从泉州的水厂到广州的水库,百度智能云为何死磕智慧水务?

从泉州的水厂到广州的水库,百度智能云为何死磕智慧水务?
2022年06月10日 22:16 互联网阿超

如果你曾途经京港澳高速太和镇路段,或者到广州帽峰山游玩,都很可能会遇到过一座巨大的水库,一汪碧水,湖光粼粼,水色含青,映衬着周边的山色,显得颇为秀美。

这就是位于广州市白云区太和镇的和龙水库,始建于1972年10月,1974年8月竣工,是一座以防洪调蓄为主兼具蓄水灌溉功能的中型水库,库区面积4.5平方公里,集雨面积24.83平方公里,库容1753.31万立方米。多年前,随着经济高速发展,水库周边逐渐聚集起大量养猪场、酒店农家乐等污染型企业,甚至有不法分子专程到水库“排污排废”,再加上库区网箱养殖、钓鱼观光等活动存在,直接导致水体污染严重到被评为“五类”水质,给水库带来“一库臭水”的不雅称号。

2016年10月,和龙水库被调整成广东省饮用水源二级保护区,同时也是广州的备用水源地。2018年广州白云区全面推行河湖长制,组织对和龙水库周边范围进行大规模全面清理整治,多措并举进行综合治理。在为期4年持续整治后,2020年其水质稳定达到Ⅲ类水质标准,部分水质达到Ⅱ类,较2016年提升两个级别。自此,和龙水库不再是“一坑臭水”而是“一汪碧水”,成为白云区的一颗“绿肺”。

当水库与AI相遇,会有哪些“奇妙”应用?

水库的运转离不开专业而科学的管理,在“一汪碧水”后,有和龙水库管理所水库管理人员日日夜夜默默地坚守和保障。水库涉及到周边居民安全和生态环境安全,管理所负责人李树棠和他的团队深感责任重大。2021年底,和龙水库管理所与和龙村签订水库经营权收回协议书,结束了和龙水库近50年管理权与经营权分离的局面,停止了养殖、钓鱼、水上娱乐等各类经营行为,同时采取多重综合手段进一步加强管理。

看似枯燥的水库管理任务比外界想象的要重得多,既要防止人员闯入排污等破坏水体行为,也要时刻关注水情避免出现洪涝事故,长期来看还要关注大坝建筑安全,甚至还要进行反恐演练。然而,和龙水库管理所核定编制人员不过10人,管理着两座水库,参与和龙水库一线管理的只有6人,这比广东乃至全国很多中型水库50+人配置要少得多。

前几年和龙水库已全面加装防护网避免外人随意闯入,同时在沿岸部署了40路监控摄像头,在大坝上则安装了沉降位移、渗流渗压监测系统。虽然有这些辅助手段加持,不过水库管理人员工作负担依然很大,他们每天都要花至少2个小时对水库管理区域进行巡逻,发现倾倒垃圾、偷排废水或钓鱼、游泳等违规行为进行劝阻;也要密切监测水雨情、大坝状态、水质等数据,在需要时进行排水泄洪等操作,还需要安排人24小时值班紧盯监控大屏,监看各类违规行为……人少、事情多、任务重,成为常态。

后来团队发现了AI这一“得力助手”,探索水库监管智能化。现在和龙水库沿岸正在升级原有的30路智能高清摄像头。传统摄像头画面模糊且夜视效果差,据李树棠介绍,管理人员曾不止一次在监控看到了违法车辆偷倒垃圾,却看不清车牌,智能高清摄像头不只是看得更清,更重要的是改变了巡查模式:智能高清摄像头云端接入的是智慧水务大脑,基于CV机器视觉技术,可智能识别非法入侵、水面漂浮物、黑臭异常水体、游泳、钓鱼、倾倒垃圾等场景,在第一时间推动消息给管理人员处置,管理人员判断后再看是否到场处置,比如有人员入侵就可直接通过远程喇叭及时驱离,这样的智能巡查监管模式,大幅减少了管理人员主动巡查次数,缩短了巡查时长。

而且传统监控“人肉盯”的模式难免存在“百密一疏”的问题,理论上无法规避漏看错看问题,因为人有疲劳、走神、疏忽等情况,而AI智能监控在这一点上不存在任何问题。

智能巡查只是和龙水库智能监管的应用之一。通过在水体布置智能传感器,“智慧水务大脑”可以对“水”的情况及时、准确、全面了解,包括水雨量、水温、渗流量、水压等水情,悬浮物含量、PH值等水质数据。基于智能数据洞察,水库管理人员就可以做到“智能治水”:

一方面,可对水质进行更加精细化的管控,进一步有的放矢地提升水质;另一方面,则可对水体进行智能管理。数据是AI的基础,和龙水库深知这一点,李树棠表示,前些年水务行业信息化程度偏低,和龙水库虽然有一些信息化手段,但只做到了初步的数据收集,没有对数据进行深挖,利用AI对数据进行挖掘,水库智能监管将有更多创新空间。

