水處理和人工智慧結合

『壹』 智慧水務發展趨勢

人工智慧助力智慧水務未來發展

隨著我國智慧水務進入一體化信息調度階段，對視頻+人工智慧的需求急增。水務場景監管對象數量多且分布廣泛，通過人工方式巡視，時間長，覆蓋范圍小、人員投入多，工作量大，投入成本高。如在河湖監管中，利用人工智慧分析手段，可實現水域侵入識別、水位線測量、漂浮物監測等智慧水務管理應用。

目前，人工智慧技術在我國水務行業的應用尚處於初級階段，未來智慧水務必然是集感知-診斷-決策-控制為一體的智能體系。

——更多數據請參考前瞻產業研究院《中國智慧水務行業趨勢前瞻與投資戰略規劃分析報告》。

『貳』 請結合綠色建築和人工智慧暢想一下未來建築給排水系統可能的發展趨勢。

好的建築給排水的控制系統能夠更好地符合人們的生活要求。對於當下火熱的人工智慧技術，其和給排水的結合，首要的肯定對於給排水系統遠程監控的應用。

需要依循具體實際來確定監控內容，從而優化監控的質量和效果。而對於實時監控來說，需要相應的工作人員在具體的設計和實際的操作中具有認真嚴謹的態度和良好的職業操守，從而減少因差錯而導致各種故障、各種問題出現。實時監控主要的目的就是為了實時了解給排水系統具體運營情況，從而為預防故障提供指導。給排水實時監控，主要包括水泵的運行狀態監控、故障報警監控、自動停啟監控、水位水箱監控以及枯水溢水監控等幾個方面的內容。由於其涉及的工作范圍較為廣闊和復雜，因而，對相應的維護人員提出了更高的要求，即需要進行一定的現場監控和管理，為降低故障率提供保障。此外，對於給排水系統來說，其為高負荷的運行系統，出現故障的概率很大，相關人員需要及時保養和維護，從而保證給排水系統最佳的運行狀態，確保其能夠根據用戶用水需求的變化及時進行供水調整。此外，為了減少人為原因導致的問題，在人為監控的基礎上加入自動監控來輔助，從而實現雙重的監控過程，極大地降低發生故障的概率。一般來說，不管是人工監控，還是自動監控，都要准備備用泵，以便在水泵發生故障時能及時投入使用，避免更多損失的出現。

其次對於給排水系統的高效節能運行也能起到不一樣的意義。基於人工智慧的給排水網路和建築的負荷需求預測，使用人工智慧可以提高10.2%~40%，其中MPC是最有效的人工智慧節能技術。

建築給排水

『叄』 農村污水治理措施大全和具體實施解決方案

據統計，我國廢水總排放量為600億t/a，其中鄉鎮污水為200億t/a，農村生活污水為80億t/a，農村污水處理率僅為6%，96%的村莊都沒有排水渠道和污水處理系統。而這些污水的隨意排放，給自然環境造成了很大的污染。

為了解決農村污水處理問題，近年來，國家也頒布了不少政策。

2015年4月，國務院發布了《水十條》，要求「實行農村污水處理統一規劃、統一建設、統一管理。到2020年，新增完成環境綜合整治的建制村13萬個」。

黨的十九大報告提出：開展農村人居環境整治行動，青山就是金山銀山。

2018年的「兩會」政府工作報告中再次強調，要推進「廁所革命」，加大污水處理設施建設力度，並提出到 2018年底排放污水中的化學需氧量、氨氮排放量要下降2%的目標。

我國農村生活污水處理單元技術，現在已經發展的很成熟了，但是 由於每個單元技術都有各自的缺陷、適用范圍，所以必須因地制宜地選取農村生活污水處理技術。現在我們缺乏的是系統集成技術的創新。

本文針對農村污水處理現在所面臨的問題和工藝技術上的問題，都提出了一些對策和建議。

農村生活污水現狀

一、農村生活污水特點

1、高分散性，難於統一收集。 我國幅員遼闊，加上農村地形復雜、經濟發展程度低的影響，污水無法利用市政管網統一收集，農戶一般直接將其排放到房外溝渠或潑灑到地面。

2、水量小，水量波動大。 由於農村分散，常駐人口不多，相應產生的生活污水也很少，但每天居民的用水習慣基本相似，在早、中、晚各有一個用水高峰期，其他時間用水很少，用水量日變化系數一般為1.9～2.5。季節特徵明顯，夏季排放量比冬季大。

3、有機物濃度偏高。 生活污水中含有COD、氮、磷等元素，可生化性強，COD平均最高濃度可達到500mg/L。但生活污水中不含重金屬元素等有害物質，利於運用生物處理技術。

