數字水務 新加坡的經驗分享Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest數字水務—新加坡的經驗分享中文版譯者：王丹英文版作者：NG Joo Hee 執(zhí)行總裁Harry SEAH 副行政總裁（運營）PANG Chee Meng 首席工程&技術官PUB 新加坡公共事業(yè)局感謝郭宇峰（三峽智慧水務科技有限公司）、姜繼平（南方科技大學）對中文版的校對Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguestPublished by IWA PublishingRepublic – Export Building, 1st Floor1 Clove CrescentLondon E14 2BA, UKTelephone: +44 (0)20 7654 5500Fax: +44 (0)20 7654 5555Email: publications@iwap.co.ukWeb: www.iwapublishing.comEnglish editionFirst published 2020© 2020 IWA PublishingChinese edition published 2024, © 2024 IWA PublishingApart from any fair dealing for the purposes of research or private study, or criticism or review, as permitted under the UKCopyright, Designs and Patents Act (1998), no part of this publication may be reproduced, stored or transmitted in anyform or by any means, without the prior permission in writing of the publisher, or, in the case of photographic reproduction,in accordance with the terms of licenses issued by the Copyright Licensing Agency in the UK, or in accordance withthe terms of licenses issued by the appropriate reproduction rights organization outside the UK. Enquiries concerningreproduction outside the terms stated here should be sent to IWA Publishing at the address printed above.The publisher makes no representation, express or implied, with regard to the accuracy of the information containedin this book and cannot accept any legal responsibility or liability for errors or omissions that may be made.DisclaimerThe information provided and the opinions given in this publication are not necessarily those of IWA and shouldnot be acted upon without independent consideration and professional advice. IWA and the Author will not acceptresponsibility for any loss or damage suffered by any person acting or refraining from acting upon any materialcontained in this publication.ISBN: 9781789064957 (eBook)This eBook was made Open Access in June 2024© 2020 The AuthorsThis is an Open Access eBook distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Licence (CCBY-NC-ND 4.0), which permits copying and redistribution for non-commercial purposes with no derivatives, providedthe original work is properly cited (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/). This does not affect therights licensed or assigned from any third party in this book.Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest目錄序前言第一章 介紹未來的數字化路線圖新加坡的數字水務故事第二章 為何開展數字化？規(guī)劃旅程吸取教訓，通權達變面向未來綜合性水管理第三章 PUB 中的數字化創(chuàng)造價值高效運營改善工作環(huán)境提升用戶服務第四章 數字化框架構建適合的無線設施收集數據打破孤島補充數據解析數據Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest預測的力量映射體系前方道路第五章 網絡安全：數字化的支柱系統與設計培訓與協議備份與恢復適應未來需求的安全策略第六章 數字化中人的因素全機構共同努力基礎培訓奠定成功聚焦數據分析培訓著眼設計創(chuàng)新以人為本第七章 結論數字化走向舞臺中央數字化前沿Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest序在過去十年中，從理財方式到娛樂方式，我們生活的方方面面都已變得數字化。包括云計算和人工智能，強大而互聯的技術無處不在，正引領許多企業(yè)和政府機構踏上數字化轉型之旅。新技術雖然打破了傳統的商業(yè)模式，但也為更可持續(xù)和更具成本效益的新產品、服務和商業(yè)模式創(chuàng)造了巨大的機遇。這些變化將對包括水行業(yè)在內的幾乎所有領域產生影響。國際水協會出版社（IWA Publishing）數字水務叢書系列整理的觀點、經驗和最佳實踐能讓讀者針對全新數字技術帶來的可能性制定戰(zhàn)略對策。這是該系列的第一本書，由新加坡公共事業(yè)局(PUB)編撰。PUB 享譽國際，屢獲殊榮，它作為法定機構綜合性管理新加坡的供水、集水區(qū)和污水。PUB 通過多元措施，包括海水淡化、雨水儲存和高品質再生水，構建整體性管理方案，降低了對外部水源的依賴。《數字水務—新加坡的經驗分享》概括了 PUB 的愿景，并列舉了其數字化舉措中的一些實例。在這里，數字化成為了綜合性水管理模式一個不可或缺的載體。數字化的顛覆性變革持續(xù)重塑著商業(yè)領域，機構將面臨適應變革的壓力。適應變化可以讓他們充分利用未來的機遇。希望 IWA 出版社的數字水務叢書系列能夠為您的機構提供有效執(zhí)行數字化水管理戰(zhàn)略的一些觀點。它旨在支持您在數字化領域變得更具能動性，幫助您將數字威脅轉化為機遇，并讓您能夠利用數字化創(chuàng)造競爭優(yōu)勢和提高績效。該系列叢書將不限于探討新技術或新系統。最成功的數字化轉型同樣取決于針對流程和人員管理的合理策略。這將是未來幾卷叢書的焦點。我們希望您能從本系列叢書中收獲有用的見解和能夠幫助您在自己的數字之旅中前行的思考。Vladan Babovic 教授新加坡國立大學國際水協會出版社數字水務叢書系列主編Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest前言水，確切地說是缺水，在新加坡人的意識中占有特殊的位置。我們的確沒有足夠的國土面積去收集和儲存足夠的雨水用于后續(xù)使用。水資源短缺促使我們轉向通過污水回用以及更加昂貴的海水淡化以滿足新的用水之需。事實上，新加坡供水的長久可持續(xù)性和安全目前依舊是攸關國家存亡的挑戰(zhàn)。智慧水務想象一下駕駛一輛既沒有里程表也沒有燃油表的汽車。這種情形本質上和水終端用戶當今的處境一樣。每個新加坡家庭戶外的水表盡管很精確，但在傳感器中卻是屬于非常落后的。為了記錄用水量，用戶需要人工讀表，記錄讀數，然后在下一個選定的時間重復這些操作。由于水表讀數的物理校對過程繁瑣，成本高，因此沒有頻繁開展。在新加坡每兩個月進行一次抄表，以計收水費。頻率再提高的話就不經濟了。新加坡公共事業(yè)局（PUB）所面臨的挑戰(zhàn)是向用戶提供相當于里程表和燃油表的水表，賦能他們轉變?yōu)楦�加智慧的用水者。電池、無線技術以及云計算能力已經得到了巨大提升，讓智能水表的成本和普通水表相當。然而，智能傳感器卻能測量、記錄、無線傳輸用水數據至遠端服務器，其對數據進行計算分析后即刻通知用戶用水情況，這將會徹底顛覆游戲規(guī)則。我們針對智能水表的試點顯示，那些及時獲得用水信息的用戶在這一過程中會有意識地調整用水習慣，變得更加節(jié)約，節(jié)水又省錢。這些試驗讓我們相信用水信息的數字化和持續(xù)可用將有助于改變用戶的用水行為，顯著降低用水量。同時，試驗也證明我們希望在全新加坡的水系統推行數字化的雄心是有意義和價值的。數字化的未來不可否認，水行業(yè)的未來將是數字化的。如果機器總是能夠更加高效率、低成本、高水平地完成某些工作，我們?yōu)槭裁匆�在這些場景中采用會不可避免地疲勞并且容易出錯的人工呢？如果計算能力可以幫助我們更好地做決策，為什么要把一切都留給運氣或人的弱點呢？現在各類遠程傳感器便宜可靠，并且可以全天連續(xù)工作，它們可以快速實現人工無法完成的全系統實時監(jiān)測。數字化的未來在召喚！因此，整個新加坡 PUB 都處在重大的轉折點上，遠離過去緩慢繁瑣的做事方式，轉而向更加智能、高速、精確的未來邁進。很多系統正在建設，很多流程已被重構，很多崗位已經、正在或即將迎來轉型。這種轉變正全面席卷著我們的組織機構，無論是在水廠還是外業(yè)現場，在業(yè)務一線或者內業(yè)后臺。事實上，除此以外別無他法。并且我們知道，如果我們選擇逃避不付諸努力，我們就會面臨被淘汰的風險。因此，我們選擇把數字化置于 PUB 轉型的核心。因為如果我們不學習一套新功夫，我們就將會措手不及，被未來擊敗。Peter Joo Hee Ng執(zhí)行總裁PUB 新加坡公共事業(yè)局Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguestDownloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest第一章 介紹新加坡的水務發(fā)展正處于十字路口。十幾年來，為了確保居民和各行各業(yè)的供水安全，PUB 作為國家水管理機構多樣化地拓展了新加坡的水源體系。在 20 世紀 70 年代，新加坡開始投入巨大努力治理河流和水道，擴大集水區(qū)以收集雨水，使得在從馬來西亞進口水之外又增加了新水源。新加坡的集水區(qū)現今已經擴展到了總國土面積的三分之二，包括全島 17 座儲存雨水的水庫。20 世紀 90 年代，污水回用技術得到發(fā)展，成本變得更加低廉，PUB 組建了團隊探索污水回用在新加坡的潛在應用前景。