数字化助力水务经济发展----IWA数字水务白皮书（二）
数字化的解决方案可以借助传感器、 智能水表、压力控制系统等，增强对城市水资源的保护力度，缓解了整个城市的水资源压力。除了解决水资源短缺的问题，还有许多重要的商业考虑促使水务公司应用数字技术。在为公共部门和私营部门提供服务时，水务公司主要考虑的是水资源的充足性、安全性和恢复力这三大因素。因此，如何充分运用有限的资金和人力，保证关键服务的质量和可靠性，同时兼顾对技术、人资和倡议的投资以满足日后的需求，就成为了重中之重。这就意味着水务公司必须确保每一分钱都花在刀刃上，使每个项目能为水务公司及其用户、社会带来最大的价值。
广义上水务公司应用数字技术能创造出各种各样的价值。常见的价值有：“减少运营支出”、“提高劳动效率”、“提高客户参与度与满意度”以及 “成为行业领袖”。
应用数字方案可能会形成各种各样的价值，而且这些价值影响相当深远，水务公司、社区和环境都能从中获益。对于水务公司而言，数字方案不仅能带来运营价值和金融价值，也能带来劳动力和品牌等方面的价值。
当然，不同水务公司有不同的处境，因而不同数字方案为其带来的长期价值和短期价值也是各有千秋，以下是数字方案为水务公司带来的一些典型价值：
社区价值
购买力上升 ：（通过上述数字方案）优化资本和运营开支，再结合其它数字方案，如以用户为导向的数据分析、购买力场景建模等，就有望建立一个具备长期购买力的费率结构，减少意外账单和非付费用户，降低弱势用户突然被终止服务的可能性。
用户体验：与“减少运营开支”和“提高资本效率”类似，几乎所有可以改善水 务公司运营和财务情况的数字方案都有利于提高用户体验，如配水管网数字孪生实时 技术可优化资本开支，减少破坏性建设项目的数量；高级计量架构（advanced metering infrastructure, AMI）结合数据分析技术则可提高用户的用水参与度。
环境保护：有所提高的运营效率（通过上述数字方案实现），结合一些数字技术（如污水收集系统的实时数字孪生、智能水泵系统、流域传感器网络等），可尽可能减少污染，以最大的力度保护我们的水资源。
运营价值
流程效能：传感器、智能设备、边缘计算以及AI等数字方案既可以优化水务公司的各运营环节，也可以优化水务公司价值链的所有关联流程。
预测性维护：算法、现场泄露检测、资产管理平台以及AR/VR等数字方案可以提高预防性和预测性维护能力，缩短关键资产停工期，最大化运营效果和效率。
规章遵循：基于线上监控和水质模型的源头到水龙头实时数字孪生、决策支持技术以及场景建模等数字方案有助于提高水务公司价值链的规章遵循程度。
金融价值
减少运营开支：几乎所有数字方案都可以减少运营开支，如：智能设备可以进行自我优化，尽可能减少能源使用；处理工厂应用实时数字孪生来优化能源和化学品用量；数据分析和智能决策平台则有助于提高决策效率。
提高资本效率：与“减少运营开支”类似，几乎所有数字方案都可以提高资本效率，如：算法和现场泄漏检测技术有助于精准替换管道；对污水收集管网应用实时数字孪生则可以优化既有资产，减少资本密集型建设项目。
增加营收：高级计量架构（AMI）和计量管网高级数据分析等数字方案可以提高水表准确性，最大化收费空间，满足用户需求甚至提供增值服务，从而为推销增值服 务创造机会。
适应力价值
提高适应力：传感器密集网络、智能设备、源头到水龙头实时数字孪生、数据分析和高级模拟工具等数字方案都有助于水务公司更好地适应不断变化的环境。此外， 结合使用天气、交通等外部数据集，也能提高水务公司应对气候变化和人口变化的运 营能力。
优化劳动力：与“用户体验”类似，几乎所有数字方案，在改善水务公司运营和财务情况的同时，都能优化水务公司的劳动力，如：对多个数据孤岛进行系统集成， 提高跨部门合作力度；使用数据分析和智能决策工具，缓解运营人员的压力；采用预测性维护方案（如前文所述），减少紧急出工的需要