4、水質、水量地區性差異大。 由於我國農村各個區域的發展程度、地形氣候、個人習慣各不相同，使得農村生活污水在每個地方的水量、水質各不相同。

二、農村生活污水來源

1、廚房污水。 廚房污水是農村生活污水中有機物的主要來源，排放量占生活污水總量的20%。

2、洗滌污水。 洗滌污水占生活污水總量的50%以上，含大量的氨氮、磷等元素，是造成農村水體富營養化的主要原因。

3、廁所污水。 廁所污水是農村生活污水中氮、磷、COD、細菌、病毒的主要貢獻者。

農村生活污水處理技術

一、生物處理技術

1、生物接觸氧化法

原理： 利用外界曝氣的條件，既能讓污水和附著在填料表面的微生物所形成的生物膜充分接觸，又能使好氧微生物分解水中有機物，從而達到凈化的目的。

優缺點： 出水水質好、佔地面積小、耐沖擊、適應性強、沒有污泥膨脹問題，運行管理方便。但存在填料容易堵塞、坍塌、需要鼓風曝氣設備、基建投資和運轉費用偏高的缺點。

2、生物濾池法

原理： 以碎石、塑料為濾料，將污水從濾料上面均勻流下，使濾料表面形成微生物膜，利用微生物膜對有機物的分解作用，達到污水凈化的目的。

優缺點： 運用時無需沉澱池、節省佔地、抗沖擊性強、運行成本低。為避免運行過程中的曝氣工序增加運行成本，目前多採用自然通風生物滴濾池。

如將生物滴濾池與人工濕地結合使用處理農村生活污水時，CODcr、NH4－N、TN、TP的平均去除率分別可達到92．53%、99．55%、62．26%、63．82%，出水滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標准》(GB18918—2002)一級A標准，效果較好。

但該法存在蚊蠅滋生、處理效率低、填料容易堵塞、反沖洗耗能的缺點。

3、蚯蚓生物濾池技術。

在生物處理系統中創新地引入了蚯蚓。

由於蚯蚓的存在，填料中微生物種類更多，蚯蚓和微生物二者可互相協同，降解有機物，處理效果更好。同時，由於蚯蚓在土壤中的穿梭覓食，解決了傳統濾池易堵塞、生物膜更新的問題。

但該法為了滿足蚯蚓生長要求，對環境濕度、溫度要求嚴格，而且水力負荷較低。

4、厭氧沼氣池技術。

目前，厭氧沼氣池在我國農村應用較為廣泛，它利用微生物的厭氧發酵，將污水中的有機物變為沼氣，同時分解污水中的有機物，從而達到凈化的目的。

優缺點： 運行費用低，出水可用於農田灌溉，既可埋入地下，又可產生能源，資源利用率高。可應用於一家一戶或聯戶農村污水的初級處理。對於養殖一定數量家禽的用戶，可再次對沼渣、沼液進行利用，但其出水有惡臭味。

5、一體化污水處理技術。

借鑒日本推行「凈化槽」的經驗，我國在處理農村生活污水方面也推行了一體化污水處理技術，它可埋置於地下或安裝於地上，將傳統生物處理工藝的反應、沉澱、污泥迴流集中於一個反應器中，可實現污水就地處理。

優缺點： 它集抗沖擊性強、能耗低、維護管理簡便、見效快等優點為一體。但存在工程施工要求較高、處理水量不宜過大的缺點。適用於急需解決農村生活污水污染問題且土地和水資源較少的地區。

二、生態處理技術

1、人工濕地

人工濕地是將污水投配到生長有蘆葦、香蒲等特定植物的土地上，利用填料的過濾、吸附作用和植物的吸收、微生物的分解作用，去除水中的有機物。

優缺點： 人工濕地系統具有出水水質好，投資、運行費用低，抗沖擊性強、處理效果穩定，生態效益顯著等優點。

但其佔地大，脫氮、除磷效率低，並且處理效果受氣溫和植物生長季節的影響。尤其是在寒冷地區的冬季，低溫可能導致人工濕地微生物活性降低、植物休眠死亡、濕地處理效率大幅下降甚至濕地凍結無法運行。

適用於資金少、技術人才缺乏、有大量土地可供利用的南方農村地區。

2、土壤滲濾

原理： 土壤滲濾系統屬於土地處理的一種，其工作原理是將水解池中經過預處理的污水，由滲濾溝有控制地通入到已設計好的滲濾田，利用土壤的滲濾和毛細作用，使污水向各個地方流動，利用土壤、微生物、植物的過濾、吸附、分解作用去除有機物。