PUB 完成了全面的測試和審計評估，發(fā)現可以通過安全可靠且可持續(xù)的方式，利用污水回用技術可以生產高品質的再生水，隨后再生水產品--新生水（NEWater）應運而生，并在 2003 年被推向市場。僅兩年后的 2005 年，隨著全國第一座海水淡化廠投入運營，PUB為新加坡增加了第四個“水龍頭”。“國家四大水龍頭”戰(zhàn)略，即國內集水區(qū)、進口水、新生水以及淡化海水，緩解了新加坡面對干燥氣候的供水保障壓力，并降低了其水資源脆弱性。同時，PUB 倡導民眾把節(jié)水培養(yǎng)成一種生活方式，將人均日用水量由 2000 年的 165 升降至 2019 年的 141 升。新加坡在水領域的創(chuàng)新和投資使其成為了享譽國際的綜合水管理之城、冉冉升起的全球水務中心。這里引領匯聚了水技術的商業(yè)機會和知識專長，覆蓋整個水產業(yè)鏈的約 180 家水務公司和 20多個水研究中心構建了充滿活力、蓬勃發(fā)展的生態(tài)圈。然而，和許多其他國家一樣，新加坡面在未來幾年將面臨水領域的多重挑戰(zhàn)。到 2060 年，新加坡的用水需求預計將比現在的每天 4.3 億加侖（約 163 萬立方米）增加一倍。新加坡也需為應對氣候變化做好準備。氣候變化會導致強降雨更頻繁，旱季延長，這將對雨水收集和防洪造成影響，同時也會抬升海平面。數字化可以幫助減緩上述以及其它相關問題。它使水務公司能夠收集大量數據，開展數據分析，形成有意義的見解，進而作出更明智和更適宜的決策。水務公司還可以通過流程自動化提升效率以及獲得其他效益。PUB 執(zhí)行總裁 Ng Joo Hee 先生表示：“數字化為我們提供了巨大機遇去用前所未有的方式推進我們的使命。它絕對是游戲規(guī)則的顛覆者“。未來的數字化路線圖PUB 在 2018 年發(fā)布了《智慧 PUB 路線圖（SMART PUB Roadmap）》，在整個水系統推行數字化。這將優(yōu)化其運營能力滿足國家未來的需求。這份路線圖闡述了 PUB 在四個主要領域的重要項目，包括借助人工智能和自動化實現更智慧化的水質管理，通過智能預測改善關鍵管網，基于用水數據構建綜合性用戶參與，以及借助自動化和機器人技術重構更智慧的工作流程。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest在更智慧化的水質管理方面，PUB 針對相關技術開展了中試，例如搭載了高性價比多功能機器人，可持續(xù)監(jiān)測新加坡水庫水質的巡航船。在關鍵管網改善方面，PUB 構建了帶有水位傳感器和流量傳感器的水文監(jiān)測網絡，以及覆蓋新加坡全國水道的閉路電視監(jiān)測系統（CCTV）。這些監(jiān)測設施與其它傳感器一起極大地拓展了新加坡監(jiān)測管網狀況的能力。在應用這些數字化措施之前，人工檢查只能反映管網中特定位置的情況�，F在，PUB 能夠對管網進行實時、詳盡的監(jiān)控。通過數字化， 水務公司可以進一步減少漏失和產銷差這兩個長期困擾水行業(yè)的問題。PUB 還積極賦能用戶，為他們提供其用水的近實時數據，以鼓勵他們更好地轉變形成節(jié)約用水的習慣。在之前的試點項目中，約 800 戶家庭安裝了智能水表，由于能更早地發(fā)現漏水以及 app 內置的激勵互動功能大大推動了人們養(yǎng)成節(jié)水習慣，他們的平均節(jié)水量達到了 5%。到 2023 年，作為智能水表項目第一階段的部分工作，PUB 將在全國 7 個地區(qū)部署智能水表。借助自動化和機器人技術，水務公司可以重新設計工作流程，以實現更高的工作效率。PUB 正在測試自動實驗室分析儀，在相同的時間內它能夠比人類操作員多檢測二至三倍的樣本，讓分析工作全天候開展。PUB 還在探索針對操作運行人員的虛擬現實培訓，以及其他數字化系統。這些數字化項目將幫助 PUB 變得更加高效，提升生產力，為未來成為智慧化的公共事業(yè)機構做好準備。新加坡的數字水務故事盡管有諸多益處，實施數字化并非總能一蹴而就。可選的系統和技術多到令人眼花繚亂，所需的前期投資可能讓人望而卻步，尤其是對那些較小城市的水務公司而言。此外，擔心數字化實施過程中可能會干擾正常供水，考慮到其影響，水務公司也可能會規(guī)避風險，抵觸數字化變革。在新加坡，PUB 與私營企業(yè)和學術界合作推動創(chuàng)新方案的商業(yè)化。PUB 會與相關機構共同投資，開放部分水廠設施用于開展實際測試驗證，為安全起見,這部分設施將與其余的系統獨立隔開。Ng Joo Hee 先生表示：“我們希望 PUB 所作的努力能夠鼓舞其他人也來擁抱數字化。很多技術是可用的，這些技術在我們的項目中取得了成功，數字化能為我們大家解決很多問題。后面的章節(jié)將深入探索 PUB 在數字化方面的努力，突出其決策背后的思考，展示其項目，并強調基礎設施、網絡安全和人力因素這些水務公司在規(guī)劃自己的前進道路時需要考慮的方面。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest第二章 為何開展數字化？當水務公司考慮是否應該投資數字化時，他們必須回答一個決定性問題：為什么這樣做？對于PUB 來說，數字化之路始于兩個增長趨勢的融合。一方面，新加坡的用水需求持續(xù)攀升，供水運營成本不斷增加，水行業(yè)的人力資源短缺日益凸顯，氣候變化等亟待解決的新挑戰(zhàn)層出不窮。另一方面，數字化和信息通信技術的進步正在改變全球格局，可以為水務公司提供全新的方法，在不顯著影響成本的情況下提升規(guī)劃、運營、服務呈遞中的生產力和效率。簡而言之，我們認為數字化為很多新加坡開始出現的水難題提供了答案。通過擁抱數字化，我們旨在成為智慧型機構，繼續(xù)履行我們的使命，為人們提供優(yōu)質飲用水，回用污水以及治理雨水。謹記這些，我們提出了四個主要目標來指導我們的數字化轉型：發(fā)展新能力為 PUB 創(chuàng)造價值、更高效的運營、更好的工作環(huán)境以及更優(yōu)質的客戶服務。設定這四個廣泛的目標讓我們能夠聚焦研發(fā)和投資，更詳細地規(guī)劃我們的數字化之旅，更深入地思考如何以創(chuàng)新的方式收集和使用數據。PUB 中一個部門收集的數據對其他部門也同樣有用，而將不同的數據組關聯起來可能會碰撞出全新的見解，從而全面改善運營。規(guī)劃旅程這種更高層次的思維方式也讓我們能夠為轉型設定一個總體路線，同時為那些能產生多重效益的創(chuàng)新項目留出投資空間。例如，我們在新加坡的工廠和污水管網部署了傳感器來監(jiān)查非法排污。數據不僅被用于打擊違規(guī)企業(yè)的執(zhí)法行動中，還會被分享給再生水廠的運營者，讓他們有更多的時間來調整水廠運行。作為智能水表計劃第一階段的一部分，我們還將于 2021-2023 年在新加坡各地的住宅、商業(yè)建筑和工業(yè)場所安裝 30 萬臺智能水表。智能水表將提供近實時的用水量信息，取代每兩個月一次的人工抄表。這項嘗試也將為我們的用戶和 PUB 帶來許多不同的裨益。有了這些智能水表，用水者可以通過用戶平臺跟蹤其每天的用水情況，幫助他們增強節(jié)水意識，更明智地用水。用戶還會收到高用水量或漏水風險的通知，讓他們能更及時地修復漏點以減少漏失，節(jié)省水費支出。與此同時，我們的工作人員將能按照每日或每小時，以及不同分區(qū)來分解數據。通過分析水廠供水量和消費者用水量之間差異，工作人員可以發(fā)現何處存在未計量用水，查找漏點并盡早修復。我們還計劃利用數字技術鼓勵用戶改變行為習慣以實現節(jié)約用水，優(yōu)化用水需求管理，提升運營效率。此外，了解需水模式可以幫助我們主動規(guī)劃系統以更好地服務客戶需求。PUB 執(zhí)行副總裁 Harry Sean 先生此前曾指出：“所有這些數字化項目將使我們的運營更高效，節(jié)約成本，減少公眾的問題和投訴”。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest吸取教訓，通權達變隨著我們繼續(xù)實施數字化項目，PUB 也收集了許多見解和其他寶貴經驗。例如，從我們最早的項目中發(fā)現，向員工們展示數字化將如何提升他們的工作生活平衡是贏得員工支持的關鍵。機構推行數字化時往往傾向于關注成本收益，例如生產率的提高。然而，員工們則更關心數字化將如何影響他們的生計和工作環(huán)境。由于擔心因自動化而失去工作，他們可能會抗拒數字化變革。水務公司需要解決這一問題，顯明數字化非但不會威脅他們的就業(yè)，反而會促進他們的工作生活平衡。盡早以及定期邀請員工就規(guī)劃的數字系統提供反饋，水務公司可以展示這些系統將如何幫助他們更有效地工作，甚至可能縮短他們的工作時間。與此同時，員工也可以提出重要的改進建議。雖然許多人可能期望數字系統從推出的那一刻起就是完美的，但事實很少如此。每個系統必須根據使用它的員工們的特定需求進行調整。例如，當 PUB 委托一家公司去設計其集水區(qū)和水道運營系統時，該公司會向使用該系統的不同運營組展示各類菜單儀表盤，運營者則提出進一步修改的要求，以期系統能幫助他們更好地開展工作內容。在每個數字化項目中，我們也鼓勵從數字化項目中受益的員工與同事分享他們的經驗。這種口口相傳在改變觀念和贏得人心方面所起的作用，要比管理主導的方式更為有效。面向未來展望未來，我們看到數字化的需求在增加。當城市致力滿足人們的用水需求，同時實現溫室氣體減排等其他目標時，他們必須更加靈活，并且要利用新技術。通過數字化以及分析用水模式等數據，水務公司可以實現對水的實時管理，避免過量生產，提高處理工藝的效率，減少電力、化學品等資源的消耗。我們已經在所有這些方面取得進展。展望未來，我們會利用數字化來加快自動化的應用，取代繁重和重復性的任務，讓員工能騰出時間從事更高附加值的工作活動，例如去解決問題及開發(fā)新創(chuàng)意。我們還利用人工智能來支持運營，通過分析和自動化來縮短決策和行動所需的時間。這些戰(zhàn)略將緩解新加坡長期低出生率引發(fā)的迫在眉睫的人力資源短缺問題。閉路電視監(jiān)控系統、傳感器及其他監(jiān)測技術將成為監(jiān)控水廠的眼睛和耳朵，工作人員無需再做太多的人工檢查，可以騰出時間去處理其他任務。我們還將水費賬單查誤等重復性和低價值的工作自動化，這樣員工就可以花更多時間在更高價值的職責上，并專注于優(yōu)化改善水系統中他們所負責的那些部分。數字化還將拓寬我們應對驟發(fā)洪水等問題的供選方案。在 2019 年的一次事件中，暴雨再次在克雷格路（Craig Road）引發(fā)山洪。傳統的解決方法是拓寬道路上的排水溝或修建排水箱涵，但在分析了暴雨期間收集的數據并進行計算機模型模擬后，我們找到了一個影響小得多的修復方案：架設一座堰。修建堰只花了一天時間。幾個月后，當同樣強度的降雨傾瀉在該地區(qū)時，沒有發(fā)生山洪。通過數字化，我們有了更多的明智供選方案，避免了大量不必要的工作。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest綜合性水管理我們的最終目標是建立一個統一高效的水系統(圖 2.1)，在這個系統中，所有監(jiān)測用水、污水收集與處理、飲用水處理生產與輸配的流程都將在系統層面進行優(yōu)化，而不是基于功能或部門局部化考慮。圖 2.1 PUB 數字化工作的核心功能和成果(IWMS:智能水管理系統)員工可以利用數字系統實現這個目標。人和數字系統這兩者對于實現目標的過程和結果都是必不可少的。雖然數字系統可以解決許多問題，但它們必須由具備合適行業(yè)專業(yè)知識的人來指導、操作和維護。數字系統不是人類的替代品。Harry Seah 先生強調：“數字化是一個推動力，但是必須由人來做出決策。數字工具將為你提供更多的數據，更具信息量的選項，對系統優(yōu)化更大的信心，但一切最終還是取決于人。