品牌和创新：同理，几乎所有数字方案都有利于提升水务公司的品牌形象，有利于促使水务公司采用最新的创新技术。水务公司采用的数字方案越多，其能力和文化 就越能得到优化，也就能以更快的速度从未来创新中获益。
全球许多前沿水务公司逐渐意识到数字方案的确可以创造价值。国际水务智库 （Global Water Intelligence, GWI）指出，一旦应用数字方案，五年内（2016-2020）， 全球在饮用水治理、分配、用户服务、计量和计费方面共可节省开支约1760亿美元， 污水行业则可节省1430亿美元。
数字技术可以变革水务部门的经济。通过优化流程、变革劳动力、提高用户参与度、加强规章遵循程度、提高可持续性、适应力和流域连通性、保证公共卫生、提高 透明度以及进行恰当的治理，数字技术可以直接为水务公司节省开支，为整个水务公司供应链带来内部价值和外部价值。随着数字技术对水务行业的影响日益加深，水务公司的数字化程度将得到飞速提升，但数字变革并不仅仅作用于传统的水务公司运营部门，还会变革劳动力运营的本质，改变水务公司在可持续城市中的地位，提高绿色基础设施的潜能，优化用户与水务公司的关系。不仅如此，数字技术还能加强水务日常管理，提高对灾难和气候变化的长期适应力，从而加强工业、商业、农业和民族产业的水资源安全，进而对经济安全和发展产生直接影响。
上述深层次变革包括：
“无领”（no-collar）劳动力
新兴的“无领”劳动力意味着要在人机混合的环境中，重新设计工种以及工作实现形式。当今，数字技术的发展要求水务公司劳动力适应变化，学习新技能，以便跟上全球经济和贸易体系演变的脚步。除了雇佣精通信息技术的新人才，各公司还需要培训现有员工，努力适应新体系，避免运营流程因转型而中断。
要理解数字劳动力，还可以从“无领”劳动力与公司运营结合的方式入手。就算应用“无领”劳动力，大多数人类工人也不一定会被机器人和AI取代，相反，有了这 些工具，很多重复性的低端工作都可以实现自动化。或许更重要的是，自动化智能解 决方案还可以增强人类的表现，一旦部分工作任务实现了自动化，人们就可以把更多精力放在更需要人类的工作上，比如那些需要情商解决问题能力、社交能力以及高情商的任务。
VR和AR应用也能为水务公司劳动力带来益处。这类技术可以减少风险，节省数十亿的维护成本、工程测试成本和创新成本，允许用户测试或模拟真实情景，避开大型工程项目经常出现的危险，节省这类项目的成本。借助VR技术，资产维护专家可以浸 入式地精准体验现实生活的模拟场景。此外，VR还能高效识别设计错误等潜在问题， 将问题扼杀在摇篮之中。
由于越来越多数字技术得到应用，水务公司对人才的需求急剧攀升，企业和员工的角色出现了变化，而且未来还会随着水资源管理方式的演变而继续演变。无论是开发水务基础设施物理网络，还是部署数字技术，都离不开人力资源，因此员工对VR、 AR和AI技术的运用能力变得至关重要。水务行业是否能扩展、是否能变得更加可持续都将与这一能力的高低脱不开关系。
适应力与可持续城市
面对日益频繁和严重的洪灾和旱灾，水务公司和各城市都在努力寻求提高适应力的办法。鉴于自然灾难和人为灾难造成的损失不断攀升，各国政府每年在这方面的开支高达三千多亿美元，有些企业开始提供监控服务，实时监控洪水发生的可能性和影响，从而降低洪水带来的伤亡和经济损失，为灾后重建提供帮助；借助现有的基础设施，智能雨水系统也越来越普及；同时，由于地表水资源精准建模等技术的存在，在 干旱时期保护水资源的难度有所降低，人们的保护习惯也有所提高。