優缺點： 地下滲濾系統工程簡單、管理簡便、運行費用低、處理效果穩定、水質好，但存在佔地面積大、土壤易堵塞的缺點。

而且如果設計不周，在運行過程中會出現污染周邊地下水源的情況。

目前，土地滲濾技術在國內已有運用。 如上海市寶山區羅店鎮張墅村採用了土壤滲濾系統處理生活污水，出水可達到《城鎮污水處理廠污染物排放標准》(GB18918—2002)一級B標准，且整個處理系統建造成本低，基本免維護。

3、穩定塘

穩定塘是將污水在塘內滯留較長時間，依靠菌藻、微生物的各種代謝活動，使污水進行生物處理的一種污水處理技術。

優缺點： 穩定塘充分利用地形，且有基建費用低、運行管理成本低、能夠實現污水資源化、美化環境的優點。但該法佔地面積大，易產生臭味、滋生蚊蠅，污水處理效果受季節、氣溫、自然因素影響較大，處理效果不夠穩定。

該法適用於有水溝或池塘、土地面積相對豐富的農村地區。

國內目前應用較廣泛的穩定塘是在太湖地區的高效藻類氧化塘，其對COD的平均去除率可達70%；氨氮主要通過硝化作用去除，去除率高於90%；磷酸鹽主要通過沉澱作用去除，去除率為50%。

三、生物－生態系統集成處理技術

由於目前單一的生物技術需要復雜管理，單一的生態處理技術對環境的依賴性又強，二者都存在一定的局限性，可能導致出水達不到規范標准。

因此，我國小部分農村地區也採用了創新型的生物－生態組合工藝來處理農村生活污水問題。

例如，在江蘇農村地區採用的厭氧/跌水充氧接觸氧化/水生蔬菜型人工濕地組合工藝，其對COD、NH4－N、TN、TP的去除率分別高達68．15%、68．15%、69．50%、86．30%，處理效果較好且穩定。但該法要求技術創新條件較高。

農村污水處理面臨的問題

單看上面我國農村生活污水處理單元技術，現在已經發展的很成熟了，但是 由於每個單元技術都有各自的缺陷、適用范圍，所以必須因地制宜地選取農村生活污水處理技術。現在我們缺乏的是系統集成創新。

我國農村生活污水處理所面臨的問題主要有如下幾點：

1、建不起、用不起農村污水處理設施。

由於村鎮經濟水平低，有的鎮財政資金短缺，導致農村地區買不起設備，或者已建成但沒有經濟條件維護污水處理廠的日常運營費用，只能擱置。

2、運行操作復雜，缺乏專業技術人員管理。

許多農村污水處理設備運行步驟復雜，需要專業技術人員才能操作。但由於農村的經濟、地理等外部條件所限，許多技術人員不願到農村污水處理廠(站)工作，導致污水處理設備閑置。

3、污水處理廠(站)設計規模、管網鋪設長度過大。

我國在設計農村污水處理設施時，照搬城市處理的經驗，對污水處理量上的設計過大，而由於農村地區常駐人口少，產生污水較少，達不到污水處理設備的設計值，導致污水處理站只能低負荷運行或間歇性運行。同時，由於設計的污水處理站規模過大，導致市政污水管網的鋪設長度也過大，基建投資費用偏高。

4、未做到因地制宜。

某些地方政府在建設污水處理項目時施行「一刀切」政策，即在該地區統一施行一種污水處理技術。但該地區農村分散，每個農村各自的地形等條件又不一樣，導致有的地方根本不適合建這種污水處理設施，所以所建的污水處理廠(站)也就達不到預計效果了。

5、農村管網建設薄弱。

許多農村地區由於地形復雜、財政資金少，沒有健全的污水排水管網系統，導致許多農戶居民室內無污水管道，無法外排，這也使得所建成的污水處理設施沒法使用。

6、居民對污水處理項目的質疑。

當一個村想要眾籌購買污水處理設備或收取農村生活污水處理費用時，村民由於缺乏環保意識，對所收取的污水處理項目資金的使用產生質疑，不支持、不擁護政府的決策。

兩個層面上的對策

一、針對農村污水所面臨的問題上的對策

以目前我國農村的發展現狀和前景來看，經濟水平落後、管理人員缺乏、操作管理困難仍是阻礙農村生活污水處理的三大屏障。

因此，今後的農村生活污水處理技術勢必 要研發出具有基建費用低、操作運行和維護簡單、運行成本低廉、裝置便於安裝等一系列優勢的處理工藝。

針對以上問題給出下列對策：

1、開發新工藝，降低污水處理設備建造、運行費用

對於建不起、用不起農村污水設施的問題，其主要原因還是水處理設備建造、運行費用太高。所以應鼓勵科技創新，開發新型污水處理工藝，在保證出水效果的同時，還能大幅降低建造、運行費用。