如果我們希望水務公司能在運營上盡其所能做到最好，我們需要人與數字化攜手努力。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest第三章 PUB 中的數字化在開啟數字化之旅時，我們的目標是通過新技能創(chuàng)造價值，營造更好的工作環(huán)境，改善用戶服務，實現更高效的運營。為此，我們已在 PUB 各個層面啟動項目以實現這些目標。在迄今為止的轉型中，我們已經創(chuàng)建了數字管理系統，針對我們的特定需求在市場上定制工具，并開展了研究以設計下一代的水務公司數字產品。在許多這樣的努力中，我們受益于產業(yè)界和學術界合作伙伴的專業(yè)知識。在我們繼續(xù)推進 PUB 的數字化運營時，我們的努力已經產生了成效，這些成果可能會成為其他水務公司邁向數字化之旅的有用起點。從制定路線圖到將付諸行動，我們將介紹 PUB 如何開發(fā)、測試和實施數字創(chuàng)新來實現它的四個目標。創(chuàng)造價值PUB 每天管理著復雜的水循環(huán)系統，這個系統旨在通過收集每滴雨水、回用所有污水和淡化海水來滿足生活、商業(yè)和工業(yè)的用水需求。在我們不斷完善戰(zhàn)略和技術的同時，數字化讓我們有機會將運營推向更高水平。通過數字化，我們將新流程納入到既有的例行程序中，這使我們獲得了更高的工作效率，找到了更優(yōu)的資產健康監(jiān)測新方法，并實現了其他突破。以下項目是我們如何利用數字化在運營中創(chuàng)造價值的一些示例。優(yōu)化水系統盡管新加坡有本地集水區(qū)、進口水、被稱為 NEWater 的高級再生水和淡化海水這四個“國家水龍頭”，但每天如何分配四個水龍頭的供水量來滿足國家需求則取決于我們工作人員的決策。這些決策是由諸如需水量預測、氣象預報、系統限制、每個水廠的實際處理能力等因素決定的。比如，處理雨水的成本要比海水淡化低，因此如果可能的話會出于經濟上的考慮選擇提高前者（處理雨水）的供水比例。PUB 的工作人員會全天候監(jiān)控水的狀況，包括天氣變化、需水量的意外波動以及水廠故障等其他可能的干擾。他們必須對水廠的生產調度做出必要調整，以確保需求得到滿足，水系統得到優(yōu)化。為了盡可能順暢地管理這一過程，過去我們的員工每天一上班要花上兩個小時來規(guī)劃如何在盡可能降低成本并滿足運營限制的同時實現新加坡當天的用水需求。工作人員會收集 PUB 各部門的運營情況數據，并根據標準操作程序制定當天的計劃。隨著數字化的發(fā)展，這一耗時的過程已被縮短至僅 15 分鐘�，F在，一個人工智能程序通過分析傳感器收集的數據以及 PUB 工作人員手動輸入的數據來確定當天的最佳調度方案。該系統能夠快速處理新數據，循環(huán)假設場景預案，不斷優(yōu)化供水，這也給了工作人員信心去拓展運營邊界。例如，我們將配水調蓄池的每日初始水位調低了 5%，在不影響用戶供水的情況下減少了水處理和泵送的能耗。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest該數字系統由 PUB 和新加坡政府科技局(GovTech)共同開發(fā)，通過優(yōu)化水庫之間的調配以及水廠的生產來滿足供水需求，在 2019 年為 PUB 節(jié)約了大量資金。它還使工作人員每年用于規(guī)劃運行方案的時間減少了 64 個工作日。這項應用只是 PUB 如何利用數字化為其運營增加價值的一個例子。PUB 也在使用數字化工具去創(chuàng)造新的價值定位，從更密切、更具預測性地觀察每個泵組的健康狀況，到更智能的排水管網全系統監(jiān)測。監(jiān)測資產健康泵送機組是每個水務公司不可或缺的資產組成部分。它們能使水保持流動，向水中投加藥劑，并執(zhí)行一系列其他功能。PUB 在新加坡擁有超過 2000 個泵組，包括泵站的傳輸泵、工藝流程泵和前后化學加藥泵。自 2018 年以來，我們一直在栗子大道水廠 (Chestnut Avenue Water Works--CAWW)使用 ProaspectSolutions 公司的低成本振動傳感器，來測試其監(jiān)測和預測泵組運行情況的有效性(圖 3.1)。傳感器定期獲取讀數，并在超過振動閾值時通過短信向工程師發(fā)出警報。之后會對這些事件做進一步分析以預測即將發(fā)生的組件故障。此外，這些傳感器還可以在啟動過程中監(jiān)測泵組。在啟動階段測量和檢查泵組特征可以更早地發(fā)現即將出現的啟動問題或故障，以便及早采取行動，防止設備故障。為了充分利用這一點，我們正在與一家本地公司開展傳感器分析項目，在泵組的啟動瞬態(tài)和穩(wěn)定運行狀態(tài)下獲取關鍵的運行數據。這其中包括開發(fā)了一個人工智能系統,對收集到的數據進行分析以發(fā)現即將發(fā)生故障的跡象以及提前識別特定故障。圖 3.1 安裝在泵組上用于狀態(tài)監(jiān)控的物聯網傳感器Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest此類故障包括不平衡、不對中、松動、系統共振、滾動元件軸承缺陷，以及感應電機故障，如轉子缺陷和靜態(tài)偏心。經過初始學習期，傳感器和分析系統將進入評估模式，開始基于尋找泵組振動行為與設定基線之間的偏差數據，尋找顯著且持續(xù)的偏差。PUB 和 Proaspect 公司還正在合作開發(fā)一個用于分析泵組電流特征的低成本系統。通過研究被捕獲的 600 伏以下低壓電機相電壓和電流信號，我們將會有另外一種方法來發(fā)現即將發(fā)生的電機和泵機械故障。除了預防故障，預測性維護的傳感器分析系統還能改進維護機制，允許根據設備狀況對泵組進行維護，而不是按照固定時間間隔或根據累計運行時間進行維護。這將優(yōu)化我們的維護成本，提高運行可靠性。除了這些項目，我們還一直在試用 ABB 公司的智能傳感器來監(jiān)控水廠低壓電機的狀況。這些傳感器可以測量電機的振動情況、表面溫度、磁場和聲波信號，并傳輸相關數據以供分析。運行人員還可以通過手機 app 檢查電機狀態(tài)。為了方便檢查，該 app 根據電機狀態(tài)對電機做了顏色編碼，紅色表示嚴重問題，需要立即解決以防稍后發(fā)生故障；黃色表示應密切觀察電機，并在下一次維修計劃中進行維護；綠色表示電機狀態(tài)良好。此外，將單個電機的能耗水平數據與水廠運行信息相結合，讓我們能夠通過調整適合的電機來降低能耗成本。與泵組監(jiān)測一樣，該項目也將完善維護機制。隨著我們持續(xù)利用數字技術來更好地監(jiān)控資產健康狀況，設備的臨界狀態(tài)、更換交付周期和成本等因素仍將是決策過程的關鍵。通過這些項目，我們可以提前預防故障，而不是被動響應，最大限度地減少運行中斷。智慧排水管網在我們致力于減少甚至消除資產設備故障的同時，我們也更廣泛地考慮以更加積極主動的方式管理排水系統。自 2009 年以來，我們已經建立了一個由 260 多個水位計和 80 多個流量計組成的水文監(jiān)測網絡，并在全新加坡的水道沿線安裝了閉路電視監(jiān)控系統。我們還可使用國家環(huán)境局的降雨計量數據。盡管 PUB 目前使用這些監(jiān)測設備提前向公眾發(fā)布洪澇預警以及提醒工作人員更好地預測和管理洪水，但是數據還可以發(fā)揮更多作用。將這些不同的數據鏈條關聯起來，我們就可以深入了解排水系統各個部分是如何運行的，從而在戰(zhàn)略層面上改善排水規(guī)劃和維護計劃。例如，在規(guī)模較小的暴雨期間，如果排水管道和運河的水位異常地高，而這種情況在過去類似強度的暴雨事件中不曾出現，這可能表明下游出現了淤積或堵塞。通過標記這些問題，我們可以開展調查，并借助有針對性的維護措施解決局部的排水問題，以免其在更嚴重的暴雨中導致內澇。通過分析水道的水位變化趨勢，并將這些信息與降雨強度相關聯，我們還可以確定哪些管道尺寸過小，可能需要擴充排水能力或采取其他措施來預防溢流。相應地，也可以了解管道和河道在不同區(qū)段的排水能力。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest這些深入見解正是 PUB 期望通過智慧排水管網系統(圖 3.2)獲得的。智慧排水管網系統是一個數據分析系統，它將傳感器網絡生成的所有數據整合到一個數據庫中，并進行近實時的更新。為了確保不在分析中使用錯誤數據，系統會自動過濾并標記這樣的問題數據點供后續(xù)檢查。圖 3.2 智慧排水管網系統視圖系統于 2019 年 6 月建成，目前已投入使用，并在根據用戶反饋不斷優(yōu)化。PUB 工作人員一直使用該系統開展降雨事件分析(圖 3.3)，偵測排水系統的異常情況，以便在需要之處開展針對性維護，以及通過時序性能分析來為戰(zhàn)略性排水規(guī)劃提供洞見。除了上述例子，PUB 還嘗試利用該系統，通過分析流量-水位關系來跟蹤分析排水管道的表面粗糙度，以及利用該系統跟蹤新加坡集水區(qū)城市化率的變化。圖 3.3 智能排水管網系統中降雨事件分析示例長遠來看，我們可以用這些分析中得出的見解來更新《地表水排水系統實踐準則》中的排水規(guī)劃參數和規(guī)范。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest檢測有毒污染物雨水管網收集雨水，而單獨的污水管道則會收集污水進行處理和回用。PUB 也在對污水管網開展數字化，以偵測意外或非法排放的污染物，這些污染物會損害再生水廠的生物處理過程和新生水的生產。我們已要求高風險工廠在其末端監(jiān)測點安裝 pH 值和揮發(fā)性有機化合物監(jiān)測裝置，以確保其符合新加坡的污水排放標準。這些監(jiān)測裝置可以防止含強酸堿性化學物質和違禁揮發(fā)性有機化合物的非法排放。為了進一步保護污水處理系統，我們與新加坡國立大學合作開發(fā)了一種微生物電化學傳感器(MES)并進行了試用。該傳感器的工作原理是生物電化學。污水中高濃度的有毒重金屬和氰化物會使MES 系統的電壓下降，并引發(fā)警報發(fā)給指定人員。安裝這些傳感器將防止工廠將含有氰化物和重金屬(如銅、鎳和鋅)的工業(yè)廢水非法排入市政污水處理系統。它們會在出現意外或非法排放這些污染物時提供預警，以便我們迅速應對，采取必要的執(zhí)法行動。2018 年，新加坡國立大學成立了一家名為 EnvironSens 的衍生公司，將這項技術商業(yè)化。我們正在支持 EnvironSens 對 100 套升級的 MES 系統開展更大規(guī)模的應用示范。之前項目中的知識經驗被整合到重新設計的系統中，在國家研究基金會的部分資助下維護機制也進行了優(yōu)化以降低技術成本。截至 2020 年 3 月，已在相關工廠站點共安裝了 66 套 MES 系統(圖 3.4)。圖 3.4 在一工廠站點安裝 MES 系統 (來源:EnvironSens Pte Ltd)與此同時，EnvironSens 正在開發(fā)物聯網平臺來傳輸和整理來自 100 個 MES 單元的實時數據，數據將通過網頁版數據儀表版來展示。運營人員可以通過網頁版數據儀表版中的地圖了解已安裝 MES 單元的狀態(tài)，以及查看這些 MES系統各自的維護記錄、警報觸發(fā)記錄等信息。當設備單元中的警報被觸發(fā)時，MES 系統還將通過短信和郵件通知運營人員。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest創(chuàng)新的 MES 系統也可以讓新加坡外的水務公司受益。該實時在線傳感器是首個該類產品，可能會在全球范圍找到巨大市場，包括中國、印度、美國、越南、澳大利亞等國家。通過上述四個項目，以及其他正在開展或已規(guī)劃的項目，我們正在轉變我們對供水、排水、污水和其他系統的管理方式。這些數字化方面的進步將幫助我們做好準備，去更好地迎接新挑戰(zhàn)，為未來奠定良好的基礎。高效運營除了創(chuàng)造新的價值主張，PUB 還通過其他方式利用數字化來提升現有運營的效率。