数字技术有助于城市规划和重设，提高城市适应力。现在我们有遥感技术，可以预测洪水，还有各种各样的设计工具，可以建设水力模型，通过这些方法，我们可以 更好地管理雨水径流和极端天气事件造成的洪流。城镇水系统十分脆弱，一旦遇到极端天气事件，净水分配、污水治理和雨水管理往往会出现问题，但如今这些系统从电 力部门获得了灵感，开始采用微网策略，即微型水网，也称“micronets”，这种方 法可以保证充足的水资源，提高系统适应力，保障水资源的供应。
数字化与绿色基础设施
数字技术为实时监控绿色基础设施提供了方法。城市和水务公司在投资绿色基础设施后，或许需要想办法监控这类大规模投资的效益，比如伊利诺伊州的芝加哥市政当局就希望可以更好地监控生态植草沟（一种景观元素，如为收集或移除地表径流水中的碎屑和污染而设计的沟渠）以及透水沥青在暴雨中的表现。为此，当局组建了一支团队，负责研究如何更好地监控城市绿色基础设施的投资效益。该团队在四种雨水管理绿色方案⸺生态植草沟、透水沥青、透水铺筑材料与渗滤花圃组合、透水铺筑材 料与透水树池组合上安装了监控设备，并在18个月的时间里，借助基于云端的雨水管理分析和控制软件，收集了多个绿色基础设施雨水方案的实时数据。在此期间，监控系统不仅为研究人员和城市提供了信息，还向公众发布了测试区域的性能数据。
另一个案例则是佛罗里达州的奥蒙德海滩。通过实时数据分析，自动调整储水池 的水位，从而防止了洪水泛滥。在2017年飓风厄玛席卷佛罗里达之前，奥蒙德海滩在 五处可能发生洪灾的湖泊上安装了传感器。当时，传感器和软件检测到暴雨即将来 临，于是系统提前排水，自动降低了储水池的水位，而湖泊排水系统上的天气感应阀 门则在暴雨前自行启动，避免了一场洪灾的发生。
智能家居和消费者
随着数字技术越来越普及，消费者生活的方方面面都受到了影响（如移动设备、通信和娱乐），消费者与供水商的关系也发生了变化，因此我们有理由推断，水务公 司等服务供应商现在也是数字变革的一份子。
为了提高可持续性，加大水资源保护力度，水务公司开始制定创新战略，以便提高消费者参与度，重塑人们的用水观念。研究和案例都显示，要让消费者更乐于改变用水习惯，就要将新战略设计得易于部署和实现，尽量降低节水行为对消费者日常生活习惯的影响。
“智能家居”这一概念为提高水资源可持续性带来了一系列全新的机会。智能家居应用的种类越来越多，人们进行可持续活动越来越方便，对可持续性的关注也就越 来越高。例如：新加坡公共事业局（PUB）的一项研究发现，使用智能淋浴设备，每人每天可以节约多达五升的水；昆士兰麦凯区市政府则引入了自动抄表技术，帮助消 费者更好地管理用水，节约开支。如果出现漏水现象，数字水表还能及时警告消费者和当局，方便当局尽早解决问题，减少水资源的浪费。
应用了这些技术来提供客户服务的公司受益颇丰。AI聊天机器人等新数字技术可 以随时为消费者答疑解惑，为加强用户参与提供了极大的可能，同时还能推送用户快讯，提供用水和节水信息。水务公司在应用这些技术后，不仅用户服务质量不断得到提高，还能满足消费者的各种高端需求。
数字技术在能力和性能方面呈指数性增长，成本却呈反比下降，因此在发达经济体和新兴经济体中普及得越来越快。有了这些指数型的技术，各国可以直接跨过去一 个世纪的传统方案，直接建设离网型、去中心化的分布式水务基础设施。与此类似， 智能设备和线上交易普及速度越来越快，消费者和其他利益相关方对这类技术的期待也越来越大。这些在相关行业发生的数字革命不仅影响了水务公司对数字技术的接受过程，也进一步推动了水务行业的数字化变革进程。
