哈爾濱工業大學環境學院教授王愛杰指出，水系統智慧化的基本邏輯架構，從感知層、網絡層到應用層，從水物聯網、互聯網到云計算和智能融合技術應用，毫無疑問數據是邏輯的基底——因為獲得高質量數據，是提取有效信息、形成新知識和決策智慧化的重要前提。

百度智能云把智慧水務概括隨著物聯網、移動互聯網、云計算等新一輪信息技術的迅速融入，水務數字化和智慧化已經成為不可逆的大趨勢。

哈爾濱工業大學環境學院教授王愛杰指出，水系統智慧化的基本邏輯架構，從感知層、網絡層到應用層，從水物聯網、互聯網到云計算和智能融合技術應用，毫無疑問數據是邏輯的基底——因為獲得高質量數據，是提取有效信息、形成新知識和決策智慧化的重要前提。

百度智能云把智慧水務概括為設備智能化和管理智能化，這兩者有賴于決策智能化。他們認為大數據是決策智能化的核心，是智慧水系統的頂層設計。

大數據的概念與特征

美國國家標準與技術研究院提出了相對權威的定義，大數據指無法在一定時間范圍內用常規軟件工具進行捕捉、管理和處理的數據集合，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力的海量信息資產。可見，大數據具有科學和經濟雙重屬性。大數據具備“5V”特征，即，Volume、Velocity、Variety、Value、Veracity。海量數據規模、高速數據流轉、多樣數據類型、低價值密度和真實性，是大數據的標簽。

大數據技術與思維

從科學屬性理解，大數據的“大”并非形容詞，而是動詞，也就是放大數據作為資產的價值。這正是大數據技術的戰略意義所在，即通過對海量數據進行專業化處理和“加工”，實現數據的價值和“增值”。那么，如何處理和加工數據才能實現大數據的核心價值呢？大數據研究專家舍恩伯格指出，大數據思維最關鍵的轉變在于從自然思維轉向智能思維，使大數據像具有生命力一樣，獲得類似于“人腦”的智能，甚至智慧。因此，獲取大數據，需要突破常規的思考維度，發展“融合”的思維模式。大數據與工業、農業、醫療等產業的深度融合，正代表和催生著一種全新文明形態的出現。

大數據技術的應用

以人工嗅覺為例，基于仿生原理，利用納米傳感器陣列芯片獲得大數據，結合人工智能算法平臺，可以讓機器具備人的嗅覺和感知力。可用于氣體泄漏診斷、揮發性污染物監測等智慧感知系統。當然也完全可用于污水廠的臭氣監測。這樣的融合思維模式，必然需要研究范式的支撐。因此，不同學科方法的融合用于大數據處理成為一種必然選擇。

王愛杰團隊開發了生物暗信息挖掘ROMIDAS系統。微型生物對于維持水系統結構和功能穩定性起著至關重要的作用，僅細菌和古細菌的細胞數量就高達1.2 × 1030個，可以繞地球3圈。然而，人類對水系統生物信息的認知嚴重缺失。2019年發表在Nature Microbiology的文章表明，全球污水廠活性污泥微生物組細菌約10億種，而我們能確定功能的還不足0.05%，其余信息仍為暗信息。ROMIDAS是一種新型傳感系統，連續流經微流控室的活性污泥，相當于被標記了時間軸的連續樣本，可以原位無損地采集可量化的圖像數據。圖像數據、結構化數據等單一維度信息，通過多源異構數據融合，可獲得難以實時測量的“暗信息”，建立新的可量化指標，如污泥膨脹指數與水體富營養化指數等，并納入水系統狀態評估體系，從而將看不見的“暗信息”呈現為大數據源。

水系統大數據的意義

對于水系統而言，從生物信息到系統的功能，存在認知斷層。但是王堅院士曾指出：挖掘“暗信息”的目的是要顛覆認知，這正是大數據的科學價值體現。從數據、到信息、到知識、到決策，不僅僅是建立邏輯關聯的“接口”，更為重要的是，通過描述發生了什么、預測將發生什么、進而決策應該做什么，這才是智慧的內核。而且，大數據的應用正在不斷打破學科的邊界，實現專業間數據的貫通與融合。比如，一個智慧管道的例子，通過融合3S、三維仿真、物聯網、云計算等原理和方法，可以提供管道數據動態更新、智能監控等服務。

水業，密切關聯著能源、工業、農業、建筑、交通等行業。水的循環流動，勢必牽引著數據在多個行業之間流動。無形之中，水業數據化身為行業之間信息的樞紐。水業的數據通過“跨界融合”，很可能在“智慧城市”的“政務平臺”上呈現出重要的經濟價值與社會價值。例如，水環境實時監測、水質及污染治理等多要素的可視化分析，可以為政府的科學決策提供重要依據。從數據資源到數據資產，正是大數據的科學屬性與經濟屬性交匯的具體體現。

大數據之“大”，關鍵是思維模式的“大”、研究范式的“大”和應用融通的“大”。大數據的大，充分體現了融合之道，是思維模式 的“融合”、是方法路徑的融合，更是行業發展理念的融合！其實，目前水系統的數據還遠未達到“大數據”的程度。這是智慧水務平臺建設的一個痛點，但也正是我們的努力方向所在。我們堅信，大數據開啟了一個重大的時代轉型！未來社會的競爭，一定是對大數據的競爭！未來社會的繁榮，一定是因大數據所撬動的數字經濟和生態文明而繁榮！

編輯 | 清風

來源 | 中市政聯