傳感器、數據分析和預測工具的應用徹底改變了我們對濱海集水區(qū)（Marina Catchment）排水管網和濱海攔河壩（Marina Barrage）這兩個新加坡重要水基礎設施的管理。我們還在測試一套預測控制系統來更好地管理污水處理工藝中的關鍵部分以及水廠的數字孿生系統。數字孿生系統讓工程師能夠在實際實施之前探究各種操作會對水廠運行產生何種影響。下面將對這些項目及其帶來的益處進行概述。計算方法的突破濱海集水區(qū)是新加坡最大的集水區(qū)，占地 1 萬公頃，覆蓋了新加坡城市化程度最高的地區(qū)。由明渠和封閉排水管組成的排水系統流至濱海水庫。一同匯入濱海水庫還有五大主要支流，即新加坡河、羅喬運河、斯坦福德運河、葛蘭河、加蘭河（包括黃埔河和派爾頓運河）。自 2015 年起，PUB 開始與蘇伊士環(huán)境（SUEZ Environment）合作，依靠他們的綜合經驗建設了一套復雜精細的系統，即現在的集水區(qū)和水道運營系統 (Catchment and Waterways OperationsSystem--CWOS)。CWOS 實現了三大功能：優(yōu)化濱海攔河壩的運行，最大程度增加原水儲備，同時將城市低洼地區(qū)的洪澇風險降至最低；監(jiān)測集水區(qū)上游水位；監(jiān)測和預測集水區(qū)水庫和水道的水質。CWOS 每天從各種來源(如雨量計和水位傳感器)收集超過 35 萬條數據作為其運營數據儀表板頁面和分析預測模型的輸入。為了提高準確性，CWOS 會通過一種算法來識別并篩除疑似錯誤的異常數據點。PUB-SUEZ 團隊為 CWOS 的三個主要用戶組設置了單獨的數據儀表板頁面。具體來說，這三個用戶組分別是負責排水運行、水質管理與建模、濱海攔河壩運行的工作人員。。在暴雨期間，排水頁面會提醒使用者注意高水位或高降雨量地區(qū)，以便他們能夠制定最佳的人員分配和車輛響應方案來應對此類天氣事件。CWOS 自 2017 年投入使用以來為超過 170 場風暴提供了可執(zhí)行的建議，這些風暴的雨量在濱海集水區(qū)的累積高度超過 2 毫米。濱海攔河壩運行頁面用集水區(qū)的當前狀況和預測狀況為運行人員提供泵和閘門開啟運行數量的建議，這些建議均考慮了操作范圍、延遲或連續(xù)性等限制條件。系統的好處已經在 150 多個應用場景下得到了驗證。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest水質管理與建模頁面有三個綜合水質模型，能自動提供水質預測。當水質傳感器數據超過預設的正常范圍時會發(fā)出警報，以便水質工程師能夠快速診斷和解決問題。除了這些數據儀表板頁面， CWOS 的使用者還可訪問數據瀏覽模塊，對時間序列數據做更詳細的分析，生成報告和導出數據。CWOS 能夠自動生成和發(fā)送各類報告，如每日水質報告、濱海攔河壩事后報告等，進一步降低了員工的工作量。自動報告甚至可以為各水庫客制，每天或在降雨事件后發(fā)送給特定的收件人。有了這一功能，水庫管理工程師不再需要每天花一個小時登錄系統來提取水質數據，確定趨勢，為執(zhí)行緩解行動準備報告。隨著濱海集水區(qū)成功推出 CWOS 系統，我們還在開發(fā)一個能提供所有水庫運行情況整體概覽的綜合數據儀表板頁面，同時也為每個水庫設置單獨儀表板頁面。此外，PUB 還升級了水質管理與建模的數據儀表板頁面，以便該系統能夠識別水質問題，在全島范圍內進行溯源追蹤，協助水庫間的輸水調度。曝氣控制的進步隨著新加坡的用水需求將在未來幾十年持續(xù)增長，尋找更加經濟適用的污水處理方案也很關鍵。我們正在綜合驗證廠（Integrated Validation Plant--IVP ）對一套高級監(jiān)測與預測控制系統開展中試(圖 3.5)，建設綜合驗證廠是為了幫助 PUB 評估在再生水廠以及 PUB 的其他設施中部署創(chuàng)新技術的可行性。高級監(jiān)測與預測控制系統讓我們能夠更好地執(zhí)行污水處理過程中一個至關重要的步驟：通過曝氣去除水中的氨氮。圖 3.5 Aquasuite 高級監(jiān)控與預測控制系統該曝氣控制系統擁有自學習算法，每 15 分鐘對進水氨氮負荷做一次研究分析。通過收集到的數據，它可以建立和每天更新氨氮負荷模式，并提前 48 小時生成負荷預測。這些預測被輸入到第二個算法中，該算法將確定再生水廠每個反應池所需的相應曝氣量。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest為了確保更高的精度，預測算法將篩除疑似錯誤的進水氨氮傳感器讀數，以免其誤導預測。通過軟傳感，系統會用歷史運行數據代替這些可疑讀數，并補充了 PUB 員工手動輸入的出水氨氮濃度數據進行重新自校準。中試顯示該系統的預測精度為 88%，和目前控制器根據溶解氧傳感器和氨氮傳感器數據來確定曝氣量的方法相比，該系統可令曝氣量降低 15%。作為污水處理工藝曝氣部分的高效自動化解決方案，該系統還有助于解決未來可用熟練運營人員數量可能縮減的問題。數字孿生如果說預測系統讓我們得以一瞥未來的優(yōu)化系統，模擬則為運行人員針對各種目的開展的假設場景試驗提供了安全空間。PUB 與日本工程與軟件公司橫河（Yokogawa）合作，設計了一種具有三大功能的集成系統，目前正在下實里達水廠(Lower Seletar Water Works--LSWW)進行測試。運行人員培訓模擬器(Operator Training Simulator--OTS)支持自學習，使受訓人員能夠針對各種故障場景(如水質偏差、水廠設備故障)，根據逐步說明指南來熟悉水廠的工藝流程和操作。OTS 的核心是具有嚴謹模型的工藝流程動態(tài)模擬器，可針對水廠范圍內的大型工藝，進行快速仿真模擬。OTS 還允許培訓導師通過講師平臺來引導、監(jiān)督和評估學員的表現。另外兩個功能是邏輯檢查平臺(Logic Check-out Platform--LCP)和鏡像水廠系統(Mirror Plant System--MPS)，它們讓運維工程師能夠先對流程和處理工藝調整方案進行研究、修改、測試和驗證，之后再實際應用于水廠。目前，我們的工程師需要人工計算工藝配置變化的影響，由于水處理工藝的復雜性，可能會無意中遺漏緊密關聯子系統之間的相互作用。LCP 提供了更全面、時變、精確的工藝調整結果模擬。有了它，我們的工程師可以更好地評估針對維護或運行需求提出的調整建議，并對網絡安全攻擊的潛在后果作出迅速反應。水廠的控制系統和結構布局需要在整個生命周期中不斷更新，以適應全新的設備、改進的控制算法、更好的用戶界面、增強的安全邏輯以及其他方面的進步，LCP 將有助于確保這些升級改造在不干擾水廠運行的情況下進行。另一方面，MPS 演示了水處理條件變化的結果。水處理效果取決于原水水質、處理所使用的化學品等因素。目前，可編譯的邏輯控制器會根據原水水質調整處理工藝，但這是一種被動響應方式。MPS 是與實際水廠同步運行的數字孿生平臺，它可以讓水廠運營人員變得更加積極主動。MPS 從水廠本地歷史記錄服務器上收集近實時的數據，并模擬處理過程。MPS 擁有水廠及其運行的詳細信息，包括設備規(guī)格、流量等，運行人員可以利用它先準確了解各種操作將如何影響水廠的水處理效果，之后采用最優(yōu)運行方案。例如，處理工藝中有需要對原水加藥的環(huán)節(jié)，水廠運行人員不僅需要決定使用多少化學品，還需要決定何時投加。通過在 MPS 上運行假設方案，運營人員能夠確定最佳的投加量和投加時間。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest通過提供各水處理工藝和方案場景的數字副本，該集成系統可以加強運營人員的運維技能。就像其他特色項目所展示的，數字化將幫助我們的運營變得更安全、更高效。改善工作環(huán)境傳感器、機器人、無人機等技術正變得越來越先進，它們可以幫助水務公司的運營者執(zhí)行重復性和勞動密集型的任務，或在對員工來說過于危險的環(huán)境中工作。多年來，我們發(fā)展機器和系統來減輕我們的工作量，為員工配備更好的工具，保障他們的安全，提升他們的技能。這些投資不僅創(chuàng)造了更好的工作環(huán)境和更快樂的員工隊伍，也讓 PUB 為未來新加坡低出生率和經濟增長可能引發(fā)的人力資源短缺做好了準備。我們將通過以下項目介紹我們在改善工作環(huán)境方面的努力，包括用于隧道檢查的智能無人機(UAV)、用于跟蹤備件的射頻識別系統(RFID)。這些都展示了數字化為水務公司帶來的諸多可能。無人巡檢2008 年，PUB 完成了深隧污水系統(DTSS)第一期工程，這是一條用于污水管理的地下高速公路。DTSS 第二期工程正在建設中，到 2025 年完工時，兩期工程將形成一個通向兩條主隧道、縱橫交錯地分布于新加坡的污水干管系統，將污水輸送到三個集中式再生水廠。第一期工程中修建了一條 48 公里長的污水深隧，利用重力將污水從新加坡西北部的克蘭芝（Kranji）輸送到東部的樟宜。位于隧道終點的樟宜再生水廠(CWRP)日處理規(guī)模為 90 萬立方米。為確保 DTSS 持續(xù)為樟宜再生水廠輸送污水，需要定期檢查隧道的防腐保護內襯，其由高密度聚乙烯內襯和現澆混凝土內襯組成。由于隧道位于地下深處且在輸送污水，隧道內存在有害氣體，派人進入檢查存在危險性。同時，也無法關閉或隔離封鎖隧道，即使是很短的時間。為了解決這個難題，我們與無人機開發(fā)商天獅技術公司（AeroLion Technologies）合作，設計并生產了一款無人機，可以在隧道中水面上方飛行，代替工作人員開展檢查。雖然市面上有很多無人機，但由于隧道長，空間狹小且完全黑暗，隧道出入口位于偏遠地區(qū)，隧道中無法接受 GPS 定位信號，我們需要一款具有客制化功能的無人機。在無人機項目的第一階段，團隊定制了搭載有導航攝像機、全向檢測攝像機、測距儀、加速度計、陀螺儀、氣壓計、磁力儀和甲烷氣體探測器等機載傳感器的無人機平臺 (圖 3.6)。此外，它還配備了 LED 照明燈，可以在漆黑的隧道環(huán)境中為攝像機提供照明。除了硬件，團隊也設計了基于導航攝像機感應的實時三維導航算法，將其程序載入無人機的機載微型計算機中。同時，他們還發(fā)明了一種起飛和回收機制，以便無人機可以從垂直豎井的底部安全地起飛和回收。該機制也可作為無人機與外部地面控制站之間的通信中繼，解決非視距無線傳輸(non-line-of-sight,NLOS)問題。無人機已經成功通過豎井飛至 DTSS 主隧道開展任務。團隊目前正在完善無人機的定位精度，以及提高數據收集的種類和質量，這將包括增加更多的氣體傳感器和激光雷達傳感器。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest圖 3.6 DTSS 巡檢無人機的設計方案此外，我們還在計劃開展更高級的圖像和數據分析，使其可以自動生成并可視化無人機的巡檢結果，通過改進讓這項技術變得更加功能強大、高效、便于使用。當完成時，先進的無人機將成為PUB 維護工具箱的關鍵組成，讓我們能夠實現隧道的無人巡檢。自動化檢測除了代替人類在潛在的危險環(huán)境中工作，機器人和其他數字化工具還可以縮短水務公司運營者在重復性和人工任務上花費的時間。為了滿足新加坡日益增長的用水需求，我們必須未雨綢繆，擴大供水基礎設施和管網。這反過來意味著將需要檢測更多的水樣。為了應對更高的工作量，我們引入了制造執(zhí)行系統，將各種檢測流程整合起來，并使之從數據收集、樣品制備，到實際檢測、結果報告實現自動化 (圖 3.7)。以前，PUB 工作人員必須人工準備樣品，并在 5 個不同的儀器上檢測 6 個參數。現在，制造執(zhí)行系統從現有的實驗室信息管理系統(LIMS)接收對每個樣品進行何種檢測的指令，執(zhí)行操作，并將檢測結果發(fā)回 LIMS。這一改變讓員工有更多時間專注于其他工作。制造執(zhí)行系統還消除了人為失誤，并允許全天候開展檢測，大大提高了生產效率。也可以通過系統軟件更方便地追蹤檢測結果。