2020年中国智慧水务行业市场研究报告.docx
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目录
1方法论 4
1.1方法论 4
1.2名词解释 5
2中国智慧水务行业市场综述 7
2.1智慧水务行业定义及构成 7
2.2智慧水务行业核心技术 7
2.3中国智慧水务行业发展历程 8
2.4中国智慧水务产业链 10
2.4.1产业链上游 11
2.4.2产业链中游 12
2.4.3产业链下游 13
2.5中国智慧水务行业规模 14
3中国智慧水务行业驱动因素 16
3.1窄带物联网NB-loT快速渗透至智慧水务领域 16
3.2供水、排水管网建设需求日益增长 17
3.3水务信息化步伐逐步加快 19
4中国智慧水务行业制约因素 21
图表目录
4.1水务数据问题突出 21
4.2智慧水务人才不足 22
5中国智慧水务行业相关政策法规 23
6中国智慧水务行业发展趋势 25
6.1发展"供排污"一体化智慧管控系统 25
6.2智慧水务融合于智慧城市发展体系 26
6.3与消费者在线互动能力将进一步提升 27
7中国智慧水务行业竞争格局 29
7.1中国智慧水务行业竞争格局概览 29
7.2中国智慧水务行业典型企业分析 30
7.2.1科荣股份 30
7.2.2水联网 31
7.2.3华旭科技 33
图2-1智慧水务系统构成 7
图2-2智慧水务核心技术 8
图2-3中国智慧水务发展历程 9
图2-4中国智慧水务产业链 10
图2-5阀门不同分类方式 12
图2-6智慧水务管理平台服务构成 14
图2-7中国智慧水务市场规模,2014-2023年预测 15
图3-1 NB-loT智慧水表应用服务 17
图3-2中国供水、排水管道长度,2013-2017年 18
图3-3智慧水务管网压力监测、损漏监测示意图 19
图3-4中国省级以上水利部门配置各类服务器数量,2013-2017年 20
图4-1 GIS系统应用结构 21
图4-2智慧水务复合型人才要求 22
图5-1中国智慧水务相关政策法规 24
图6-1 ”供排污"一体化智慧管控系统 26
图6-2 ”水电气热"四表合一抄收系统 27
图6-3智慧水务平台与消费者在线交互示意图 28
图7-1智慧水务系统集成商不同发展路径 29
图7-2科荣月殳份智慧水务平台构成 31
图7-3水联网LeakView系统功育官构成 32
1.1方瀚
布局中国市场,深入研究10大行业,54个垂直行业的市场变化,已经积累
了近50万行业研究样本,完成近10,000多个独立的研究咨询项目。
/研究院依托中国活跃的经济环境,从物联网、大数据、水务等领域着手,研究内容覆盖整个行业的发展周期,伴随着行业中企业的创立,发展,扩张,到企业走向上市及上市后的成熟期,研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产业模式,企业的商业模式和运营模式,以专业的视野解读行业的沿革。
/研究院融合传统与新型的研究方法,采用自主研发的算法,结合行业交叉的大数据,以多元化的调研方法,挖掘定量数据背后的逻辑,分析定性内容背后的观点,客观和真实地阐述行业的现状,前瞻性地预测行业未来的发展趋势,在研究院的每一份研究报告中,完整地呈现行业的过去,现在和未来。
研究院密切关注行业发展最新动向,报告内容及数据会随着行业发展、技术革新、竞争格局变化、政策法规颁布、市场调研深入,保持不断更新与优化。
/研究院秉承匠心研究,砥砺前行的宗旨,从战略的角度分析行业,从执行的层面阅
读行业,为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。
名询解释
物联网:
通过RFID、感应器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。
云计算:
一种可迅速提供并发布网络、服务器、储存、应用等计算资源的模型,用户可通过网络按需访问计算资源共享池,实现管理成本或服务供应商干预最小化。
统:
GeographicInformationSystem,GIS,在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层空间中的各种地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
建筑信息管理:
BuildingInformationModeling,BIM,应用于建筑工程设计、施工、运营、维护等全生命周期过程的一种信息化技术,通过信息化、数字化和参数化的方式建立、表达和呈现工程模型。
二^供水:
将城市公共供水或自建设施供水经储存、加压,通过管道再供用户或自用的形式。
人工智能:
利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能,感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
NB-loT:
由通信行业标准化组织3GPP制定的构建于蜂窝网络的标准化物联网授权频谱通信技术。
LoRa:
由Semtech公司研发的低功耗广域网无线通信技术。
SOA:
Service-OrientedArchitecture,面向服务的分布式架构,将应用程序的不同功能单元进行拆分,并通过功能单元之间的接口和契约联系起来的模型。