数字变革已经席卷了市场，深刻地改变了消费者与商品、服务供应商的互动方 式。消费者越来越需要用户友好的全天候多功能服务、简单方便的信息获取渠道以及 即时交易功能，而且越来越希望服务供应商能提供灵活实时的功能服务。如今，消费者已经可以随时管理财务（线上银行）、购物（亚马逊）、订餐（DoorDash）、监控家居（Nest）和安排行程（优步），他们迟早会意识到，自己有权利要求其它领域 也提供同样的数字便利。随着越来越多行业开启了数字化进程，水务公司最好提前打 好数字基础，打造数字文化，以便更好地适应未来。
然而，数字变革并不仅仅由企业与各行各业推动而行，各种新兴的智慧城市倡议也推动了各行业的数字化进程。各城市要想通过提高连通性，加强政府、公民和企业的参与度，从而优化基础设施、各个行业和各类服务，就需要解决一些新的挑战，而这首先就需要数字方案的参与。因此，我们可以以水务公司的特点为打造“智慧城市”的跳板，毕竟供排水是一座城市能提供的最重要服务之一，是经济稳定性的基石。在发达国家中，水务公司几乎涉及每一位公民、每一个家庭和每一家企业，这也就意味着，借助数字水务公司的通讯网络、用户群和直接价值主张，发达国家的城市就可以成为一个互联互通的组织，在内部充分共享大家的收益和成果。随着城镇数字化不断发展，各城市越来越智能化，彼此关联越来越强，基于传感器的基础设施网络也越来越完善，那些在运营流程中充分应用数字技术的水务公司将更具优势，更能适应新的需求，为智慧城市倡议做出更积极的贡献。
新兴市场也对水务公司的数字化起到了促进作用。在亚洲和太平洋地区，微电子和制药行业已经实现了高度数字自动化，而且数字革命正在朝水务服务进军，因此水务行业在扩张的同时，对数字技术的需求也可能不断增加；同理，由于全球正努力赶在2030年前达成可持续发展目标6（SDG6），亚洲、非洲、拉丁美洲和中东这些城镇 人口密集、水资源短缺的地区将不乏对数字技术的需求；而在南美和西欧地区，虽然 已经有了相当范围的基础设施体系，但设备老旧的问题也随之而来，因而对数字技术 的需求也在不断增加。总地来说，据国际水务智库一项研究预测，到2021年，全球对监控方案的需求将上涨至301亿美元。如果水务公司能够提前打造数字平台，那未来便能在这个市场中更如鱼得水。
在描述公司的数字化进程时，加纳自来水公司首席技术官Richard Appiah Otoo 说得极是，“世界在逐渐拥抱科技，加纳自来水承担不起逆流而行的代价。”加纳自 来水公司是全球少数几个意识到数字技术价值的水务公司之一，该公司清楚，只有应用数字技术，才能更好地为未来市场做好准备，满足消费者未来的需求。在未来，像加纳自来水等现在就开始数字化的水务公司将从数字水务中收获更多的价值。
仅凭数字技术，就能为水务公司创造新价值，促进其它技术的应用，如收集水源的新技术（空气水分捕获技术、水资源回收/再利用等）、分散式水处理系统（如建筑和社区规模的系统）等。不仅如此，数字技术还能将极度中心化的社区系统转为多方案组合的体系，充分发挥传统系统和数字技术创新方案的优点。
若要进一步了解水务行业应用数字技术的潜能，可以参考能源领域应用微网和智能传感器的效果。借助这些技术，大型发电厂对气候变化的适应力有所提升，运营复杂性有所下降，整个能源部门的适应力、可靠性、灵活性和资源充足性都有所提高；除此之外，还可以参考微网（微型水网，即分散式的供排水系统）带来的益处：通过削减水厂和治理设施的规模，缩小服务范围，我们就能降低监控和维护的难度，削减监控和维护成本，从而提高部署新数字技术的可能性。
人们之所以对推广数字水务技术方案的兴趣日益高涨，归根究底是因为气候变化的影响越来越恶劣，导致人们对水资源的需求越来越高，为了发展经济和企业，保障社会和生态福祉，保障水资源的供给就成了重中之重，而这就将水务公司的重要性推 到了一个新的高度。
未完待续
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关于IWA数字水务项目
