智慧管网总体架构与国际化发展战略思考

田德发

摘要：互联网时代的来临信息技术的发展都为人类的智能化奠定了基础。人们用信息化的手段来实现管道的可视化、网络化、智能化的管理。就像人类生命体中的“生命线”，由不同的血管之间相连接而形成的“网络”。早在2002年国内已经有人提出数字化管道相关概念，并陆续投入应用，在当今时代背景下，智慧管网这一概念的应用也越来越广泛。故本篇主要针对智慧管网国际化发展以及存在的相关问题进行探讨。

关键字：可视化 智能化 网络化 智慧管网 互联网

1. 智慧化时代的现状

1.1 行业发展现状

1.1.1智能制造

智能制造行业的发展大概可以分为三个阶段：最早是以计算、通讯及控制应用为主；到后期发展至今的万物互联的网络化阶段；在之前的计算机网络等基础上，人工智能化逐渐浮出水面，步入新的时代。

其中智能制造行业也出现过许多经典的案例如：西门子贝格工厂、海尔集团工厂等，其范围主要包括智能化装备、工业互联网、工业软件。3D打印等。

在我国人工智能行业和与其相关的智慧制造业受限于相关技术，还不能达到广泛使用和自主适用的阶段是处在发展的初级阶段。

1.1.2智慧核电

智慧核电这一概念的目标是打造一个开放、共享、协同的智能化体系。使核电在使用等方面可以更加安全、高效、可靠 [1]。

智慧核电的基本特征有以下三个方面 [2]：符合当今时代背景的信息化，包括融入时代背景的大数据集成以及软硬件平台；自动化，采用自动化相关的传感和测量技术实现自动获取数据信息并进行应用分析，实现效益最大化；互动化，利用云计算，物联，自动化等知识工程实现人机互动对话。

目前，智慧核电站在建设方面和信息硬件建设方面基本完成，但信息零散、数据分散、数据截留较为严重没有统一的数据中心。智能技术没有做到大规模运用，所以辅助核电站实现智慧决策这一目标还有待研究。

1.1.3智慧城市化

在互联网和人工智能化的大时代背景下，智慧城市化发展也指日可待，在现如今的日常生活中也已经出现智能化代替人类的场景出现。2008年在纽约召开的外国关系理事会上IBM提出的“智慧地球”进而引发了“智慧城市”建设的热潮[3]。

对于如今而言，智慧城市已经不是一种信息概念，而是一种新型城市化的形态，也是一种社会生态变革的象征[4]。智慧城市已经从一个概念化逐步发展成为一种多行业，多产业的社会生态理论。

中国航天以及华为公司都对于“智慧城市”整体框架进行了相关研究讨论，打造e-City智慧城市平台[5]，构建3个基础网站，通过互联网、自动化、广电网、无线宽带及通信传输技术来实现智慧城市建设目标[6]。

很多地区及企业提出对于“智慧城市”的完善及建设想法，但由于“智慧城市”相较而言过于抽象化，在传达和理解方面还有很多欠缺和不足，只着手眼前的技术方面是远远不够的，还有很多城市的智慧化并未涉及物联网、云计算等三网的融合应用，技术思路与模式还比较落后。

1.2 对于行业的认识与启示

客观来说各个智慧行业的发展与它独特的理论依据都有它各自的特点，同时也有为后期“智慧行业”打下一定的基础。如上面提到的智慧城市它本身的实现已经建立了标准体系及指标；智慧核电的发明与产生也是为了实现人们可以更加安全有效的使用，这一系列等等，都为智慧管网建设提供了有效的参考价值。

人们对于智慧行业与将其知识完全融合应用还没有足够的信心或者有一部分也对于智慧行业的发展抱有怀疑态度，这些都导致了即使在这个互联信息化的人工智能时代，对于智慧行业整体的发展趋势还是处在不明确阶段。

2. 智慧管网的总体架构设想及发展路线

2.1 设计思路

1. 智慧管网建设简单来说就是一个业务场景对应一个特定算法，而我们目前对于智慧管网的首要目的就是要明确它特定的业务场所，比如我们生活的那些场所可以应用其智慧管网来实现，使我们更加便捷高效。这也就需要我们来整理出人工智能算法与其相结合的业务场景。