此外，制造執(zhí)行系統的設計和構建允許潛在的修改和擴展。比如可以補充新增一個在線分析模塊，將分析速度提高一倍。更多的參數也可以添加到系統，使其檢測能力最大化。建立這個系統讓我們能用更少的成本處理更多的檢測，并從長遠上確保檢測結果是可靠、準確、可追溯的。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest圖 3.7 TPUB 水樣分析系統(來源: Labman Automation Ltd)。追蹤備件另外一項類似的努力--自動化計數和跟蹤備件也非常成功。保持不同類型維護工作所需的備件儲備充足是 PUB 至關重要的任務，但是過去我們在這上面耗費了過多的時間。工作人員必須人工記錄每個備件的特征細節(jié)，以及其從到貨到報廢期間的行蹤情況。他們還需要留出大量時間進行月度庫存盤點。人工管理備件非常繁雜，占用了本可以更好地用于其他任務的時間。無線射頻識別（RFID）等數字化技術能夠更高效地執(zhí)行任務(圖 3.8)。PUB 在有超過 3 萬個備件儲備的蔡厝港水廠（Choa Chu Kang Waterworks-CCKWW)測試了 RFID 系統。備件被單個標記或按批次標記。大型部件如電機和泵會配置單獨的 RFID 標簽。批次物品如螺母和螺栓保存在托盤中，每個托盤貼有 RFID 標簽。作為系統的一部分，還安裝了射頻識別機架、壁掛式天線和墊式天線。圖 3.8 使用 RFID 系統檢查庫存試點項目還涉及定制具有在線表格和特定模塊（包括用于備件登記和回收的模塊）的網頁版程序。管理員可以在線批準這些備件相關的申請，隨時了解庫存整體情況，并在庫存低于預設水平時得到通知。這些功能優(yōu)化了庫存管理。RFID 系統還會讓庫存盤點過程更高效。有了該系統，我們的員工在這項工作上所需時間縮短了92%。這包括花在傳輸數據上的時間，不僅流程更快了，也防止了出錯。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguestRFID 系統除了精簡備件管理、提高流程效率之外，還有其他好處。安裝了 RFID 機架后可以監(jiān)測到倉庫中的未授權提貨行為，并向工作人員發(fā)出警報。蔡厝港水廠的中試項目驗證了 RFID 系統的效用，我們已將該技術整合到涉及更多資產范圍的資產管理系統中。健康與安全第一可穿戴智能設備的相關技術日漸成熟，它們也可能顛覆水務公司運營的其他方面，讓員工工作更輕松、更安全。當在水廠或其他設施現場工作時，PUB 員工會采用同事結伴機制(buddy system)來確保安全。然而，這種安排并不是對員工時間的有效利用。PUB 正在測試可穿戴安全追蹤器，它將取代結伴機制但不會降低安全性(圖 3.9)。這些設備可以通過 GPS 和地理圍欄實時跟蹤員工在室內和室外的位置，并且它配有遇險按鈕，員工可在緊急情況時按下提醒水廠控制中心提供立即救援 (圖 3.10)。圖 3.9 可穿戴安全追蹤器利用這種位置跟蹤功能，虛擬地理圍欄還可以應用于水廠的不同區(qū)域，以發(fā)現建筑物和工藝區(qū)域內未授權的徘徊逗留。每個跟蹤器也可以成為通行權限卡，授予或限制員工進入設有圍欄或受安全保護的區(qū)域，例如如配電室、工藝單元的反應池。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest圖 3.10 地理圍欄闖入者警報系統烏魯班丹再生水廠的中試項目展示了追蹤器的有效性，但也突顯了應用上的潛在障礙，例如供室內使用的低成本無線解決方案尚處于起步階段。目前，PUB 正在開展更大規(guī)模的測試，在烏魯班丹再生水廠和栗子大道水廠為員工和承包商配備了超過 150 臺追蹤器。通過這次測試，我們將評估各種低功耗無線通信模式，并進一步研究應用跟蹤器的流程管理和后勤管理，以期在所有水廠全面推廣使用。增強現實PUB 還開發(fā)了基于微軟 HoloLens 運行的增強現實應用程序，推進維護流程數字化。員工進行故障排除、日常例行維護或維修工作時，通常會攜帶某種形式的記錄文件，如打印的手冊或手機上的圖片供現場參考。查找相關信息可能耗時繁瑣，尤其是他們在完成手中任務期間必須逐頁翻閱資料。使用增強現實頭盔，工作人員可以在現場輕松訪問和查看設備的技術文件和規(guī)格參數。他們可以與遠程的同事和專家共享其視場，而遠程人員反過來也可以在現場工作人員的視場中投影技術文檔、圖像，甚至可以繪圖。該應用程序還可以用三維模型來動畫演示維護過程，指導新手或缺乏經驗的員工安全正確地執(zhí)行維護工作(圖 3.11)。此功能對開展員工培訓和技能更新有著非常寶貴的價值。舊設備和老水廠的文件和圖紙必須從原始紙張形式的資料開始數字化，而新一代的設備和水廠（擁有更好的數字化數據基礎）則不大需要采用這種方式。此外，隨著增強現實頭盔和眼鏡通過硬件升級獲得了更強大的處理能力，它們將能夠支持更復雜的可視化應用程序。圖 3.11 利用增強現實支持現場維護工作這些特色項目的多樣性表明水務公司可以通過多種方式實施數字化，提升員工在工作中履行職責的能力。數字化不僅不會對他們的生計構成威脅，反而能幫助公司照顧員工的福祉，幫助他們更快、更有效地履行職責，賦能他們更好地達成工作生活平衡。提升用戶服務水務公司的終極目標是服務用戶。為了更好地履行其使命，PUB 還啟動了數字化項目來改善用戶服務，征集更多的用戶反饋，并為用戶提供更多的實時數據以幫助他們削減用水量。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest下面我們將介紹其中的一些創(chuàng)新，包括廣泛安裝智能水表和部署機器人巡檢關鍵設備和水庫。智能水表創(chuàng)造更智慧的系統2021-2023 年，在智能水表項目一期工程中，我們在新舊小區(qū)、商業(yè)建筑和工業(yè)區(qū)中安裝了 30 萬臺智能水表。這些智能水表將傳輸接近實時的用水數據，而目前機械水表只能每兩個月由人工進行一次抄表。有了這些近實時數據，我們將能更快地識別和修復漏點，通過匹配供需優(yōu)化產水和管網管理。用戶也將從中受益。他們將能通過用戶端應用跟蹤其每日用水情況，提高用水效率。用戶還會收到高用水量或漏水風險的通知，以便能及時采取行動修復漏點。PUB 還可以向用戶展示他們與其他類似規(guī)模家庭的用水情況對比。研究發(fā)現，自我比較和同儕比較都能顯著減少用水。PUB 將設計一些方式，例如通過用戶端應用來推送這樣的數據供用戶做對比。除了提供比較，我們還將游戲化視為鼓勵節(jié)水的一種潛在方式。把節(jié)約用水變成一種游戲，完成特定目標獲得虛擬積分，這可能會激勵更多人去高效用水。與傳統的節(jié)水推廣活動相比，這種游戲化工具更能吸引青少年和兒童。從小就養(yǎng)成節(jié)水習慣的人更有可能在他們的一生中踐行這些習慣。PUB 已經分別在 2016 年和 2018 年開展的兩項智能水表試點中驗證了其中的許多舉措。800 戶參與調查家庭的報告顯示，由于更早發(fā)現漏失及養(yǎng)成了良好的節(jié)水習慣，這些家庭平均節(jié)約用水5%。用機器人保障安全除水務運營外，我們也負責維護公共水庫及主要設施的安全。PUB 的水庫是新加坡人和游客經常光顧的地方，那里可以欣賞水庫的美景，還可以舉辦水上運動、釣魚等活動。為保障水庫水質及確保訪客安全，我們的工作人員會定期到水庫巡邏和監(jiān)查。在關鍵設施上，PUB 將其安全需求外包給了一家專業(yè)安保公司，由該公司提供人力和監(jiān)控技術（如閉路電視監(jiān)控系統）在綜合運營中心進行管理。由于安保部門在招聘和留住員工上面臨著越來越大的挑戰(zhàn)，這種安排已經變得愈發(fā)難以維持。此外，培訓受雇安保人員達到所需標準的成本也在逐年增加。這意味著現有的人力密集型安全管理模式從長遠來看可能是不可持續(xù)的。數字化技術，特別是用于巡邏和監(jiān)查的智能安全機器人，可能是這個問題的長期解決方案。我們正在與安全供應商合作開發(fā)機器人，以補充和增強當前的巡檢操作。目前正在開發(fā)的機器人之一是 O-R3，這是一種具有視頻和音頻功能的自主移動機器人。與人類安保不同，O-R3 能夠在區(qū)域內持續(xù)巡邏，但不會產生身體或精神疲勞。它可以自主移動，避開靜止和移動的障礙物，具有各種安全工作功能，包括用于視頻直播和實時數據采集的 360 度攝像系統，以及用于檢測異常情況的視頻分析儀。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguestPUB 已經成功地在兩個不同的環(huán)境中測試了 O-R3，一個是在對公眾開放的勿洛水庫（BedokReservoir），另一個是在作為限制區(qū)的下實里達水廠（Lower Seletar Waterworks--LSWW)。勿洛水庫有很多游客，包括兒童、慢跑和騎自行車的人；而下實里達水廠人流量很小，主要是 PUB 的工作人員和承包商。兩個獨立試驗測試了 O-R3 在兩個非常不同環(huán)境中的能力，這兩個環(huán)境都有各自的挑戰(zhàn)和問題。在勿洛水庫，對 O-R3 的測試圍繞加強 PUB 的水庫監(jiān)查工作，防止市民靠近水庫邊緣進行非法的水庫活動(圖 3.12)。O-R3 在勿洛水庫巡邏時受到公眾接納，有很多人給機器人拍照、錄像，有時甚至同它合影。圖 3.12 O-R3 機器人在勿洛水庫執(zhí)行任務由于最近爆發(fā)了 COVID-19 新冠疫情，新加坡已經實施了安全距離措施，減少公共和私人場所的活動和互動，最大限度減少病毒傳播。針對公眾反饋在勿洛水庫和班丹水庫存在不遵守安全距離規(guī)定的行為，我們認為可以安排 O-R3 作為”安全距離大使”。由該機器人在水庫周邊巡邏，用四種語言廣播信息，提醒游客不要在水庫公園內聚集或閑逛，遵守安全距離要求。部署這些機器人監(jiān)查技術的最終目標是非現場監(jiān)控，這在當今看似遙不可及，但在未來將可能成為現實。洪澇風險自動預警作為綜合排水管理及控制系統的一部分，我們已經在主要河道和排水管道安裝了超過 200 個傳感器來追蹤水位。數字化改善了運營，同時我們也利用傳感器，通過短信或 PUB 的應用程序MyWaters 向公眾提供洪澇風險預警服務。人們可以最多訂閱三個傳感器的預警信息。當水位超過指定水道深度的 50%、75%、90%、100%以及低于相應警戒水位時，他們將收到通知。該自動化系統讓訂閱用戶可以提前得到預警，盡早針對可能出現的驟發(fā)洪水采取預防措施。這樣的風險預警充分展示了水務公司可以如何應用數字化來提升用戶服務。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest正如本章介紹的各個項目所表明的，水務公司在數字化方面有許多選擇，它們將使水務公司在用戶服務、生產效率等諸多方面獲益。結合數字化將使水務公司的運營更加智慧，是明智的選擇。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest第四章 數字化框架每個數字化項目都讓 PUB 收獲了寶貴的經驗。這些經驗可以應用在我們未來的工作中，并幫助其他水務公司實現數字化發(fā)展。我們迄今的經歷突顯了很多關鍵考慮因素和原則的重要性，特別是應該把這些考量和原則作為支撐數字化之旅的根基。為了實現運營數字化，水務公司必須擁有收集數據的技術、傳輸和共享數據的基礎設施，以及對數據進行分析并將其轉化為可行見解的分析方法(圖 4.1)。圖 4.1 數字化過程每個數字化項目都是不同的，至關重要的是每次都選擇正確的工具組合。為了長期使用，硬件和軟件的設計也應該考慮到連續(xù)性，這樣水務公司就不會被任何特定的協議或供應商約束限制。PUB 已經將這些以及其他基本原則作為其數字化框架的一部分，用于項目制定和執(zhí)行。下面的章節(jié)將詳細介紹這個框架，它可能對其他水務公司也有用。構建適合的無線設施適當、穩(wěn)健、安全的無線通信網絡是數字化最重要的組成部分之一。