描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787564374198
水是人类赖以生存与发展的重要自然资源，水务行业关乎国计民生。本书系统梳理了我国水务行业的发展现状、瓶颈问题及未来趋势，结合智慧城市建设的大趋势及物联网、大数据、云计算等信息技术的发展，阐述了解决当前水务问题的技术、原理和方法，给出了典型服务对象和应用场景下的解决方案，介绍了智慧水务的作用、目标和意义，并通过分析当前智慧水务经典案例，探讨适应我国国情的智慧水务发展模式和发展方向。本书的出版为新时代水务行业的智慧化研究提供基础，为智慧水务的工程实践提供技术借鉴。
第1篇 水务系统
1 水务系统概述 001
1.1 水 务 001
1.2 水务系统 002
2 水务系统的现状与挑战 004
2.1 水务系统的建设现状 004
2.2 水务行业面临的挑战 005
3 水务行业发展趋势——智慧水务 007
3.1 水务行业的发展对策 007
3.2 智慧水务概述 009
3.3 智慧水务相关技术 012
第2篇 智慧供水系统
4 饮用水水源地智能管理解决方案 015
4.1 我国饮用水水源地现状 015
4.2 水源地管理理论与技术 020
4.3 水源地智能管理典型设计方案 023
5 供水处理系统智能控制解决方案 026
5.1 供水处理 026
5.2 核心工艺单元自动控制 027
5.3 供水处理系统智能控制典型设计方案 032
6 供水管网系统智能运维解决方案 036
6.1 供水管网监测方法 036
6.2 供水管网模型 039
6.3 供水管网智能运维技术 040
6.4 供水管网智能运维典型设计方案 046
7 用户端智能服务解决方案 049
7.1 智能监测预警服务 049
7.2 智能客户服务 051
7.3 用户端智能服务系统典型设计方案 053
第3篇 智慧污水系统
8 污水水质水量预测解决方案 055
8.1 污水水质水量预测需求 055
8.2 污水水质水量预测技术 056
8.3 典型设计方案 059
9 污水处理设施智能运行解决方案 062
9.1 污水处理设施运行现状和需求 062
9.2 设施智能监测系统 069
9.3 设施智能调控技术与设备 071
9.4 污水处理设施升级典型设计方案 075
10 污水处理系统智能管理解决方案 079
10.1 数据模型方案 079
10.2 机理模型方案 081
10.3 机理模型与数据模型融合方案 083
10.4 预案库方案 084
11 污水处理厂群云管理解决方案 086
11.1 厂群云管理的需求 086
11.2 厂群云管理原理和技术 090
11.3 厂群云管理平台设计方案 094
第4篇 智慧水务应用现状与前景
12 智慧供水系统应用 099
12.1 水源地智能综合管理系统 100
12.2 水厂智能管理系统 103
12.3 供水管网智能管理系统 106
12.4 用户端智能综合管理系统 114
13 智慧污水系统应用 119
13.1 曝气智能控制系统 119
13.2 智能综合管理系统 124
13.3 农村地区智慧污水系统 128
14 智慧水务发展前景 130
14.1 发展中国特色智慧水务系统 130
14.2 与新技术、新理论结合 136
14.3 智慧水务的前景 141
参考文献 149
近10年来，随着人工智能、物联网、大数据、云计算等技术的发展及在各领域的应用，智慧城市快速发展，智慧交通、智慧水务等相关领域得到了广泛关注和研究。包含智慧水务在内的大多数“智慧＋行业”的技术与解决方案的核心目标都是：借助信息技术等手段，将依赖人工经验的“灰箱”管理模式升级为高效、稳定、精细的智能化管理，保障系统的高效性、稳定性、可靠性和经济性，提升管理和服务水平。
