准。

总体来说，智慧水务领域的国际/国外标准涉及的应用领域相对集中，聚焦于具体技术，覆盖范围不太全面，也没有在智慧水务的跨领域、跨学科方向形成标准化结构体系，还不能直接指导我国智慧水务建设应用。

我们根据智慧水务本身特点和标准调研情况，结合《标准体系构建原则和要求》GB/T 13016-2018和魏尔曼三维标准空间理论，选择专业领域、技术功能和全周期管理三个维度对智慧水务标准进行分析。其中，专业领域维度分为城镇供水、城镇水环境、排水防涝、通用及综合业务；技术功能维度主要体现信息技术与专业技术的功能特征，分为技术、数据和业务应用；全周期管理维度主要包含智慧水务项目的建设、运维和安全保障；同时以基础标准为标准体系的底座支撑。智慧水务标准体系的三维空间结构可以用来描述智慧水务标准内容范围，较全面地反映标准体系中的分体系或标准的属性。

图3 智慧水务标准体系的三维空间结构

为了更直观地在标准体系中表达分体系或标准的位置，便于标准体系的理解和使用，进一步将三维空间结构转化为二维框架结构。以技术功能和全周期管理作为主要维度，专业领域作为辅助维度，确定各个分体系。智慧水务标准体系由“基础标准”“技术标准”“数据标准”“业务应用标准”“建设与运维标准”和“安全保障标准”六个分体系组成，每个分体系下分别有对应的子类标准，由此建立标准体系结构图。

 图4 智慧水务标准体系结构图

基础标准：主要包括术语和总体框架2个子类标准。基础标准是智慧水务的总体性和基础性标准，结合智慧水务的总体、共性特征，为智慧水务的设计建设和应用提供依据和支撑，是其他分体系标准应该遵循的原则性文件。

技术标准：主要包括物联感知技术、模型技术、融合技术3个子类标准，其目标是为数据和业务应用提供底层技术支撑，主要提供技术的性能规范等相关要求。

数据标准：指水务领域业务活动所涉及的数据及基于数据产生的信息资源相关标准，使水务数据在统一的标准规范下生产、运营、管理和汇集，保障水务数据资产有效管理，实现水务数据运营合规、风险可控，最大程度发挥水务数据价值。主要包括数据资源、数据模型、数据治理、数据交换共享4个子类标准。

业务应用标准：直接指导和规范智慧水务应用和业务活动，提供智慧水务相关应用系统、平台、装备、产品的功能、性能、架构的设计和应用指导要求，指导水务业务的数字化管理、智能化控制和智慧化决策。包括通用及综合业务、城镇供水、城镇水环境、排水防涝4个子类标准。各子类标准可进一步分为数字化管理、智能化控制、智慧化决策3个三级分类。

建设与运维标准：用于规范和指导智慧水务工程、项目的建设验收、运行维护与评价活动。主要包括建设管理、运行维护管理、评价3个子类标准。

安全保障标准：是智慧水务系统、平台、装备和产品在规划设计、建设应用和运行维护过程安全性的管理规范和技术依据，是保护信息资产安全，控制风险水平的重要措施。主要包括安全管理、安全技术2个子类标准。

在六个分体系中，基础标准位于标准体系的底层，是智慧水务总体性和基础性的标准，是其他分体系标准应该遵循的原则性文件。技术标准为数据资源和业务应用提供底层技术支撑，包括新一代信息技术、感知技术、模型技术以及多类技术的融合技术。数据标准从数据资源、数据模型、数据治理和数据交换共享方面为智慧水务业务应用提供数据保障。业务应用标准位于智慧水务标准体系结构的最上层，面向具体业务需求推进各专业领域智慧化建设与应用。建设与运维标准位于标准体系左侧，为智慧水务建设验收、运行维护和评价提供依据和指导。安全保障标准位于标准体系右侧，贯穿于智慧水务建设与运维全过程，对其他部分起到参考和规范作用。

图5 智慧水务标准体系结构拓扑图

我们在标准体系构建过程中认识到，由于新一代信息技术的快速发展与行业需求的迭代升级，部分现行标准的内容已不能满足智慧水务建设和应用的需求，除了加快开展新时期智慧水务关键标准的规划与研制工作，还应尽快组织修订标龄过长的现行标准。关键标准的研制要充分做好与相关标准的内容衔接，注重标准间的协调性，不断充实、完善智慧水务标准体系。

在智慧水务标准调研结果和标准体系框架的基础上，我们将国内现行和部分在编标准进行了分类汇总，形成了标准清单，共纳入85项标准，在此基础上提出了标准建设重点方向。标准体系将成为引导智慧水务标准重点建设方向和优先级的重要手段。

刘伟岩，中国水协智慧委主任，北控水务集团副总裁，教授级高工，工学博士，主要从事水务企业运营管理和智慧水务工作。

刘伟岩带领的水务运营管理和智慧创新团队具有较强的专业背景和技术实力，拥有多名业内专家级人才，承担了十余项国家、省部级研究课题以及国家、行业标准的编制工作，获多项省部级科技进步奖和管理创新成果奖，在智慧水务领域形成了多项行业级创新成果。