2、推行操作、管理簡單工藝

對於運行所需操作復雜、缺乏專業技術人員管理的問題，其根本原因還是工藝過於復雜。所以政府應多提倡運用無需專人管理或只需簡單操作的小型智能污水處理技術。

3、將水處理裝置「設備化」

由於農村污水處理裝置在安裝中經常出現工期時間長、施工慢的問題，建議推行水處理裝置設備化，以設備的形式實現污水處理，加快建造速度，縮短施工工期。

4、完善農村生活污水處理規范

針對我國農村污水處理廠(站)設計規模過大的問題，應結合農村實際情況，盡快編制、完善農村污水處理相關規范，為以後的設計做出規范性指導，避免在設計時出現無標准可依、規模不合適的問題。

二、工藝上的對策

針對農村生活污水特點與存在的問題，以現有的技術及應用成果為基礎，提出能夠快速應用並推廣的微動力、易管理的新型農村生活污水處理工藝技術和設備裝置，具體可列為以下 3套技術方案 。

1、C－CBR 一體化生物反應工藝

C－CBR(Continuous－)即連續流連續生化反應器，C－CBR工藝是基於倒置A2/O工藝的一體化活性污泥法裝置。

經格柵、沉砂池處理後的污水由進水管進入厭氧區，多點進水。內循環經水泵與射流器的組合將污水由厭氧區吸至好氧區，在聚磷菌的作用下完成生物除磷；

富含硝酸根離子的硝化液由好氧區重力迴流至缺氧區，並通過氨化－硝化－反硝化過程實現生物脫氮。

缺氧區的污水重力自流至厭氧區，從而達到缺氧－厭氧－好氧不斷循環的目的，實現生化反應的連續進行，從而達到高效的脫氮除磷效果。沉澱區產生的污泥部分迴流至好氧區，部分外排，出水經溢流堰由出水管排出。

C－CBR 一體化生物反應工藝示意圖

1）該工藝為一體化活性污泥法裝置，理論基礎為A/A/O工藝。通過一台水泵實現混合液迴流、曝氣充氧和混合攪拌等功能。

2）設計總水力停留時間為15.5h，其中好氧區停留時間為9.3h，缺氧區停留時間為2.4h，厭氧區停留時間為1.3h，沉澱區停留時間為2.5h；

經過污泥培養後的試驗裝置在穩定運行期，COD、NH4－N、TN、TP的平均出水濃度分別為57.2、15.9、27.1、1.7mg/L，平均去除率為74.3%、53..8%、50.1%、60.3%，運行費用為0.55元/t，試驗裝置對COD及TP有較好的去除效果。

2、強化通風分級跌水充氧生物過濾器

強化通風分級跌水充氧生物過濾器的主體工藝為具有生物脫氮功能的A/O工藝。

A池為水解調節池，內置彈性填料，具有均衡水質和反硝化功能。A段末端設置污水提升泵，經水射器充氧將污水提升至生物過濾器。

O池為強化通風分級跌水充氧生物過濾器，污水經內部兩級跌水板以及通風管拔風充氧進入填料區進行生物處理，實現硝化反應和泥水分離。出水流入出水槽，部分迴流至調節池進水口，部分外排。

強化通風分級跌水充氧生物過濾裝置的示意圖如圖所示。

強化通風分級跌水充氧生物過濾裝置示意圖

1）該工藝通過射流器、強化通風分級跌水實現兩次充氧，布水均勻且充氧效率高，克服了傳統生物濾池處理效率低、滋生蚊蠅、易堵塞等缺點；

2）整套污水處理裝置耗電設備僅為一台潛污泵，每噸水的處理費用低於0.5元；

3）操作簡單、管理方便，無需污泥迴流，無需專人值守，運行管理簡便；

4）基建費用低、施工周期短，適合遠離市政管網的村鎮生活污水處理，滿足當前節約型農村生活污水處理的要求。

3、接觸氧化跌水充氧污水處理工藝

整體工藝採用A/O工藝，原水經人工格柵後進入水解調節池，經均衡水質和反硝化後，泵提升至配水井，配水井之前設置射流器實現第1次充氧。

配水井把來水均勻配送至跌水充氧接觸氧化池，接觸氧化池分五級跌水，實現第2次充氧。

然後經出水槽實現出水和迴流水分離，迴流水重力迴流至格柵池，出水重力流入中水池。最終處理的出水可用作農田灌溉。脫落生物膜少，污泥採用干化處理，無需脫水設備。

接觸氧化跌水充氧污水處理工藝示意圖

該工藝運轉設備僅為1台水泵，充氧方式為射流器充氧和跌水充氧，省卻傳統的鼓風曝氣設備，具有以下3個顯著特點：

1）運行費用低廉;

