近10年來(lái)，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展及在各領(lǐng)域的應(yīng)用，智慧城市快速發(fā)展，智慧交通、智慧水務(wù)等相關(guān)領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注和研究。包含智慧水務(wù)在內(nèi)的大多數(shù)“智慧+行業(yè)”的技術(shù)與解決方案的核心目標(biāo)都是：借助信息技術(shù)等手段，將依賴(lài)人工經(jīng)驗(yàn)的“灰箱”管理模式升級(jí)為高效、穩(wěn)定、精細(xì)的智能化管理，保障系統(tǒng)的高效性、穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，提升管理和服務(wù)水平。
　　水務(wù)領(lǐng)域從業(yè)者和研究者意識(shí)到了利用人工智能代替人的經(jīng)驗(yàn)對(duì)水務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行管理的價(jià)值和意義，以及智慧水務(wù)在城市與村鎮(zhèn)供水系統(tǒng)管理、集中式污水處理、分散式點(diǎn)源污染治理等領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力。但由于水務(wù)系統(tǒng)的復(fù)雜性、非線(xiàn)性和時(shí)變性等原因，現(xiàn)狀是，想做的人很多，在做的人不少，重大突破不夠，基本建成者寥寥。所幸的是，智慧城市等相關(guān)政策的支持，供水保障需求與水污染治理的要求，人工智能、大數(shù)據(jù)、SG通信等新技術(shù)的支撐，智慧交通等相對(duì)成熟領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，共同推開(kāi)了通往未來(lái)智慧水務(wù)的大門(mén)。在“智慧+”的風(fēng)口中，智慧水務(wù)領(lǐng)域的市場(chǎng)需求、資本規(guī)模及進(jìn)軍隊(duì)伍都日益擴(kuò)大，華為、騰訊、中國(guó)移動(dòng)、萬(wàn)科等越來(lái)越多不同領(lǐng)域的企業(yè)和資本涌入智慧水務(wù)市場(chǎng)。2019年12月，華為技術(shù)有限公司中標(biāo)深圳市智慧水務(wù)一期工程，中標(biāo)價(jià)達(dá)4.45億元，創(chuàng)下近年智慧水務(wù)項(xiàng)目中標(biāo)價(jià)新高。互聯(lián)網(wǎng)、通信、房地產(chǎn)等領(lǐng)域巨頭的跨行業(yè)進(jìn)軍，一方面注入了技術(shù)和資本力量，另一方面也發(fā)揮了“鯰魚(yú)效應(yīng)”，刺激環(huán)保企業(yè)、水務(wù)公司在智慧水務(wù)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新和突破。
　　本書(shū)由智慧水務(wù)領(lǐng)域的研究者、從業(yè)者共同撰寫(xiě)。書(shū)中從水務(wù)系統(tǒng)發(fā)展演變，總結(jié)當(dāng)前水務(wù)行業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，分析水務(wù)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及相關(guān)技術(shù)，系統(tǒng)梳理了智慧水務(wù)典型應(yīng)用場(chǎng)景的原理、技術(shù)和設(shè)計(jì)方案，并討論了智慧水務(wù)領(lǐng)域的發(fā)展前景。智慧水務(wù)研究領(lǐng)域的一個(gè)普遍認(rèn)識(shí)是：傳感器+執(zhí)行器+物聯(lián)網(wǎng)+人工智能=智慧水務(wù)。按照該框架分析智慧水務(wù)的發(fā)展前景：在傳感器層面，水質(zhì)、水量、水壓等指標(biāo)的準(zhǔn)確、快捷、高頻、經(jīng)濟(jì)、無(wú)污染監(jiān)測(cè)將是未來(lái)的發(fā)展熱點(diǎn)，衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)遙測(cè)及其他非接觸式監(jiān)測(cè)理論與技術(shù)是最有可能取得突破的方向；在執(zhí)行器層面，用于進(jìn)水控制、精細(xì)曝氣和精準(zhǔn)投藥的新型可控水泵、風(fēng)機(jī)、閥門(mén)等已經(jīng)上市，但其性能和價(jià)格需要進(jìn)一步優(yōu)化，以便中小型自來(lái)水廠(chǎng)和污水處理廠(chǎng)可以承擔(dān)設(shè)備升級(jí)改造的成本；在物聯(lián)網(wǎng)層面，智慧水務(wù)可能融入?yún)^(qū)塊鏈、5G通信等新技術(shù)，保障云端與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備之間的通信穩(wěn)定、及時(shí)和安全；在人工智能層面，將深度融合機(jī)理模型和數(shù)據(jù)模型，充分發(fā)揮兩類(lèi)建模方案的優(yōu)勢(shì)，整合兩個(gè)方向下的新技術(shù)，構(gòu)建更加完善的水務(wù)系統(tǒng)管理“智慧大腦”，滿(mǎn)足不同工藝類(lèi)型、不同處理規(guī)模的老廠(chǎng)、擴(kuò)建廠(chǎng)和新建廠(chǎng)等不同情境下的智能管理需求。
　　本書(shū)第2篇和第3篇第10、11章由王建輝博士牽頭撰寫(xiě)，約11.2萬(wàn)字；第4篇由齊高相博士牽頭撰寫(xiě)，約9萬(wàn)字；第1篇和第3篇第8、9章由郭智威博士牽頭撰寫(xiě)，約8.5萬(wàn)字。感謝申渝研究員、高旭教授對(duì)全書(shū)內(nèi)容的建議、指導(dǎo)和把關(guān)，感謝本課題組陳佳、范興容、周月明、張冰等老師的支持和幫助，感謝本課題組游慶國(guó)、黃冬梅、李超、曾聞茹、萬(wàn)柯佚等研究生參與資料收集、文獻(xiàn)檢索與整理工作。此外，感謝重慶交通大學(xué)鄭旭煦教授的支持與幫助，感謝重慶中法環(huán)保研發(fā)中心有限公司的鮮吉成、馮東、季久翠等工程師傾囊相助，從水務(wù)行業(yè)從業(yè)者的角度給出了許多寶貴的建議和幫助。