科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业

需求背景

随着城市化进程的加快，水环境污染问题日益严重，对水环境监测和治理提出了更高的要求。传统的水环境监测方法主要依赖于人工定期采样、实验室分析，这种方法耗时耗力，且无法实时获取水质信息，难以满足现代社会对水环境保护的需求。

物联网技术的发展为水环境监测提供了新的可能。通过在水体中部署各种传感器，可以实时收集水质参数数据，然后通过无线网络传输到数据中心进行分析处理。这种方法不仅可以实现实时监测，还可以大大提高监测的准确性和效率。

然而，大量的水质数据需要通过大数据分析技术进行处理和解析，以提取有价值的信息。大数据分析可以帮助我们理解水质变化的规律，预测未来的水质趋势，为水环境管理和决策提供科学依据。

因此，基于物联网的水环境监测和大数据分析技术具有重要的应用价值和广阔的发展前景。它不仅可以提高水环境监测的效率和准确性，还可以为水环境保护和管理提供强大的技术支持。

需解决的主要技术难题

目前在技术方面存在的困难以及需解决的问题

1）终端关键设备的低成本化、高可靠控制、网络化及智能化的改造

研究多传感器集成、多传感信息融合处理，信息收发与控制、MM终端协同、能耗管理、基于WEB的跨终端信息交互与协同操作技术等，实现终端的自主协同、自主智能处理和控制；研究控制系统的低成本优化改造技术、控制系统的低成本维护技术、嵌入式先进控制软件开发和多种总线控制系统集成技术，开发低成本先进控制系统；面向污水过滤设备、一体化污水处理设备、大型降解设备、MBR膜一体化设备等重大耗能设备。

2）基于物联网云架构的智慧水务管控系统的研发

探索解决感知基础软硬件碎片化难题的方法；然后，研究物联网终端轻量级计算架构技术感知数据的存储技术、实时高效感知数据的处理技术；其次，研发轻量级、低成本、低功耗平台化可重构处理系统；设计并实现基于乡镇智慧水务运营管理系统。

3）大数据驱动下的运营管理与智慧决策研究

构建污水处理大数据共享的质量标准体系、大数据资源的共享机制、大数据共享平台体系结构、以及与之相关的大数据治理模式等；然后，设计与构建面向大数据融合的分析方法与支撑技术，如多源异构管理决策模型与规则，数据融合的知识发现算法，面向管理决策的大数据计算平台等；最后，设计与构建融合微观、中观和宏观等各个层次行为和目标的管理决策分析模型和方法，建立大数据驱动的全景式管理与决策方式与理论。

期望实现的主要技术目标

相关技术指标或要求

①终端设备和控制系统应达到低成本、高可靠的要求；

②大数据平台应达到低成本、低功耗、轻量级、可重构的技术特点；

③系统平台应至少包括基础信息、智慧监控、标准化运维、运维监督、资料库、专题分析、公众参与、系统管理等功能模块；

期望合作方式及拟投入资金（与企业、高校、科研院所等合作）

与高校合作，签署技术开发协议，其中高校作为受托方，提供技术开发服务，本单位作为委托方，负责提供资金支持及必要的科研条件，如仪器设备及场地、样机等，项目的技术成果所有权归委托方，使用权归甲乙双方共同拥有或按照协议约定，项目产生的效益按照协议约定，项目拟投入1500万元用于项目技术开发，包括仪器设备购置、场地建设、专家咨询费用、人员劳动报酬及流动资金等，资金来源包括但不限于自有资金、银行贷款及政府补助等。

预期成果及经济社会生态效益

①经济效益

一方面，为客户节约运维成本，预计通过信息化技术的运用，为每位客户减少巡检人员2-4名左右，并提高设备运行和维护效率，综合减少客户运维成本30%-50%。

另一方面，实现项目设备及服务产品总体年销售收入600万元，年利税350万元。同时，牵引和拉动相关企业总体发展速度，形成1~2家年产值达到5~10亿元的大型企业和一大批中小型企业。

②社会效益

项目的实施将有力推进湖南乡镇污水处理设施建设，有效提升村庄环境卫生水平、助力湖南响应国务院号召完成美丽乡村建设，为实现乡村振兴提供良好的人居环境。

另外，建设成“湖南乡镇智慧水务工程技术研究中心”，基本形成一系列开放式的、动态联盟的、与国外水平同步发展的乡镇智慧水务系统设计的创新服务体系，并在此牵引下，建成“湖南乡镇智慧水务平台系统设计产业化基地”。

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