如果沒有可靠安全的數據傳輸方式，由傳感器、無人機、機器人等技術收集的所有信息都無法得到分析和應用。如今市場上有很多通信網絡可以滿足不同的用途和應用，如 4G、Wi-Fi、LoRa、SigFox 等。水務公司在決定使用哪種網絡時，應該考慮所需的網絡覆蓋范圍和傳輸速率、傳輸數據大小、網絡的功耗和延遲等因素。安全應該是一個關鍵問題。我們的系統須遵循數據分類框架和嚴格的政府網絡安全政策，特別是對于關鍵信息基礎設施(Critical Information Infrastructure --CII)中的系統。因此，我們僅采用那些符合強制安全標準的無線基礎設施。在迄今的數字化項目中，我們針對不同的應用需求使用了不同的網絡。我們使用窄帶物聯網(NBIoT)網絡進行戶外定位，使用藍牙信標和低能耗藍牙 (BLE)網關進行室內定位。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest在位于烏魯班丹再生水廠的綜合驗證廠（IVP），我們建立了用于資產狀況監(jiān)控的 BLE 網絡，因為它成本低，易于部署，并且能夠實時監(jiān)測資產以開展預測性和預防性維護。我們也建立了 LoRa 網絡，用來支持利用智能手表對員工和承建商進行位置跟蹤。LoRa 網絡成本較低，可基于信號強度提供粗略定位。PUB 還安裝了一個無線過程和環(huán)境傳感網絡，用來監(jiān)測污水管網中的管道腐蝕、硫化氫氣體、水位和流量。它通過射頻網格路由功能提供可靠的通信，并克服了水廠環(huán)境中基礎設施密集造成的干擾問題。在一些情況下，我們會轉向混合型解決方案。網絡可能無法在污水處理廠內實現全覆蓋，特別是在一些室內區(qū)域和地下樓層。這些地方可能成為死角，讓其中的設備無法傳輸數據。PUB 克服這個難題的一個例子是，我們在室外定位中使用 NB-IoT，在室內定位中使用了基于 BLE的解決方案，將兩者集成到同一個用于人員定位的可穿戴追蹤器中，此外我們還增加了中繼器和網關數量。我們也展望未來，去預測我們在無線通信方面的需求和機會。從 2020 年起，我們在水廠搭建了Wi-Fi 網絡，做好準備迎接可能到來的物聯網應用，例如智能可穿戴設備、用于資產管理的設備傳感器和機器人監(jiān)測。我們還在識別對帶寬要求較高的應用場景，如虛擬現實和三維增強現實應用程序、水庫無人機監(jiān)控作業(yè)、實時視頻流分析等，預計自 2020 年在新加坡推廣的 5G 網絡可能會使這些應用受益。收集數據隨著近年來的科技進步，現在水務公司在數據收集設備上有了太多的選擇。PUB 已經試用、測試和應用了其中的很多設備，還有更多的正在測試中，包括上一章提到的用于監(jiān)測和預測泵組狀態(tài)的振動傳感器。PUB 建立了名為 WaterWiSe 的智能水網系統。該近實時系統于 2013 年開發(fā)和應用。目前，新加坡全島共有 346 個傳感器站點實時跟蹤供水管網的壓力和水質，包括 pH 值、電導率、濁度等指標。到 2020 年底，我們將安裝另外 130 個傳感器，覆蓋范圍擴大至 NEWater 和工業(yè)水管網。通過實時監(jiān)測管網壓力，傳感器消除了安裝臨時壓力記錄儀這樣的勞動密集型工作，對潛在漏損等問題采取先發(fā)制人的預防措施，還能通過偵測壓力瞬變來識別爆管事件。到 2025 年，我們將把傳感器數據與即將建成的智能水表系統的數據整合起來，創(chuàng)建虛擬 DMA，以便更好地開展檢漏。這也有助于管網事件的動態(tài)預測。我們也在研究其他類型的數據收集設備。目前，我們派員工乘小型巡邏船進行水庫巡檢。這是勞動密集型的，且只能夠覆蓋有限的空間范圍。此外，水庫的水質監(jiān)測是通過固定剖面儀監(jiān)測和人工采集水樣進行實驗室檢測來進行的，但這兩種方法都只能提供采樣點的水質信息。而另一方面，無人機可以用來執(zhí)行空中監(jiān)查任務。它們能快速監(jiān)查大型水體，分析圖像，標記藻華等異常現象。它們還可以飛行掃掠管線，發(fā)現漏點，檢查下水道等狹小空間。無人機配備了攝Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest像頭來捕捉非法活動、高光譜攝像機來監(jiān)測水質以及熱感攝像機來識別漏點，因此可以在更大范圍內更高效地開展監(jiān)控。除了傳感器和無人機，機器人也可以收集數據。除了上一章介紹的巡檢機器人外，我們還會使用遙控潛水器進行水下檢查，以及使用機器人檢查修復大管徑污水管道。打破孤島然而，收集數據只是第一步。與其他復雜的組織一樣，水務公司各部門可能僅僅收集了數據供自己部門使用，沒有將數據與其他部門共享。打破這樣的信息孤島是至關重要的，因為一個部門收集的數據可能對其他部門也是有用的，整合所有數據可能創(chuàng)造新的關聯以及實用的想法。PUB 正在進行的智能水管理系統(IWMS)升級工程就是一個很好的例子。目前，該系統集成了關鍵運營系統的一些數據，主要用于基本運營監(jiān)測和報告。改進后的 IWMS 將整合運營和非運營系統，分析來自整個水循環(huán)的數據，以增強我們的服務和工程運營。聯合運營中心(Joint Operations Centre--JOC)是所有實時的和響應式的關鍵運營決策的神經中樞，而 IWMS 將成為 JOC 的基礎支撐系統。IWMS 還將擁有新功能，展示整合數據所能帶來的可能性。例如，IWMS 的新事件匯報功能將取代現有的工作人員郵件報告。它將允許員工通過移動設備報告事件和后續(xù)更新。我們的工作人員將能夠在現場處理事件期間上傳定位、添加附件和拍照。我們也設有自動審批工作流程來簡化事件報告提交程序。有了這項新功能，我們的工作人員將能夠從首次報告、事件發(fā)展到結束的全過程中高效跟蹤事件。在該功能模塊中捕獲的信息也將自動用于行動后審查平臺（After Action Review Portal）的分析和回顧。在每次事件中，與該事件管理相關的所有信息都將被整合并呈現在一個單獨的運營數據儀表板中，方便主管人員、JOC 和我們的高級管理層使用。在現場處理事件的工作人員可以通過移動設備把實時狀態(tài)更新共享至頁面。例如，如果飲用水供應中斷，相關管道壓力傳感器數據、指示性的漏點位置、受影響用戶數量、PUB 在現場的資源、響應團隊的實時更新等信息將被顯示在運營數據儀表板中。與此同時，用戶響應功能會根據事件的性質、工作人員的專業(yè)知識和所在位置自動為事件分配資源。JOC 將不再需要人工調度資源，提高了任務效率。聯系用戶的 PUB 工作人員可以通過移動設備獲得用戶基本信息、支援資源的位置及到達時間、附近的類似案例、調查清單等豐富信息。這將能讓他們更好地為受影響的用戶服務。在事件發(fā)生后，行動后審查平臺將啟用行動審核，記錄調查結果，跟蹤未處理事項并提醒相關部門做后續(xù)跟進。它也將有助于進一步的分析，例如深入了解特定類型事件的發(fā)生頻率。補充數據PUB 努力集中數據并最大程度地利用數據，同時我們也用軟傳感器對數據進行補充以彌補儀表誤差的影響。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest例如，在污水處理中工藝自動化高度依賴于儀表讀數。儀表讀數中的錯誤可能導致處理工藝出現問題，讓污水廠出水水質變差。雖然設備維護有助于防止錯誤，但讓儀器保持嶄新狀況卻是說起來容易做起來難。污水中的臟污和微生物會堵塞和污染儀器。污水中產生的硫化氫氣體還會腐蝕電子設備。軟傳感器將有助于彌補儀器讀數錯誤的影響。不同于物理傳感器，軟傳感器是使用歷史數據、易于測量的變量或兩者的組合來估算處理工藝參數指標的推理軟件模型。以流量為例，軟傳感器可以根據運行泵的數量、泵的轉速和它們的能耗推算出流量。它還可以通過分析進水 MLSS（混合液懸浮固體）、進水流量和分配情況、進水氨氮濃度、閥位（閥門開度狀況）、氣壓等數據來估算溶解氧濃度。配置軟傳感器將在很多方面幫助水務公司。如果一個儀表出現故障，它的讀數可以用軟傳感器的估算值來替代。當軟傳感器估算值與儀表讀數之間的差異越來越大時，系統會提醒運行人員注意儀表設備或相關處理工藝存在問題，需要解決。在樟宜再生水廠的一項試驗中，我們對溶解氧軟傳感器和物理傳感器的精度做了對比測試。在對物理傳感器進行維護前，軟傳感器的估算更為準確；在維護后，兩者的讀數相似。軟傳感器唯一的局限是它們的精度會在一段時間后下降，因為它們最終依賴于物理傳感器，而像前面所解釋的，物理傳感器很難保持嶄新精確的狀態(tài)。即使軟傳感器利用歷史數據，如果物理傳感器長期提供錯誤讀數，軟傳感器的準確性將不可避免地下降。因此，軟傳感器最適合用于故障檢測，以及短期內作為替換數據的來源�；�于這些優(yōu)點，我們將于 2020 底在樟宜再生水廠和位于烏魯班丹再生水廠的綜合驗證廠應用軟傳感器系統。如果在這兩個試點獲得成功，我們將最終在新加坡所有的再生水廠應用該軟傳感器系統。解析數據收集和驗證數據后需要對其進行分析，將其轉化為行動決策依據的有用見解。這就是為什么水務公司也必須對能夠優(yōu)化工藝和系統的技術進行投資，如視頻分析、機器學習和數字孿生技術。為了讓 PUB 自來水廠和再生水廠的安全工作實現數字化，我們正在調試一個能對攝像機拍攝的錄像進行視頻分析的系統。該智能系統將具有強大的人臉識別能力，能于 10 秒內在每幀畫面中識別5 人以上。有了這些功能，該系統將能夠標記未授權進入某區(qū)域或建筑物的情況，或偵測測限制區(qū)域內的徘徊逗留。一旦識別到禁區(qū)內的移動，系統可以指示攝像機聚焦于移動源（無論是人或車輛），并對其進行追蹤直至其消失于視線之外。這些攝像機實況錄像將被分組，并顯示在攝像監(jiān)控工作站，以引起安全注意。工作人員還可以使用搜索功能來篩選所有包含特定屬性的錄像片段，如移動的車輛或特定的面孔。然后，他們可以按照時間順序播放篩選出的視頻，并通過不同的攝像機視角跟蹤人或車輛的移動，或以縮略圖形式顯示篩選出的視頻。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest通過識別未穿戴安全帽或安全服的人員，該系統還可以用于執(zhí)行設施內的安全規(guī)則。PUB 會規(guī)定各類安全裝備的顏色，以方便開展此類檢查。未來，我們可能還會拓展該系統的功能，使它能夠探測管道和太陽能板損壞，觀察施工進度，通過熱成像定位漏點，以及負責其他工作任務。雖然這個搭載視頻分析功能的安全系統還在開發(fā)中，但圖像分析技術已經在其他運營業(yè)務中得到了使用。我們的淤泥成像檢測系統利用圖像分析讓閉路電視攝像機（CCTV）變?yōu)榱藗鞲衅�。CCTV 攝像頭位于與公共排水管相連的建筑工地排口，分析軟件會提醒工作人員現場排放顏色的變化。這一數字化升級每年為我們的承包商節(jié)省了超過 10 萬個工時，為 PUB 節(jié)約了超過 50 萬美元。它也增強了對不合規(guī)事件的查處。PUB 的魚類活動監(jiān)測系統(FAMS)也依賴于圖像分析技術。我們將魚類作為監(jiān)控水廠和配水調蓄水庫水質的手段，以確保飲用水供應安全。FAMS 分析魚的運動，在發(fā)現魚類出現疾病或異常跡象時向運營人員發(fā)出警報，這些跡象可能表明水質出現了變化。預測的力量借助數據分析和機器學習，水務公司還可以根據所擁有的數據開展預測，在運營中采取更加積極主動的態(tài)度。雖然現在大多數水務公司在收到警報后會修復問題，但有了更精準的預測后，水務公司還可以提前預警潛在的問題，甚至阻止它們發(fā)生。在這一領域，PUB 與不同的解決方案供應商合作，部署數據分析和機器學習工具來幫助預測智能水廠和智能管網的未來場景。在污水處理方面，我們與 Royal HaskoningDHV 和 ST Engineering Marine 合作測試了 Aquasuite PURE軟件，以期在提升出水水質的同時降低能耗。并且在 Aquasuite PURE 中融入了 ST EngineeringMarine 的 Sensemaking 預測維護算法。人工智能和機器學習可以預測進水流量并持續(xù)優(yōu)化運行表現。