2. 数据的获取，知识和智能算法的应用于开发是整个架构的中心体，而智慧管网成熟的核心体现就在于如何实现数据的资产化，知识的数据化以及业务管理与决策的智能化。

3. 目前智能算法的应用还比较分散和独立并不能形成大数据模式，而对于大数据的形成就必须统一数据的标准，建立起一个数据中心体，形成数据官网，并且也要有统一的工作平台来实现系统的融合以及互联信息等的相对流通共享。

4. 智慧管网是一个大的网络体系，这就需要我们先逐一实现局部个别的区域数字化、智能化和网络化。才将这些建设形成一个同一系统的平台，逐步实现整个管网建设。

综上所述，智慧管网的主要目标就在于根据管网特定业务来进行相对应的算法研究和开发，进行相应的部署使其实现整个官网体系建设。

2.2 总体架构

智慧管网是一个庞大网络体系结构，需要涵盖的内容有很多，如果一开始进行的管网建设就从系统层面着手那在工作建设方面就会出现很多的不确定性，技术的难度和协调都会出现很大的压力。所以首先是智能化，根据业务需求解决业务智能算法开发应用的问题，来实现业务智能化管理；其次是智慧化，建立一个智慧管网的知识库，应用智能算法来辅助决策算法，从而实现决策的智能化管理；最后是平台化，建立一个大数据中心和管网数字孪生体，进行智能化部署，建成并运行智慧管网云平台。

2. 存在问题与发展策略

3.1存在问题

人们对于智能和智慧的概念认识不够统一，思想认识差距以及目标不够明确，针对智能化、智慧化的应用与发展的思想还不健全。不能准确的分析了解到如何将智慧化应用到场景中；智慧管网的建设及总体架构和实施方案的目标还需要进一步明确；对于新型的产业结构与管道行业的结合还不够充分；管网建设缺乏统一的组织协调管理。

3.2 发展策略

针对目前存在的问题提出以下的发展策略，各个行业需要明确智能与智慧区别，明确目标并组织开展智慧管网的总体设计工作，与国外顶尖科研机构进行探索讨论，实施只会观望建设自主发展战略，并且开展关于智慧管网专项技术攻关研讨会，进一步加强智慧管网建设的统一与协调。

2. 国际化发展战略

随着计算机及网络技术的持续发展，全球性的生产网络逐步推进，人工智能及互联网络模式日趋国际化。因此，在人工智能互联网的背景下，智慧管网走国际化道路成为必然。虽然就目前来说我国的“智慧管网”还处在发展的初级阶段，但在大背景下，经过一段时间的发展研究，生活智能化，生态智慧化形式在所难免。

提升人类对于“智慧管网”的认识及应用成为关键，在目前所得出的知识结论下应该更加完善，对于已经存在和发现的问题及时找准方式加以更正，不断创新不断进步使智慧管网这一概念逐步向国际化发展。

2. 结束语

通过对智慧管网的研究与梳理，分析了现有的智慧行业以及现阶段智慧行业的现状和它还存在的一些问题，并针对这些问题提出了相对应的发展策略。对于智慧管网的总体架构也进行了梳理分析，通过这些讨论也表明了智慧化时代志在必行，通过我们不断的改进和研究在未来更加安全、高效、便捷的智慧化生活也会缓缓向我们走来。

参考文献

1. 中国核电网. 智能核电的解决方案及应用[EB/OL].

2. 达美盛. 中国智慧核电站建设的思考与探索

3. 张祖群. 国内外智慧城市发展动态与基本内涵[J]. 城市管理与科技

4. 刘洪民，刘炜炜. 智慧城市建设理论与实践研究综述[J]. 浙江科技学院学报

5. 王金宝. 浅谈城市大脑与智慧城市发展趋势[J]. 自动化博览

6. 叶复. AI 助力智慧城市升级华为“城市智能体”让城市具有生命力[J]. 计算机与网络