2）操作管理簡單;

3）安裝施工便捷。

目前，農村已成為我國環境整治的新陣地。必須根據村莊所處的地形地貌、排水特點、人口規模，結合當地經濟承受能力，採用適宜的農村生活污水收集、處理方法進行農村生活污水處理。

『肆』 生產凈水器設備哪家公司好

凈水器，是一種用來凈化水的機器，聽著這個名字，應該知道凈水器有很多的作用。比如它可以凈化水中的一些細小為物質，比如鐵銹、砂石、膠體。還可以吸附水中的氯、嗅味、異色、農葯等一些對人體有很大傷害的化學葯劑。對於那些細菌，也可以有效地起到殺菌的作用
多倫斯
推薦理由：從GPAN強芯技術，到RO反滲透技術、半導體技術以及結合人工智慧技術，成為凈水行業的標桿企業

『伍』 水處理行業未來會有發展么

我覺得這復是一個特別有發制展前景的行業。因為現在的水污染越來越嚴重。所以說對水處理的要求就越來越多。做這一個行業需要和高科技相結合，把真正的污水不幹凈的水變為可以飲用和使用的水。現在還有一種將海水變為淡水利用的技術，這些都具有廣泛的應用前景。我們國家很多的水域都被污染了，大家喝不到干凈的水也容易得病。大家都願意消費一定的錢去買一個健康買一個干凈的水，所以現在幾乎每家每戶都有凈水器。方便使用所以水處理行業是一個朝陽行業。

『陸』 近兩年經常見到的「智慧水務」話題，具體是指什麼

智慧水務是指利用物聯網、智能感測、雲計算、大數據等技術對供水、排水、節水、污水處理、防洪等水務環節進行智慧化管理。本文將從發展智慧水務的必要性角度分析智慧水務的需求。

近年來，我國水務行業保持高速發展，供排水規模逐漸擴大。隨著我國供排水規模的逐步擴大，我國水務行業市場規模穩步增長。例如，我國供水管網漏損率仍處於較高水平。

1、水務規模逐漸擴大

智慧水務是指利用物聯網、智能感測、雲計算、大數據等技術對供水、排水、節水、污水處理、防洪等水務環節進行智慧化管理。本文將從發展智慧水務的必要性角度分析智慧水務的需求。

近年來，我國水務行業保持高速發展，供排水規模逐漸擴大。2012-2019年，我國供水管道長度及供水普及率的逐年增長。2019年我國城市供水管道長度達92.01萬公里，供水普及率達98.78%。

—— 更多行業相關數據請參考前瞻產業研究院《中國智慧水務行業趨勢前瞻與投資戰略規劃分析報告》

『柒』 大數據時代水產業如何與互聯網做加法

大數據時代水產業如何與互聯網做加法

隨著科學技術的進步，物聯網和製造業服務化迎來了以智能製造為主導的第四次工業革命。2013年，德國漢諾威工業博覽會正式提出了「工業4.0」的概念。這是德國政府《高技術戰略2020》確定的十大未來項目之一，旨在支持工業領域新一代革命性技術的研發與創新。

農業作為工業生產原材料的提供行業和工業製成品的使用行業，也必將融入這場時代的變革，向農業智能化時代即農業4.0時代發展。作為農業4.0的重要內容之一，水產行業也將發生深刻的變革，智能化、網路化、精細化和便捷化的水產養殖時代即將到來。

農業1.0 到4.0的變遷

農業4.0是以物聯網、大數據、移動互聯、雲計算技術為支撐和手段的一種現代農業形態，即智能農業（Intelligent Agriculture），也是繼傳統農業、機械化農業、信息化(自動化)農業之後，進步到更高階段的產物。

縱觀國內外現代農業發展歷程，可以分為四個階段：農業1.0是依靠個人體力勞動及畜力勞動的農業經營模式，人們主要依靠經驗來判斷農時，利用簡單的工具和畜力來耕種，主要以小規模的一家一戶為單元從事生產，生產規模較小，經營管理和生產技術較為落後，抗禦自然災害能力差，農業生態系統功效低，商品經濟較薄弱。農業2.0，即機械化農業，是以機械化生產為主的生產經營模式，運用先進適用的農業機械代替人力、畜力生產工具，改善了「面朝黃土背朝天」的農業生產條件，將落後低效的傳統生產方式轉變為先進高效的大規模生產方式，大幅度提高勞動生產率和農業生產力水平。隨著計算機、電子及通信等現代信息技術以及自動化裝備在農業中的應用逐漸增多，農業將步入3.0模式。農業3.0，即信息化（自動化）農業，是以現代信息技術的應用和局部生產作業自動化、智能化為主要特徵的農業。