Aquasuite PURE 利用它們來預測污水流量，監(jiān)測處理效果，控制關鍵處理工藝。Sensemmaking 軟件采用了一種專利數據分析算法對平臺機器進行狀態(tài)監(jiān)測。同時它還擁有決策支持引擎，能為運營者提供行動建議。它利用各種模擬參數做分析，并從過去的故障中學習，以預測下一次故障的時間；它還能計算設備的有效運行時間，給出下一次維修的時間建議，這可能與計劃的維修時間有所不同。利用數據分析和機器學習在水處理應用方面的能力，我們還與三菱電機(Mitsubishi Electric)合作，在勿洛新生水廠（Bedok NEWater Factory--BNF)開發(fā)了一套人工智能指導系統，用于預防性預警和設置點的設定指導。該系統的目的是提前提醒操作人員注意即將發(fā)生的工藝流程異常，并推薦故障排除的相關控制策略(即設置點)。這有助于填補新手運行人員在熟悉水廠工藝流程時可能存在的知識缺口。Surbana Jurong 公司將負責開發(fā)一套智能數據采集與監(jiān)視控制系統 (SCADA)，用以研究蔡厝港水廠各種參數之間的相互作用，預測工藝流程異常并明確其原因。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest數據分析和機器學習也可能會改變探漏流程。目前，PUB 會標記 WaterWiSe 系統中傳感器收集的壓力瞬變和聲學數據中的異常點，然后人工對異常點附近做排查，以此來核驗供水管網中的漏點。然而，這種方法會產生很高的誤報率。為了盡快找到漏水點，我們與軟件公司奔特力（BentleySystems）合作開發(fā)了一套解決方案，可以通過機器學習來識別異常并進行近實時定位。映射體系數字孿生是工藝和系統優(yōu)化的第三大推動力。水務公司可以利用水廠的虛擬副本模擬各種操作的后果，從而能更好地防范網絡攻擊，在眾多選擇中確定最佳選項，以及培訓運行人員對電力或設備故障等事件未雨綢繆。除了前一章介紹的與橫河（Yokogawa）合作的項目，PUB 還在樟宜再生水廠與嘉科工程集團（Jacobs Engineering Group）合作，在位于烏魯班丹再生水廠的綜合驗證廠與 Royal HaskoningDHV合作，在兩地分別搭建了全水廠模擬平臺。Jacobs 平臺復制了樟宜再生水廠的流程，包括它的工藝、水力和控制系統、水線和污泥線。它從控制和監(jiān)測系統中檢索實時的生產工藝數據，分析信息并剔除錯誤，再將其輸入數字孿生系統以研究再生水廠運行表現并做出預測。在對再生水廠的預測運行情況和實際運行情況進行對比后，平臺可以提醒運營者注意異常狀況。它還支持對未來最多五天進行預測模擬，預估特定事件的發(fā)生概率，就處理過程中將要出現的偏差和不良出水水質向運行人員發(fā)出提醒，并建議整改步驟。這些功能增強了樟宜再生水廠運營的韌性。由于模擬器運行獨立于水廠實際系統，因此還可以利用其開展運行人員培訓，以及在實施前對操作策略安全地開展評估。例如，如果運行人員必須要降低生物反應池中污泥停留時間，減少剩余污泥量，他們可以利用模擬器來確定該操作對二級出水水質的影響，以及評估剩余污泥量增加對污泥濃縮和消化過程的影響。前方道路我們繼續(xù)著數字化之旅，仍有很多方向值得探索。借助即將建成的智能水表系統中的數據和更詳細的降雨預報，我們可以更好地預測污水管網流量和再生水廠進水量。來自其他部門甚至全球其他水務公司的數據也將有所幫助。為了充分利用數字化，水務公司需要確保收集相關且高質量的數據，并讓數據科學家和水務領域專家攜手合作。當創(chuàng)建和測試系統時，水務公司應該在系統精度達到 80%時再部署應用，并在此之后持續(xù)根據反饋完善系統。沒有一個系統從一開始就是完美的，尤其是機器學習系統。就像很多其他工作一樣，對數字化來說最重要的事情是開始。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest第五章 網絡安全：數字化的支柱PUB 擁抱數字化，我們也繼續(xù)將網絡安全作為我們政策、計劃和項目的基石。雖然網絡安全一直是我們的一項要務，但不斷加深的數字化程度讓我們需要更廣泛更嚴格的保護、網絡安全培訓和故障恢復措施。在全球范圍內，由于設備和物理資產之間互聯性，網絡安全攻擊和入侵的風險正伴隨著數字化進程在上升。2019 年，技術公司西門子（Siemens）與數據安全研究中心波尼蒙研究所 (PonemonInstitute)的一份報告顯示，針對水務和電力公司的網絡威脅正變得越來越頻繁、嚴重和復雜。在 1726 位來自公共事業(yè)單位的受訪者中，約有一半人表示他們的組織在過去一年經歷過導致了私人信息丟失或運營技術中斷的網絡攻擊。大約一半的受訪者預計明年這種網絡攻擊還會發(fā)生。惡意攻擊可能以各種形式影響水務公司。在澳大利亞，一名心懷不滿的前承包商侵入了一家水務公司，利用其系統訪問權限向河流、公園和居民區(qū)排放了近 1000 立方米未經處理的污水。在美國，一名黑客利用互聯網支付應用服務器與提供運營和信息通信功能的計算機系統之間的有線連接，從一家水務公司竊取了 250 萬條記錄。在英國，一家水務公司發(fā)現，負責管理其網上賬戶和處理手機支付的第三方呼叫中心有一名員工受到賄賂，將超過 50 萬英鎊的退款轉至海外銀行賬戶。這樣的例子不勝枚舉。為了保護自己，水務公司必須把網絡安全放在首位。以色列最近在 2020 年4 月成功挫敗了一起針對其供水系統的重大網絡攻擊，這是一次有計劃有組織，試圖破壞關鍵國家基礎設施的攻擊。PUB 已經投入力量打造全面的網絡安全政策，并通過體系、流程和培訓落實執(zhí)行。系統與設計從最開始，我們的基礎設施在設計和建設上就旨在抵御網絡安全攻擊。PUB 有一項水務部門政策，其中包括新加坡網絡安全法案的條款和美國國家標準與技術研究所的最佳實踐。這些指南確保了資產保護的最低要求。例如，作為一項政策，系統不應與互聯網或云端連接以限制其暴露于惡意破壞者。每座水廠的設計必須符合網絡安全設計框架，從一開始就嵌入網絡安全措施和許可。這包含開展系統威脅評估，確定系統的薄弱點并在系統安裝前解決所有安全漏洞。在設施內，生物識別系統限制了對控制室和服務器機房的訪問，并在關鍵區(qū)域結合了多因素身份驗證機制。內部控制系統設有網閘，只允許信息單向流入外部網絡，防止黑客篡改水廠控制系統造成危害甚至災難性后果。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest除了各種保護措施，我們還配備了檢測系統來提醒運營者潛在的入侵和破壞，比如閥門在未得到指令時開啟或關閉、企圖導出數據等。這種預先考慮是至關重要的，因為后續(xù)通過改造水廠和系統來提升其網絡安全的難度要大得多，而且可能需要暫時關閉工藝流程，影響運營。作為補充預防措施，我們還會在系統有重大變化時(如軟件修改)以及在每年度進行滲透測試，以確保系統能夠抵御網絡攻擊。培訓與協議我們的全體員工也接受網絡安全培訓，被教授基本的安全原則和實踐。這包括只使用安全 U 盤傳輸數據，因外部 U 盤中可能攜帶惡意軟件；不點擊來自未知發(fā)件人的電子郵件，其可能是網絡釣魚和其他形式網絡入侵的工具。我們也教授負責監(jiān)督管理運行人員的值班主管去識別網絡安全事件的跡象，比如泵運行或水質讀數中的意外變化。雖然黑客可能會試圖通過操縱與其企圖劫持的運行流程相關的傳感器來隱藏其蹤跡，但來自其他傳感器的數據可能會暴露他們。負責 SCADA 和運維系統的儀表與控制(IC)工程師接受了更多的培訓，包括為期五天的課程，內容涵蓋網絡安全防御以及在受到攻擊或入侵時該如何應對。PUB 還組建了一個由網絡安全專業(yè)人士和專家組成的網絡應急響應團隊。當出現運行人員、值班主管和 IC 工程師無法解決的網絡安全事件時，這個頂尖團隊就會介入。備份與恢復盡管我們竭盡全力，一些網絡攻擊仍然可能成功。為了盡可能降低其影響，我們也投資于恢復措施。我們的工業(yè)控制系統有冗余配置，在一些事件中如果一個系統或部件停止工作，將會有備用系統或部件就位來保障系統正常運行。此外，數據和系統配置會定期備份并離線保存以備使用，確保運行連續(xù)性，減少恢復所需的時間。適應未來需求的安全策略網絡安全攻擊與防御之間的對決不斷演變，我們也已采取措施確保我們的保護系統始終符合要求。在 2015 年和 2016 年，我們與新加坡科技設計大學（Singapore University of Technology andDesign）的網絡安全研究中心 iTrust 合作，建立了安全水處理(Secure Water Treatment--SWaT)和輸配水(Water Distribution--WADI)測試平臺設施。SWaT 測試平臺復制了一套六段式水處理工藝。WADI 測試平臺中包括水庫蓄水池、用戶水箱、原水池、回流池、化學加藥系統、增壓泵與閥門、儀器與分析儀，它也接收 SWaT 平臺的部分反滲透出水。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest這兩個測試平臺共同構建了完整真實的水處理、儲存和輸配過程，為全球研究人員提供了獨一無二的工業(yè)級平臺來開展試驗和研究，驗證網絡攻擊的模型和理論，測試網絡保護方法的魯棒性。經過多年的深入研究，一些旨在從多角度檢測網絡攻擊并能讓系統從攻擊中快速恢復的新技術獲得了多項專利。這其中包括為傳感器創(chuàng)建獨特“噪聲指紋”的系統，可以偵測由傳感器欺騙攻擊所造成的偏差。網絡攻擊的手段不斷花樣翻新，網絡安全措施也需要與時俱進。SWaT 和 WADI 測試平臺能起到至關重要的作用，幫助 PUB 和其他水務公司始終走在網絡威脅的前面。除了致力于網絡安全研究，我們還將持續(xù)提升員工的網絡安全能力。例如，我們與新加坡公務員學院合作，為主要從事網絡安全工作的員工制定了能力框架，以指導他們建立和更新知識與技能儲備。這種進修是十分關鍵的，因為我們缺乏有能力的網絡安全人員，無論是水行業(yè)還是許多其他行業(yè)對這類人才的需求都很高。能滿足水行業(yè)需求的網絡安全人才短缺，這一定程度上是由于網絡安全傳統上關注的是信息技術，而非運營技術。因此，培訓水廠工程師掌握網絡安全技能往往是更簡單的解決方法。他們在水務公司運營方面的專業(yè)知識在設計水廠的安全系統時也是優(yōu)勢。展望未來，我們還將增強我們的安全運營中心以促進網絡安全。該中心目前會跟蹤水系統中被觸發(fā)的安全警報。在未來，我們將利用機器學習技術來擴展我們的能力，從而能夠更好地偵測那些可能預示著網絡安全攻擊和入侵的異常情況。我們還將在全球收集那些已經發(fā)生在水務公司或可能在將來危及他們的網絡安全攻擊、間諜活動、惡意軟件和其他威脅的情報。這些分析將作為 PUB 網絡安全風險的先行指示信號。與其他組織建立聯系和共享信息也是優(yōu)先事項。PUB 已經在與其他水務公司和機構分享信息和最佳實踐，并通過考察旅行、公開活動、大會、會晤(例如每年的新加坡國際網絡周)了解他們的信息和最佳實踐。我們也是新加坡運營技術信息共享和分析中心的成員，它是面向能源、水和其他關鍵信息基礎設施行業(yè)公司和機構的威脅信息共享中心。成員們可以放心地就他們經歷過的運營技術和信息技術方面的威脅和攻擊交換詳情，以預防和迅速緩解遏制惡意行為者造成的損失。網絡安全攻擊和入侵的威脅不應阻止水務公司擁抱數字化。通過主動防御，他們可以最大程度地減少自身的薄弱點，銳意進取抓住機會。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest第六章 數字化中人的因素歸根結底，數字化轉型成功與否取決于我們的員工。盡管數字化是關于利用硬件和軟件，但它只有在得到人們的支持(無論是在精神層面還是在執(zhí)行層面)時才能成功。只有依靠強大的領導力和各級員工的支持，水務公司才能轉變?yōu)槊嫦蛭磥淼闹腔坌徒M織。在 PUB，數字化的推動力始于頂層管理者。我們成立了智慧 PUB 管理委員會，由政策與發(fā)展副執(zhí)行總裁和營運副執(zhí)行總裁擔任主席，PUB 首席信息官也參與該委員會工作的協調。