比如过去什么时候排水泄洪等都是水库管理人员根据经验结合数据统计决策,未来则可结合库区及渠道周边、溢洪道闸室、输水涵闸室的情况以及各项水库监测数据进行智能排水泄洪,应用足够成熟后甚至可实现智慧泵房,让智能化决策与自动化控制有机联动。

再比如可以基于历史数据、气象数据、实时监测数据结合科学的预测模型,对未来一定时间的入库流量进行预测,从而给防洪、供水、灌溉等决策提供依据,对水体进行科学有效的管理,安全防灾的同时更好地发挥水库蓄水等功能价值。

当然,对于水库监管者来说,AI给人最直接的价值感知还是提升了人力效率,也就是降本增效,用李树棠的话说能解决问题的AI才是“真智能”,否则就是花架子的“伪智能”。有了智能巡查这样的应用,管理人员就彻底从人工巡查、死盯监控等重复工作中解放出来,不再担心巡查死角、漏看等常见问题,可以专注于其他更重要更紧迫的水库监管工作。

现在和龙水库水质已稳定达到III类水质标准,部分指标达到II类以上。不过,距离饮用水质还有较远距离。李树棠表示,在智能技术和数字化手段的帮助下,和龙水库的水质监测会更加科学、有效,管理效率会大幅提升,未来水库中的水成为跟千岛湖一样的可饮用水也并非痴人说梦。

和龙水库和安华汇商场,都连向同一个水务大脑

从和龙水库沿着广从公路驾车向南,20分钟左右就会看到一座大型商场矗立在白云大道边上:安华汇,这是永泰等大型生活区的核心商圈。安华汇负一楼有一座污水处理房,所有餐饮商户排放的污水都要先到这里进行油污预处理,符合一定标准后才能排放到下水道,整个过程都是在AI的监测下进行,如果排水不符合标准则会向水务监管人员发送预警,水的排放数据监管侧一清二楚。

往年白云区水务管理人员要对辖区9万多户排水户进行巡查抽查,人工检测水质不符合条件再要求排水户限期整改,整改后再进行水质人工送检,这一过程耗时耗力、耗人耗钱,既给水务监管增加了负担,也给排水户等被监管方带来不好的体验。现在基于智能传感器进行PH值等常态化实时监测后,AI可以在后台直接监测污水排放情况,确保排放水质完全达标。

和龙水库、安华汇污水处理房的背后,都连接到了同一个AI大脑:由百度智能云打造的白云区智慧水务大脑。百度智能云依托“开物”工业互联网平台提供智慧水务解决方案。

据百度智能云智慧工业事业部水务行业解决方案总监汪秋婉介绍,这套方案采取“1+1+N”的架构,第一个1是百度智能云的AI大脑,提供CV等AI基础能力;第二个1是结合水务行业场景以及客户需求打造的专属场景大脑“水务大脑”;N则是面向不同场景的应用集群,一期已实现排水智能管理、防汛应急管理、水利工程管理和江河湖泊管理四大类集群应用,其中安华汇排水房应用的正是排水智能管理模块,实现源头排污精准管控和排水管网排污溯源,而和龙水库的AI应用则属于水利工程管理类。

云端水务大脑与不同水务场景下的N个应用集群,一起助力白云的水务智慧监管,覆盖江河湖泊、排水管网、隧道涵洞、泵房泵站等涉水场景,助力百度实现韧性水务、高效水务、民生水务,争取成为全国范围内的智慧水务标杆。

实际上,不论是水库还是河流,排水还是排污,防汛还是供水,不同场景的水务管理都存在着相似的问题:

一个是信息化比较初级。水务是一个相对冷门的监管领域,前些年社会重视经济发展忽视生态保护时得到的资源不够,因此水务信息化程度相对于教育、金融、零售等行业来说是很低的;

二个是水务监管领域存在严重的信息数据孤岛问题,水务监管涉及到不同节点,数据分散在不同水务主体、不同职能部门、不同信息系统,没有集中挖掘,缺乏有效利用成为“沉睡的数据”,数据孤岛导致了数据资产的巨大浪费;

三个是普遍存在人工为主、技术为辅的现象,随着越来越多城市重视水务监管,水务管理人力变得越来越吃紧,很多环节靠人都忙不过来。

针对水务管理的现状,百度智能云智慧水务解决方案的思路是:在智能化的同时强化信息化水平,在采集层增强传感器、摄像头等采集能力,再将边缘侧数据统一汇总到云端数据底座再进行AI挖掘,打造成适配不同场景的智慧水务应用,最大程度减少水务各环节的人工,同时展开水务预测模型等创新AI应用,实现水务管理的降本、提质、增效。

据介绍,百度智能云水务大脑的思路就是“收聚通用”四个字:

  • “收”是通过水务大脑通过统一的数据采集解决数据孤岛的问题;

  • “聚”是将收集的数据进行统一的数据治理,解决数据资产化的问题;

  • “通”是实现数据共享,包括水利水务设施主管部门内部数据,以及各个共享主管局比如说大数据局、环境局所涉及的数据共享问题;