信息技術發展到新階段即可產生新的農業發展模式即農業4.0，即：智能化農業，這是融合物聯網、雲計算和大數據的高度智能化農業，其目的是要實現大范圍大尺度的農業生產全局的最優，以最高效率地利用各種農業資源、最大程度地降低農業能耗和成本、最大限度地保護農業生態環境以及實現農業系統的整體最優為目標；以農業全鏈條、全產業、全過程、全區域智能的泛在化為特徵，以全面感知、可靠傳輸和智能處理等物聯網技術為支撐和手段；以自動化生產、最優化控制、智能化管理、系統化物流、電子化交易為主要生產方式的高產、高效、低耗、優質、生態、安全的現代農業發展模式與形態。

農業4.0在我國「小荷才露尖尖角」，尚處概念、理念、設計和試驗示範階段：北京市重點開展了農業物聯網在農業用水管理、環境調控、設施農業等方面的應用示範，實現了農業用水精細管理和設施農業環境監測；黑龍江省側重在大田作物生產中搭建無線感測器網路，藉助互聯網、移動通信網路等進行數據傳輸及數據集中處理和分析，支撐生產決策；江蘇省開發了國內領先的基於物聯網的一體化智能管理平台，側重在水產養殖等方面進行探索；山東在設施溫室和水產養殖的整體行業信息化推進進步明顯；浙江省重點在設施花卉方面應用物聯網技術，各項環境指標通過感測器無線傳輸到微電腦中，實現了花卉種植全過程自動監測、傳輸控制；安徽省小麥「四情」監測項目建設已經啟動。此外，河南、重慶、遼寧和內蒙等地也開展了一些探索工作。

現階段，我國農業4.0主要以物聯網技術在各領域各環節的示範推廣應用為主，還未實現大規模、高階化的應用。隨著農業電商、農產品物流、農業市場化服務的快速發展，大數據、雲計算、移動互聯等也得到了廣泛的應用，並與物聯網技術進行了有效地融合。

「農業4.0」在水產行業的應用現狀

「農業4.0」的發展以物聯網、大數據、雲計算、移動互聯等技術為關鍵，突破涉及農業物聯網的核心技術和重大關鍵技術，迎合現代農業的發展需求是邁向「農業4.0」的必經之路。現階段，「農業4.0」在水產行業的應用主要體現在以物聯網為核心的關鍵技術應用上。

物聯網等「農業4.0」技術在水產領域的深化應用需要有大批懂技術、會應用的實用性人才。然而，水產養殖歷來被視為艱苦、薪酬低、社會評價不高的職業，陳舊的社會偏見對農業院校特別是本身學水產養殖的學生及其親人的心理產生了巨大沖擊，這些學生畢業後，在自身有畏懼心理及其在家人勸阻之下，大部分轉向了飼料營銷等非養殖一線崗位，還有相當大一部分轉向了跟水產風馬牛不相及的行業，更不用說其它專業畢業生會投身這個行業。因此，在實用性人才不足的情況下，通過物聯網等「農業4.0」技術大力提升行業內技術裝備，打「技術牌」，才能更好地緩解水產行業高素質勞動力緊缺的困境。挪威的大型養殖場在人力成本高昂的情況下，通過集成現代信息技術，構建養殖物聯網平台，實現三文魚飼料投喂、收獲、洗網、加工的完全自動化，只要定期維護便可實現1～2 人管理全場所有事務，這種良性運作的養殖業模式值得我們借鑒。

長久以來，作為我國傳統的養殖方式，以低窪鹽鹼地和荒灘荒水等資源改造進行養殖，技術成熟、操作簡便、投入適中，適合我國農村以農民承包經營的經濟發展水平。但是其周期長、勞動強度大、生產效率低且養殖風險大、水體污染嚴重。因此，減輕勞動強度，提高生產效率，降低養殖風險，實現生態養殖是漁民多年來的夢想，也是新時期對漁業現代化的必然要求。通過物聯網等「農業4.0」技術把人工智慧系統和相關的儀器、儀表、裝備相結合，通過計算機控制實現水體質量監控、增氧、投餌、捕撈等養殖作業和運輸、加工、倉儲、物流等自動化管理，減少了人力物力的投入，也減少了人為經驗誤差造成的損失。同時，通過水產養殖戶走向聯合，各種行業協會、水產組織孕育而生，形成集群效應和規模效應，這就轉變了水產養殖的發展模式。

當前，我國水產養殖業發展正處於一個新的歷史階段，特別是深化水產養殖業結構調整，穩定增加農民收入，提高水產品市場競爭力，對推進水產養殖業信息化的要求比以往任何時候都顯得更為緊迫。大力推進水產養殖信息化，以信息化帶動我國水產養殖業現代化，對於促進農業和水產養殖業的發展，提高漁民生活質量具有重要意義。

