智慧水务是指通过互联网、特联网、无线网络和软硬件,聚合各类水务信息,为政府、企业、市民提供无处不在的信息化服务,实现全面、可感知的绿色智能水务。随着经济发展水平的提高,环境保护与资源集约利用的要求也越来越高。传统水务存在着浪费严重、效率较低等缺陷,需要发展智慧水务来更好的满足经济、社会发展的需求。我国水利信息自动采集和水利信息网络基本覆盖全国,水利日常工作基本实现计算机化,在线数据快速增长,应用系统数量迅速增加,水利信息化综合体系墓本形成。事实上,伴随着“水十条”等利好政策的落地,环境治理强调用效果说话,行业对精细化的管理需求增高,智慧水务已成为我国传统水务领域转型升级的重要方向,并由此释放出颇具想象空间的市场体量。而面对如此激烈的竞争,目前国内传统的水务行业正在借助“互联网+”,以及“物联网、云计算、大数据”等技术新趋势,向智慧水务转型,并快速发展。因此,市场上对相应智慧水务产品的需求,也将加速增长。与国内快速发展的形式相比,国外从经验模式到智能自控模式的转变经过了一个较长的探索和发展历程,国外的水务技术发展重点不是在市场上去寻找智慧系统模块化或者现成软件平台的方向,而更加注重于企业自身数据的采集、分析和应用,包括对硬件如何实现优化布局、如何采用科学技术解决实际运营难题、数据应用的分析研究等等,经历了一个从生产到研究、从研究到应用的历程。
根据中研普华研究报告《2021-2025年中国智慧水务行业全景调研与投资趋势预测研究报告》统计分析显示:
第一节 2019-2020年智慧水务行业产品技术变化特点
NB-IoT系统能够实现信息数据的低速远距离传播,针对低频次数据信息的传输具有非实时性,在水务系统建设过程中,应用NB-IoT技术,实现科学用水、节约用水的愿景指日可待。
1、NB-IoT的部署方式
NB-IoT始终处于互联网网络的工作环境当中,目前,我国的NB-IoT在网络中的部署方式主要可以分为两种。第一种部署方式对网络传输速度的要求是900M,第二种部署方式对网络传输速度的要求是1800M。为了满足NB-IoT部署对网络传输速度的需求,在实际部署时,应对基站进行全面升级,构建一个全新的NB-IoT平台,设置核心网设备,以此实现最快部署NB-IoT网络的目的。
2、NB-IoT的技术特点
NB-IoT与无线技术相比,具有覆盖范围广、成本低廉、功率消耗低以及强链接等优势。
NB-IoT技术的覆盖范围比无线技术扩大100倍,在地下管网、城市构造物中的穿透力极强,在针对同一个基站时,应用NB-IoT技术,接入数远远超过无线技术的接入数,仅仅一个扇区就能够支持十万个NB-IoT的终端连接,这种超强链接的优势是其它技术所无法比拟的。而且NB-IoT的功率消耗较小,终端模块的待机时间可以达到十年以上,在这期间所消耗的功率仅为2G的十分之一。此外,NB-IoT技术对天线以及射频等基站的基础设施能够重复利用,资源利用率高,这就大幅减少了投入成本。
第二节 2019-2020年年智慧水务行业产品市场的新技术
1、NB-IoT技术在智慧水务系统中的部署方案
NB-IoT技术在智慧水务系统中的部署框架一般包括感知层、网络层、平台层以及应用层。如果对部署框架进一步划分,则包括NB-IoT基站、NB-IoT核心网、IoT平台、水务行业应用中心以及NB-IoT终端。
(1)NB-IoT基站
NB-IoT基站能够为NB-IoT终端提供无线接入服务,通过NB-IoT基站,接收传输的数据信息,并将数据及时上报至网关,目前,NB-IoT基站的构建形态以LTE基站为主,可以划分为保护带部署、独立部署以及带内部署三种部署方式。
(2)水务行业应用中心
水务行业应用中心属于总控制中心,它可以根据市场运作实际以及水务行业的需求,适时开发出智能型的APP以及实用的应用平台,通过开发出的应用平台接收的业务数据信息,对NB-IoT终端进行有效控制。
(3)NB-IoT终端
图表:基于NB-IoT技术的智慧水务系统网络结构

数据来源:公开资料整理
NB-IoT终端与NB-IoT基站相连,主要包括智能水表、压力表、流量计、水质仪表、智能消火栓、智能井盖等各种监测传感器,NB-IoT终端借助于基站将数据信息传导至IoT平台,进而确保整个NB-IoT系统的正常运行。
2、NB-IoT技术的智慧水务系统
基于NB-IoT技术的智慧水务系统必须配备智慧水表、智慧水泵、智慧水质监控系统以及智慧测漏。过去,无线技术在水务系统中得到广泛应用,但是这种技术无法实现远程抄表工作,这就给水务集团带来诸多困扰,在实际工作中,需要投入大量人力资源,负责抄表工作,不但加大了投入成本,而且耗时耗力,得不偿失。而应用NB-IoT技术,配备智慧型水表,工作人员可以直接借助于NB-IoT终端,实现远程操控,进而在极短时间内完成抄表工作,节省了人力,降低了企业投入成本。
智慧水泵与智慧测漏能够对居民的用水量进行实时控制,如果用水量严重超标,智慧水泵系统就会科学合理的对整个水务系统进行控制,对用水量参数进行自动调节,在保证居民正常用水的情况下,实现节约用水的目的。
智慧水质监控系统能够对供水的水质进行实时监控,随着生活水平的提高,人们对日常健康用水的关注度逐年提升,因此,对于水务企业而言,在保证居民正常用水的同时,必须兼顾用水安全,充分发挥智慧水质监控系统的强大监控功能,保障人们的身体健康安全。
3、NB-IoT技术在智慧水务系统中的应用案例
目前,NB-IoT技术在北京、上海、深圳等地的智慧水务系统中得到广泛应用,以上海某小区为例,安装了近500只NB-IoT智能水表,智能水表实时收集的居民用水数据能够及时传输到NB-IoT终端平台,数据采集频率达到三十分钟一次,每天汇总数据的传输量达到100byte。借助于NB-IoT技术,实现了水表计量数据精确、传输及时、传输容量大的愿景。尤其在居民用水高峰期,能够提高数据采集频次,不仅提升了工作效率,降低了水资源消耗量,而且也提高了水务企业的综合服务质量。
再比如深圳市管辖的西乡镇、福永镇、沙井镇、松岗镇、公明镇、新安镇、光明镇、龙岗镇、龙城镇、东湖镇、桂园镇、南澳镇等乡镇的污水处理站相继安装了远程智能监控系统。该系统应用NB-IoT无线技术,充分发挥NB-IoT无线技术覆盖面广、穿透力强的优势,使远程监控系统的信号接收与传输具有高效性与稳定性。而系统中的NB-IoT远程传输子系统主要功能是建立控制中心与数据采集子系统的远程通信连接,借助于NB-IoT无线网络,能够将远程监控的数据信息发送至工作人员的手机上,工作人员可以通过手机APP对污水处理站的运行情况进行实时监控。如果发现设备运转异常,工作人员能够第一时间根据故障信息,确定故障位置,并派出检修人员负责维修,确保污水处理站的正常运转。
想要了解关于智慧水务行业具体详情,可以点击查看中研普华研究报告《2021-2025年中国智慧水务行业全景调研与投资趋势预测研究报告》