习近平总书记在党的“十九大”报告中指出：“要加快发展先进制造业，推动互联网、大数据、人工智能和立体经济的深度融合，在高端消费、创新引领、绿色低碳、共享经济、现代供应链，人力资源服务等领域培养新的增长点，形成新的动能”。《陕西省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》中写道：““十四五”期间，陕西将深入实施创新驱动发展战略，打造西部创新高地。其中，促进科技与经济紧密结合、创新成果与产业发展密切对接是其中一项重要工作。”

西安理工大学是我国西北地区水利水电教育、科学研究的重要基地。项目团队以此为依托，自2012年开始开展水务智慧化相关产品的研究和开发工作，目前已经掌握领域关键核心技术，并形成初具规模的系列产品。为积极彻陕西省委、省政府关于“两链”融合的部署要求，西安理工大学与西咸新区积极沟通，讨论并反复论证关于“物联大数据驱动型智慧水务”的科技成果挖掘及落地转化工作。通过该工作，达到集聚省内创新资源、培育发展新兴产业、推动经济发展的目的。

项目属于物联网、工业互联网和人工智能的融合领域。

智慧水务指利用物联网、智能传感、云计算、大数据等技术对供水、排水、节水、污水处理等水务环节进行智慧化管理。结合传感器、通信网络、水务信息系统提升水务信息化水平，实现水务管理协同化、水资源利用高效化、水务服务便捷化。随着中国城镇人口日益增长，水务建设的需求和规模不断扩大，同时也面临更大的挑战。一是水务行业私有云平台建设标准不统一，而公有云平台又缺少水务相关业务，大大限制了物联终端接入的种类和规模；二是水务企业已有信息系统由于建设年代、管理部门、建设单位等不同，缺乏系统性部署与设计，存在系统之间缺少互通互联，资源得不到充分共享和利用等问题；三是数据分析应用的场景不明确，分析结果无法支撑具体难题的解决。针对上述问题，本项目团队经过近10年的潜心研究，取得一批关键成果。主要创新点如下：

（1）“三端一体”物联开发平台。通过设备端、移动端和云端的一体化设计和端到端安全体系，解决规模效应带来的技术挑战和物联边界扩展带来的安全风险。

（2）面向服务的系统集成框架。该框架克服了传统“头痛医头脚痛医脚”的随意化定制开发模式，实现各类业务数据的真正共享。

（3）切实可行的数据挖掘和智能优化算法。基于企业运行实际数据，研发用于水量预测、智能加药、智能调度以及水力模型等实际业务需求的智能算法，提升企业运行管理效率，降低运营成本。

模块化配置方案。本项目技术采用模块化设计，可以灵活改进适用于智慧生产线、智慧工厂远程运维与健康管理平台，进行生产线与工厂大数据采集、信息感知、设备管理、可视化预测性维护、能源优化等方面，为生产线与工厂数字化转型提供一体化解决方案。

• 专利名称：无
• 专利类型：发明专利
• 专利权人：无
• 专利号：无
• 有效期限：无

制约智慧水务发展的两大关键技术分别是：高并发物联终端可靠接入及安全保证技术、面向业务的数据中心平台建设技术。前者为水务数据的收集整理建立通道，后者为数据的高效合理利用提供支撑。项目团队已完全掌握上述两项关键技术。

（1）高并发物联终端可靠接入及安全保证技术。

在大规模物联应用中，数百万甚至上千万的设备接入对云服务的并发性、扩展性、容错性、可用性、运维性、安全性都提出了很高的要求。本项目研究了用户态协程处理和服务器内核优化技术，可以达到单连接平均资源耗费<20K、单台普通服务器支持百万级设备同时在线的性能；采用分布式集群，支持无限扩容和动态负载迁移，避免了因宕机等异常造成的业务失效；研究混沌物理层加密、RSA非对称加密、AES128数据加密和基于角色（RBAC）的权限管理模型，实现了端到端安全保障。

（2）面向业务的数据中心平台建设技术。

数据平台是整个智慧水务的核心层，数据平台以数据为纽带连通各个业务应用体系，解决的核心任务是实现数据标准化，提升数据质量状况、规范系统之间的数据交换和共享机制，通过对各类系统数据源进行集中后形成企业完整的数据资产，并作为管理决策分析应用的统一数据来源。通过数据中心使各个应用体系在数据中心达到系统集成、资源整合和信息共享，为各个智慧应用、企业门户集成提供了标准化的、完整的、一致的数据来源。

在数据平台建设基础上，采用稳定适用神经网络算法和群智能优化算法进行水力系统建模及模型参数优化，成功解决水量预测、智能加药、泵组组合优化、智能调度、实时在线水力模型等具体业务难题，提升企业运营效率。

智慧水务技术广泛应用于供水、排水和水利领域。

智慧水务发展与城镇发展情况紧密相连，中国城镇人口数量从2015年的7.8亿增长至2020年8.4亿，2030年预计将达到10亿。因此智慧水务的建设需求不断提高，应用规模也逐步扩大。按照国家水务建设规模、智能技术渗透率以及项目平均市场价格进行计算，未来五年中国智慧水务市场的年复合增长率约为17%，将从2019年100亿元增长至2024年的270亿元。