為了激勵員工，PUB 的高層領導多次在發(fā)言和員工大會中強調了數字化機構的愿景，通過自動化和其他技術簡化工作，使工作更輕松、更高效，讓員工能更好地實現工作生活平衡。僅在 2019 年，PUB 的高級管理層就召開了 200 多次員工大會，全公司 3000 多位員工參會。通過這些大會，他們分享了推動機構數字化的驅動力，并強調所有員工都應在這項努力中發(fā)揮作用。高層領導還負責指揮關鍵數字化改革項目在 PUB 的全面落實，如智能水管理系統的升級，借助他們自身的參與為變革增強支持和動力。全機構共同努力為了鼓勵普通員工來參與和支持，所有數字化運動的內部溝通和宣傳都旨在展示我們的轉型愿景、需要改變的原因、員工參與的方式、參與的獎勵，以及如何讓并且是必須讓數字化在 PUB 全面實現。PUB 有一個面向全體員工的一站式創(chuàng)新門戶平臺 “PUB IDEAS Exchange（PUB 思想交流）”。這個門戶平臺包含各種創(chuàng)意想法，包括提議的和已實施的想法，以及同事們創(chuàng)建的原型方案，供員工們任意查看、學習以及諫言完善。每個可節(jié)約成本的創(chuàng)意被實現后，我們會為創(chuàng)意背后的工作人員頒發(fā)最高達 1.5 萬新元的獎金，以激勵所有人在工作中繼續(xù)創(chuàng)新。此外，我們也透過內部新聞通訊和專題報道，以及每年的“服務與創(chuàng)新日（Service and InnovationDay--SID）”公布最佳創(chuàng)新及服務員工，表彰他們的努力。過去一年的杰出創(chuàng)意還有資格獲得執(zhí)行總裁創(chuàng)新獎(Chief Executive Innovation Awards)的額外獎金。服務與創(chuàng)新日是一個尤其重要的平臺，讓員工有機會講述他們自己的創(chuàng)新和數字化故事，這反過來激勵和推動了其他人加入到公司的數字化旅程中。這些故事通常有共同的主題，即實現數字化的決心和團隊合作，它們強化了成功所需的價值觀。服務與創(chuàng)新日期間還會舉辦創(chuàng)新展，展示正在融入 PUB 的最新創(chuàng)新和技術。舉辦這樣的展覽向PUB 的員工們表明，變化是真實的并且正同時在整個運營范圍內全面發(fā)生，這會讓他們?yōu)槲磥韼讉�月將體會到的裨益感到興奮。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest基礎培訓奠定成功對數字化的熱情不可或缺，但擁有相關的知識和能力也同樣至關重要。在 PUB，為員工提供適合其工作范圍和職責的數字化培訓是一個優(yōu)先事項。2018 年，新加坡政府設定目標，到 2023 年培訓所有公務員使其具備基本的數字化素養(yǎng)和技能。公共服務部制定了“數字化素養(yǎng)框架”，列出了所有公務員在數字化辦公環(huán)境中工作所需要達到的基本標準。在公共服務部框架的指導下， 為本地和國際水專業(yè)人士提供培訓的 PUB 新加坡水學院專門制定了符合 PUB 需要的數字化素養(yǎng)培訓方案。它包含三個層級的標準，具體規(guī)定了不同職業(yè)等級所需的數字化知識和技能。該學院已經制定推出了培訓員工數字化技能的課程。這包括數字化辦公環(huán)境課程，涵蓋技術與數據素養(yǎng)、數據保護、網絡安全、數字化轉型技術、數據分析應用程序、數據收集實踐培訓等方面。截至 2019 年，被挑選參加培訓的 PUB 員工中約有 75%已完成課程，我們將按計劃到 2021 年完成培訓。變革管理是高層領導、項目主管和其他變革推動者應具備的關鍵技能，新加坡水學院也因此推出了該方向的課程。聚焦數據分析培訓建立面向未來的數據分析團隊也是水務公司實現數字化飛躍的必要條件。許多組織僅能做到“數字感知（data-aware）“，他們的員工只是簡單地制作 excel 電子表格再將其匯編用于匯報。我們的目標是數據驅動，即通過數據做決策，大量利用機器學習和預測模型。新加坡水學院和信息技術與數字轉型部合作，在根據實際情況評估了新加坡政府技術局的數據科學能力框架后，引入了數據分析培訓框架，旨在為員工提供做數據驅動型決策所需的相關知識和技能。這個框架根據 PUB 工作角色能力要求規(guī)定了數個水平等級。我們的計劃是建立具有基本數據分析技能的廣泛員工基礎，并激勵有興趣和動力的員工參加數據分析課程來進一步加深他們的技能和知識。PUB 還計劃培養(yǎng)一批精通業(yè)務智能分析的數據分析師，并培養(yǎng)能夠設計和實現大數據架構的數據工程師。為了實現這些目標，我們將為所有工程師和高管組織基本的數據分析培訓，并在各個部門的中級和高級數據分析課程中安排數據分析師。通過在組織內部建立強大的數據分析文化，我們的員工將培養(yǎng)使用數據并從中獲得見解來支持決策的習慣，從而提升機構績效。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest著眼設計創(chuàng)新我們也在開展能培養(yǎng)員工設計創(chuàng)新的培訓。這種創(chuàng)新涉及考察和重新思考工作流程，以提高生產效率和實現其他工作目標。在該培訓中，數據分析對于收集證據和驗證假設是必不可少的。PUB 的信息技術與數字轉型部與新加坡科技設計大學(SUTD)及新加坡水學院合作策劃了一項為期六天的課程，教授員工促進工作流程審核和再設計所需的設計創(chuàng)新和數據分析技能。該課程培養(yǎng)了一種合作模式，讓機構內部多學科團隊共同參與，提出新視角來改進產品和業(yè)務流程。課程還包括數據分析訓練營為員工提供相關指導。完成課程后，學員將掌握數據分析的基礎知識，并能夠在其負責本部門數字化轉型項目時應用這些設計創(chuàng)新工具。2019 年 11 月，37 名員工參加了在新加坡科技設計大學舉辦的首期課程。以人為本未來，我們還將為 PUB 員工創(chuàng)造更多的機會，讓他們與承包商一起合作開發(fā)和應用數字化解決方案，使他們在該領域獲得更多的實踐經驗。PUB 執(zhí)行總裁 Ng Joo Hee 先生強調，員工是 PUB 是最寶貴的資產。他說：“我們必須要讓員工人盡其才，使他們能夠去引領和創(chuàng)新，創(chuàng)造非凡的成果。我們必須為他們提供最好的培訓和發(fā)展，讓他們能在 PUB 做到最好。機構變革不會自動發(fā)生，它需要從共同的愿景中汲取力量。它需要由擁抱變革的普遍文化來維持。變革的必要、如何變革、現在改變什么，以及接下來改變什么都必須在我們的機構中上傳下達。要讓即便是最偏遠地區(qū)最基層的運營人員知道，他也必須要做出改變。”Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest第七章 結論當一支足球隊少了一名球員時，剩下的隊員需要更聰明地發(fā)揮，調整戰(zhàn)術以贏得比賽。PUB 執(zhí)行總裁 Ng Joo Hee 先生用了這個比喻來解釋 PUB 推動數字化的重要性。在不久的將來，由于人口老齡化和低出生率，一些水務公司可能需要學會在員工減少的情況下工作。其他國家可能面臨不同形式的資源限制，例如由于氣候變化，可用來收集、處理和使用的降雨越來越少。數字化可以為這些問題提供解決方案。在這本書中，我們總結了迄今為止 PUB 在數字化旅程中的關鍵學習點。構建和選擇適合的基礎設施是最為重要的，這包含但不局限于無線通信網絡和傳感器等硬件。能打破信息孤島，聚合、補充和分析數據的軟件系統也至關重要。在水務公司構建基礎設施的同時，他們也必須將網絡安全作為其計劃的基石。這意味著要確保從最開始就考慮網絡安全措施并將其納入到水廠設計中，并且確保其他技術在應用于運營系統之前都要經過嚴格的測試。此外，成敗的差別在于人。PUB 任命了首席風險官和首席信息官領導新部門來引領其數字化轉型，使 PUB 成為面向未來的智慧型水務機構。各種培訓方案將讓員工掌握這一轉型所必需的技能。這種書中介紹的項目案例還強調了協作的裨益。在 PUB，研發(fā)和工業(yè)開發(fā)歸由一名執(zhí)行總裁助理統一負責，以盡快將實驗室的發(fā)現轉化為應用。通過建立伙伴關系，水務公司還可以從企業(yè)和研究機構中挖掘豐富的專業(yè)知識和資源，并反過來提供實際測試設施來加速水創(chuàng)新走向市場的商業(yè)化進程。俗話說，眾人拾柴火焰高。數字化走向舞臺中央許多水務公司正在朝數字化邁進，這表明數字化的潛能得到了更多的認可。南非德班（Durban）的烏梅杰水務（Umgeni Water）應用數字化技術來改善其水資源管理以及更好地保護客戶。這包括耦合水文模型和監(jiān)測設備來優(yōu)化水壩和水庫的蓄水量。負責美國拉斯維加斯山谷地區(qū)供水的政府機構--拉斯維加斯山谷水務局轉向數字技術定位漏點。他們使用探漏設備監(jiān)聽供水管線中滲水所引發(fā)的聲音和振動。通過持續(xù)監(jiān)測管道以及在漏點變大前及時修復小漏點，該機構得以防止重大供水中斷事件，并延長了管道使用壽命。為英國 600 多萬人提供自來水和水回用服務的盎格魯水務（Anglian Water）正在與工程公司博萊克威奇（Black & Veatch）合作，為水司位于紐馬克特地區(qū)的水處理和輸配基礎設施構建數字孿生。具有預測和分析能力的人工智能將被嵌入到數字孿生系統中，支持水務公司在該地區(qū)的決策。在馬來西亞，馬六甲省的供水公司 Syarikat Air Melaka Berhad (SAMB)也越來越依賴數字化。它部署了地理信息系統（GIS），其中包含管徑、管材、連接點等管網系統匯總數據并會定期更新。Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest當客戶打電話報告管道故障時，自動定位系統使水司能提醒最近的維修團隊在 20 分鐘內到達現場。維修隊在現場通過 GIS 查看問題管道的細節(jié)，并立即訂購更換部件。此舉將停水時間從過去的 24 小時減少到目前的 3-4 小時。和 PUB 一樣，許多水務公司已經將數字化作為其運營的核心部分以及公司未來的關鍵部分。數字化前沿隨著數字化變革繼續(xù)深化，我們也密切關注著新興數字技術，以及如何應用這些技術適應新加坡當前和未來的需要。以區(qū)塊鏈為例，這項技術已經開始被國際上的一些水務公司試用。在美國加州，科技巨頭 IBM 正與非營利組織、企業(yè)和研究人員合作，測試應用區(qū)塊鏈、傳感器和其他物聯網技術來實現透明、實時地監(jiān)測地下水使用情況。傳感器傳輸儲存于 IBM 區(qū)塊鏈平臺上的取水數據，這些數據成為了僅追加、不可變的記錄。一個向農民、投資者和監(jiān)管者開放的基于互聯網的數據面板讓所有各方都可以通過該頁面追蹤地下水使用情況，個人用戶還可以在上面交易用水配額。人工智能聊天機器人可以快速回答來自用水者的問題，人們不必再等待呼叫中心或在水務公司網站的信息頁面搜索答案。北愛爾蘭水務 (Northern Ireland Water)的人工智能聊天機器人每月處理2500 至 3000 個客戶互動，識別客戶問題的成功率為 92%，回答正確率為 70%。數字化解決方案正在變得越來越先進，新的解決方案也在進入市場。PUB 將對它們進行評估，甚至可能協助開發(fā)其中的一些解決方案。我們過去已經在這樣做，現在將繼續(xù)那樣做。PUB 執(zhí)行總裁 Ng Joo Hee 先生指出，數字化計劃將推動公司全面堅定地進入數字技術世界。他說：“很多變革正在全面席卷我們的組織，我們完全有意愿推進和堅持這些變革，直到它們成為PUB 的新常態(tài)。”他總結道：“我們不能墨守成規(guī)。我們必須改變，必須現在就改變。我們的水務使命太重要了。”Downloaded from http://iwaponline.com/ebooks/book-pdf/1430938/wio9781789064957.pdfbyguest