  • “用”则是基于水务大脑数据智能,针对业务场景的问题实现各类水务行业应用。

在百度智能云的计划中,打造一个工业化应用水平的智慧水务平台将以5年为期,这体现出产业端解决方案的复杂性、慢节奏、长周期的特征。

百度智能云水务大脑的思路也是产业AI化最科学的思路。数据智能是AI的基础,AI要发挥价值,离不开感知层的数据采集,平台层的数据汇总,应用层的数据治理,最后再基于数据智能决策等能力实现各类场景应用。

千头万绪百度智能云才刚刚迈出第一步,仅仅是在采集端,百度智能云在白云区就还有需要事情要做,“白云区光排水户就有九万多户,然而排水的水质监测只有48个点;易涝积水的隧道涵洞有50多处。”接下来要做的是扫除白云区水务监控“盲区”,即建设更全面的数据采集体系,因为只有在感知层足够了解世界,AI才可以构建有效的认知,进而形成解决问题的决策。

智慧水务是AI大场景,百度智能云已掌握先机

说到产业智能化很多人可能先想到的是金融、教育、交通、零售、制造甚至农业这样的场景,水务在行业内被提及甚少。

实际上,智慧水务比人们预想的可能要大得多。近年来我国正在大力发展智慧城市、新基建、智能经济,陆续出台《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》等支持政策,十三五期间就已出台过个支持智慧水务的政策文件。“水”是生命之源,是人们生活和生产的基础资源,已成为智慧化的重点行业之一。

智慧水务正在与“智慧城市”、“智慧水利”、“智慧环保”等产业融合发展,市场前景十分可观。据《智慧水务行业深度报告》测算,智慧水务的行业空间在3000亿元以上,仅仅是智慧水务平台都是百亿级市场,据前瞻产业研究院预计,2020-2023年我国智慧水务平台的行业市场规模将分别达到125.51亿元、159.4亿元、199.25亿元、251.05亿元。

百度智能云早已将“水务”作为工业智能化的子行业,深耕多年。在助力白云打造智慧水务应用平台前,百度智能云在福建泉州已经取得成功,只不过更多是集中在供水场景。2020年11月百度智能云助力泉州水务集团的智慧水务大脑项目就已启动,经过一年多的持续建设,已经实现原水、制水、供水、排水、污水、节水“六位一体”完整水务产业链智能化升级。泉州水务集团整体人员工作效率提升5%以上,制水供水单位能耗下降8%。

对于水务行业来说,百度智能云智慧水务解决方案的核心价值体现在“1+1+N”的两个1上,既提供AI基础能力和面向水务行业和客户业务场景的AI底座,承载数据汇聚、数据治理、数据洞察、数据智能等核心AI能力,AI技术正是百度擅长的,百度是国内最早布局AI技术的科技巨头,在深度学习、大模型、CV机器视觉、知识图谱等AI技术上均有领先优势,且拥有全自主国产化技术。

此外,百度正在强化产业智能化战略,以百度智能云为基础的to B业务已成为百度第二增长曲线。一季度百度整体营收284亿元,其中百度智能云营收达到39亿,同比增长 45%。在扎根产业智能化的多年间,百度智能云已经形成面向不同产业的解决方案落地能力。

比如在智能水务行业,就形成了从底层技术、云边平台、解决方案、服务生态等全栈能力,同时具备运营本地化支持、行业AI应用方法论等运营支持。百度智能云在服务水务客户时不是“先造锤子再找钉子”,而是深入一线摸清客户需求、理解产业场景再量身定制解决方案,且在应用过程保持不断迭代。就像白云区智慧水务项目,百度智能云在这个项目上至少扎根五年,这样深耕形成的时间沉淀很难被复制。

对于百度智能云来说,在一个行业还可以做到“一通百通”,比如此前其与泉州水务集团在供水场景上积累的智能化经验就可以被其他城市借鉴;再比如百度智能云与广州白云联手打造的智慧水务平台也有望成为智慧水务行业标杆,百度可以点带面地将相关技术、经验和模式复制到更多地方。

写在最后:

百度智能云智慧水务解决方案依然在不断进化。在即将召开的百度世界大会上,百度将介绍最新智慧水务解决方案及成果,“水务行业关乎国计民生。我们希望打造新一代水务智能化底座,推动全行业数字化,最终帮助广州及更多城市实现智能化转型。”

百度智能云智慧水务解决方案对行业最大的意义,在我看来还是“N”的延展性上,也就是面向不同场景的智慧水务应用。对于水务企业/组织来说,它们可以跟百度智能云携手共创定制AI应用,也可以引入更多合作伙伴在“水务大脑”加持下进行形形色色的智能应用。

比如在减少城市供水漏损率方面,泉州水务大脑可通过AI模型实现对用水量进行分区、分时的精细化预测,结合供水网各类传感器的数据进行实时调压,确保用水压力的同时有效均衡管网负担,降低爆管风险,减少漏损,已实现全网漏损率降低近2个百分点。若以全国城市和县城供水量计算,相当于节约13.86亿立方米,大约是98个西湖(1400万立方米)的蓄水量。

百度智能云在水务行业种下了一棵树,正在开出五彩斑斓的花。

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