水產行業「農業4.0」面臨的問題

目前，以物聯網為代表的「農業4.0」技術涵蓋了水產養殖行業的多個方面，並在政策扶持、技術研發、示範應用等方面積累了一定的經驗，對水產行業形成了良好的促進作用。但農業物聯網技術應用總體仍處於初級階段，還有許多問題亟待解決，主要體現在以下幾個方面：

首先，關鍵設備與核心技術儲備不足。相對於其他領域，由於動植物的生命特徵、系統環境的開放性和復雜性，加之應用對象經濟條件的限制，農業對物聯網技術產品提出了更高的要求。從總體上看，水產養殖的裝備化程度低，自動化的基礎條件有待進一步夯實。同時，我國農業物聯網關鍵技術、產品、設備技術儲備不足，集成體系成熟度較低，大面積推廣應用的難度較大。比如在水產養殖業方面，由於我國水體富營養化程度高，穩定、可靠、耐用溶解氧、pH 值、葉綠素、氨氮、亞硝酸鹽的感測器技術仍不過關，需要小型化、精確化、靈敏化、運行穩定的感測器，這方面，我國與國外相比仍有較大差距。

其次，水產物聯網應用標准體系尚不完善。農業應用對象復雜、獲取信息廣泛，感測器的標準是否統一、採集的信息是否可以標准化應用，都成為影響水產物聯網應用成敗的重要因素。目前國內還沒建立完整的農業物聯網技術標准體系，現有標准還很零散、缺失和不統一，標准制定與市場應用結合不夠，導致物聯網市場分割，製造和服務成本偏高，這已成為制約物聯網技術在現代農業發展中推廣應用的重要因素，具體到水產物聯網更是如此。

再者，水產物聯網應用商業模式亟待建立。包括水產物聯網在內，我國整個水產物聯網行業還處於發展初期，缺乏成熟的商業模式。目前水產物聯網的市場需求仍然是以設備采購、網路接入為主，導致農業物聯網的產出與預期的估計差別太大。從產業化發展角度來看，目前我國農業物聯網技術應用總體處於試驗示範階段，規模小而分散，農業感測控制設備等物聯網關鍵技術產品難於實現批量生產，導致產品價格高，用戶難於接受。農業物聯網技術產品投放市場前缺乏嚴格質量檢測，當設備暴露在惡劣自然環境下，導致設備穩定性差，故障率高，維護成本高，後續技術服務落後，農業物聯網應用系統不能持續正常運行，影響了用戶的使用積極性，導致農業物聯網產業發展緩慢。

最後，水產物聯網技術專業人才缺乏。目前廣大基層農戶、農技人員對於水產物聯網的概念還很模糊，對於水產物聯網的技術、設備等知識的認識還不全面，還不具備應用推廣物聯網技術的能力。同時，在水產物聯網的感測器開發、運算評價模型的研究等方面缺少跨專業的復合型人才。水產物聯網是整合了水產、通信、機械、計算機軟體等多行業的一個綜合產業。因此，就需要從事水產物聯網的相關技術人員對農學、通信、軟體編程等方面都要有較強的專業知識，這樣才能研發出符合農產品生產者實際需要，真正智能化、自動化的農業物聯網。

水產行業如何融入「農業4.0」

「互聯網+」縮短了信息化與農民之間的距離，但是還沒有很好的消除與養殖戶之間的技術障礙。只有讓互聯網自然融入到傳統水產行業，讓養殖戶像打電話和看電視一樣簡易操作就可以進行智能水產養殖，才是真正的「互聯網+水產」，也才真正邁出了水產行業「農業4.0」的第一步。

互聯網尤其是移動互聯網環境對於加速信息化在農業領域的應用、推進「農業4.0」發展優勢明顯：一是軟硬體支出費用相對較低；二是可以隨身攜帶、隨時應用；三是交互方式相對優化，便於操作；四是易於附加個性化服務和實現精準推送，可載入更多智能化的應用。這些恰恰是長期以來困擾信息化在農業領域深度、廣度應用的關鍵難題。如今劣勢變優勢，意味著未來農業領域，特別是水產領域的移動互聯網應用前景十分光明：

「互聯網+水產」有利於實現生產智能化。移動互聯網與水產物聯網裝備結合後，能夠發揮全面感知、可靠傳輸、先進處理和智能控制等技術優勢，實現水產養殖的全程式控制制，降低污染，減少疫病，提高養殖品質，達到科學養殖和智能養殖的目的。