水务领域从业者和研究者意识到了利用人工智能代替人的经验对水务系统进行管理的价值和意义，以及智慧水务在城市与村镇供水系统管理、集中式污水处理、分散式点源污染治理等领域的巨大应用潜力。但由于水务系统的复杂性、非线性和时变性等原因，现状是，想做的人很多，在做的人不少，重大突破不够，基本建成者寥寥。所幸的是，智慧城市等相关政策的支持，供水保障需求与水污染治理的要求，人工智能、大数据、5G通信等新技术的支撑，智慧交通等相对成熟领域的经验，共同推开了通往未来智慧水务的大门。在“智慧＋”的风口中，智慧水务领域的市场需求、资本规模及进军队伍都日益扩大，华为、腾讯、中国移动、万科等越来越多不同领域的企业和资本涌入智慧水务市场。2019年12月，华为技术有限公司中标深圳市智慧水务一期工程，中标价达4.45亿元，创下近年智慧水务项目中标价新高。互联网、通信、房地产等领域巨头的跨行业进军，一方面注入了技术和资本力量，另一方面也发挥了“鲶鱼效应”，刺激环保企业、水务公司在智慧水务领域不断创新和突破。
本书由智慧水务领域的研究者、从业者共同撰写。书中从水务系统发展演变，总结当前水务行业面临的机遇与挑战，分析水务行业发展趋势及相关技术，系统梳理了智慧水务典型应用场景的原理、技术和设计方案，并讨论了智慧水务领域的发展前景。智慧水务研究领域的一个普遍认识是：传感器＋执行器＋物联网＋人工智能＝智慧水务。按照该框架分析智慧水务的发展前景：在传感器层面，水质、水量、水压等指标的准确、快捷、高频、经济、无污染监测将是未来的发展热点，卫星遥感、无人机遥测及
其他非接触式监测理论与技术是有可能取得突破的方向；在执行器层面，用于进水控制、精细曝气和精准投药的新型可控水泵、风机、阀门等已经上市，但其性能和价格需要进一步优化，以便中小型自来水厂和污水处理厂可以承担设备升级改造的成本；在物联网层面，智慧水务可能融入区块链、5G通信等新技术，保障云端与设备、设备与设备之间的通信稳定、及时和安全；在人工智能层面，将深度融合机理模型和数据模型，充分发挥两类建模方案的优势，整合两个方向下的新技术，构建更加完善的水务系统管理“智慧大脑”，满足不同工艺类型、不同处理规模的老厂、扩建厂和新建厂等不同情境下的智能管理需求。
本书第2篇和第3篇第10、11章由王建辉博士牵头撰写，约11.2万字；第4篇由齐高相博士牵头撰写，约9万字；第1篇和第3篇第8、9章由郭智威博士牵头撰写，约8.5万字。感谢申渝研究员、高旭教授对全书内容的建议、指导和把关，感谢本课题组陈佳、范兴容、周月明、张冰等老师的支持和帮助，感谢本课题组游庆国、黄冬梅、李超、曾闻茹、万柯佚等研究生参与资料收集、文献检索与整理工作。此外，感谢重庆交通大学郑旭煦教授的支持与帮助，感谢重庆中法环保研发中心有限公司的鲜吉成、冯东、季久翠等工程师倾囊相助，从水务行业从业者的角度给出了许多宝贵的建议和帮助。
本书受到国家重点研发计划项目（2016YFE0205600）、重庆市科技局重点项目（cstc2018jszx-zdyfxmX0008和cstc2018jszx-cyztzxX0029）、管理科学与工程重庆市重点学科数据与信息管理团队项目（ZDPTTD201917）、中国博士后科学基金项目（2019M653825XB）、重庆市自然科学基金博士后项目（cstc2019jcyj-bshX0061）、重庆市水务资产经营有限公司博士后研究项目（2019SWZC-bsh001）的资助，同时还受到重庆南向泰斯环保技术研究院及重庆工商大学国家智能制造服务国际科技合作基地的支持。
智慧水务是近年来快速发展的行业，具有广阔的应用前景和市场需求，但无论是智慧水务的研究还是实践，在新技术应用、新理论创建和新装备开发等方面，还只是开始，有很多难题需要解决。由于时间仓促，水平有限，书中难免有疏漏之处，敬请广大同行读者朋友批评指正。
作 者
2020年1月于重庆
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