「互聯網+水產」有利於實現經營網路化。移動互聯網有利於加快水產電子商務的應用，實現水產品流通扁平化、交易公平化、信息透明化，建立最快速度、最短距離、最少環節、最低費用的水產品流通網路，解決買難賣難問題，大大提高水產經營的網路化水平。

「互聯網+水產」有利於實現管理精細化。移動互聯網的普及，能夠加快大數據、雲計算等先進技術的落地應用，通過對終端、用戶及其水產生產經營行為的跟蹤服務，進行生產調度、應急指揮、質量監管，對上輔助宏觀決策，對下優化生產經營行為，解決當前管理對象不明確、效率不高等問題。

「互聯網+水產」有利於實現服務便捷化。移動互聯網的便攜隨身和實時交互特點，很好地解決了農業信息服務「最後一公里」問題，便捷服務的同時，為市場化、多元化信息服務提供了機遇，通過創新型應用等多種手段，未來的水產信息服務將更加豐富便捷。

真正的信息化應該是「潤物細無聲」的，無需冗長的教程和繁難的培訓，一看就會，一用就見效，自然能夠受到農民追捧、贏得市場，這應該是互聯網融入水產行業的最佳情境設想。因此，「互聯網+水產」的發展，不能把重點放在教育一線養殖戶，而是從一線養殖戶的實際和思維出發，因勢利導、潛移默化地進行適應性改變，這就是所謂的「引導」。那麼，這個適應性改變應該如何進行？

一是要加快易用、實用APP的開發，建議模擬不同的養殖場景，按照養殖全過程設置重要節點和參數，按照農民的養殖習慣優化應用流程。

二是要打通生產和經營的通道，通過移動互聯網實現「扁平化」，藉助在線傳輸方式，讓消費者與養殖現場建立關聯，無論是水產品質量追溯，還是養殖現場視頻調閱，甚至是水產養殖眾籌，都可以大膽嘗試。

三是要充分利用政策資源，實施移動互聯網示範工程，通過創建「互聯網+」示範養殖場、養殖能手等行動，大力推廣信息化養殖理念和技術，加強用戶體驗，大規模提升水產養殖信息化水平。

四是要積極實踐互聯網思維，啟動水產信息化服務市場，借用打車軟體等先進的運營思維，合理配置盈利點，前端推廣多採用免費、補貼等手段，讓農民享受到實惠，再從水產養殖的其他環節找回企業收益。

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『捌』 人工智慧在水利行業的應用

人工智慧與智慧水務的關系

「智慧水務通過數采儀、無線網路、水質水壓表等在線監測設備實時感知城市供排水系統的運行狀態，並採用可視化的方式有機整合水務管理部門與供排水設施，形成「城市水務物聯網」。就技術方面而言，智慧水務就是依託感測器、人工智慧、自動控制、大數據分析、增強現實等技術，通過對系統中壓力、流量、水質等參數的在線採集，藉助以人工智慧為核心分析手段對供水系統狀態進行認知和決策，進而通過閥門、泵站等設施實現供水系統的工藝優化運行、漏損控制、調度決策、水質安全保障等控制過程。

人工智慧在國內外的應用

墨爾本
WInneke水廠是墨爾本飲用水的主要水廠之一。每天平均約 350000m³ 的水流入此廠。通過水處理工序，分配給城市周圍的數百萬家庭和企業。該水廠每天設定目標水流量，以確保墨爾本始終有適量的飲用水。為了確保水廠泵在最高效率下運行，同時仍能達到所需的流量，墨爾本水務公司使用定製開發的人工智慧（AI）程序。該程序通過挖掘水泵歷史運行數據，計算任何給定泵的最有效的配置時間，確定最節能的泵組合，以及相關的運行速度，達到必要的流量。此系統能夠通過歷史數據分析出一些獨特的系列因素如可用泵和過去的性能等。在運行模式下確定最佳泵組合設置參數，並將其直接發送到水泵系統，實時應用無需任何人為干預。

美國
美國使用AI，發明智能機器人用來檢查下水道系統泄露和使用年限老化等問題。另外，針對大型或高層建築物水管漏水的問題，位於美國內華達州里諾市的亞特蘭蒂斯賭場度假村使用WINT公司開發的AI解決方案，應用人工智慧檢測並阻止泄漏源。當漏水時，它會發出警報並自動關閉。智能實時監控系統可以識別漏水和浪費的來源，減少用水量，防止損壞，並且，此AI自動監測系統還可用於異地監控。

國內現狀
人工智慧技術在供水行業的發展主要應用場景包括設計、運行管理、調度決策等各個層面，其中供水優化設計、優化調度等領域已經取得了大量的研究和應用成果，但受限於感測器、通訊技術以及核心演算法等發展水平，供水系統智能化近幾年才取得較大突破。