RFID:
RadioFrequencyIdentification,无线射频识别,通过无线电讯号识别特定目
标并读写相关数据的技术。
机器学习:
专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为以获取新的知识或技能的学科,使计算机重新组织已有的知识结构并不断改善自身的性能。
图像识别:
利用计算机对图像进行处理、分析和理解,以识别各种不同模式的目标和对象的技术。
SCADA:
SupervisoryControlAndDataAcquisition,数据采集与监视控制系统。
LTE:
LongTermEvolution,长期演进技术,是电信中用于手机及数据终端的高速无线通讯标准技术。
DMA:
DirectMemoryAccess,直接内存存取,无需依赖CPU大量中断负载的存取
方式。
2中国智慧水务行业市场综述
2.1智慧水务行业定义及构成
智慧水务指利用物联网、智能传感、云计算、大数据等技术对供水、排水、节水、污水处理、防洪等水务环节进行智慧化管理。
智慧水务通过结合传感器、通信网络、水务信息系统提升水务信息化水平,实现水务管理协同化、水资源利用高效化、水务服务便捷化。
智慧水务系统由智慧给水系统、智慧排水系统、智慧防洪系统、智慧污水回用系统、智慧节水系统等子系统构成。
图2・1智慧水务系统构成
来源:
头豹研究院编辑整理
2.2智氟水务行业核诚术
智慧水务的核心技术包括物联网、智能传感、云计算、大数据、地理信息系统(GIS)建筑信息管理(BIM)、人工智能等。
智慧水务将各类核心技术运用于智慧抄表、水务设备
标识管理、水务数据智能交互、水务数据智能分析、管网优化设计等业务领域,显著提升水务管理效率。
图2・2智慧水务核心技术
物联网
/NB-loT
/LoRa
/NB-loT具有低功耗、强覆盖、大连接量、低成本等特点
/LoRa具有彳耽耗、网络建设成本低等特点
/水费抄表
智能传感
/RFID
智能控制器
RFID标签具有防水、防磁、耐高温、受环境影响小等特点
智能控制器可实现实时监控并反馈数据
/水务设备标识管理
水务数据智能交互
核心技术
技术组成
技术特点
应用领域
云计算
数据库
/淘存
/数据库可高效处理大量水务数据
/云储存具有统一管理、资源共享、成本低廉等特点
/水务数据集中处理
/水务数据增量备份
/水务数据异地容灾
大数据
/数据分析
/SOA
构建水务知识库和专家库,实现数据智能分析
/SOA具有可互操作性、独立性、松耦合性
/水务数据智能分析
/水务数据智能交互
地理信息系统(GIS)
/可视化
/三维模拟
/可视化技术将地图元素和地下空间信息融入到管理系统中
/三维模拟技术可解决管网隐蔽、重叠等问题
/管网损漏监测
/管网数据收集
建筑信息管理(BIM)
三维建筑模拟
/BIM将水务工程中产生的数字化信息贯穿于整个建设管理中
/解决水务工程信息的沟通、协调问题
水务工程信息交互
/水务工程协同作业
人工智能
/机器学习
图像识别
人工智能系统具有自学习、推理、判断和自适应能力
/人工智能在水务领域的应用场景将愈发丰富
管网优化国
/水务系统故障诊断
/水务系统智能管理
/水务数据智能分析
来源
:
头豹研究院编辑整理
2.3中国智慧水务行业发展历程
智慧水务发展至今经历了初步发展期、稳健发展期、快速发展期三个阶段。
图2-3中国智慧水务发展历程
来源:
头豹研究院编辑整理
⑴初步发展期(1990-1999年)
1990-1999年,在自动化、视频监控等技术发展推动下,水务基础信息自动化采集开
始实现,行业处于初步发展期。
在视频监控技术应用实践中,水务工作人员可通过视频监控了解水库、大坝、河道等基础水利设施情况,大幅减少人力监测成本。
在自动化技术助力下,阀门、泵站操控实现自动化,水务数据测量水平进一步提高,水务工作人员可便捷获取水质、水压、水位、雨量等水务基础数据,人工操作量显著降低。
⑵稳健发展期(2000-2009年)
2000-2009年,通信网络技术发展迅速,水务基础信息逐步实现联通,水务信息化发展步伐日益加快,行业处于稳健发展期。
在通信网络技术快速发展的背景下,宽带网络逐渐推广,各类水务基础信息开始实现互通,水务管理效率大幅提升。
此外,自动化技术在水务领域的应用层次进一步加深,城市供水网络基本实现自动化。
⑶快速发展期(2010年至今)
2010年至今,物联网、智能传感、云计算等技术快速渗透至水务领域,水务管理智慧
化水平显著提升,智慧水务加速实现。
在物联网、智能传感、云计算等新兴技术引领下,多
个智慧水表、智慧排水应用方案快速落地,应用规模不断扩大,水务管理智慧化水平进一步
提升,智慧水务行业发展步伐日益加快。
2.4中国智/水务产业链
智慧水务产业链包括上游的水表供应商、阀门供应商、水泵供应商,中游的自动化方案
服务商、智能技术服务商,下游的系统集成服务商。
上游的水表供应商、阀门供应商、水泵供应商分别为下游的系统集成服务商提供水表、
阀门、水泵等硬件设备。
中游的自动化方案服务商为下游的系统集成服务商提供设备自动化解决方案,智能技术
服务商为下游的系统集成服务商提供物联网、智能传感、云计算、
大数据、地理信息系统
(GIS)、建筑信息管理(BIM)、人工智能等技术服务。
下游的系统集成服务商为最终用户提供智慧水务应用服务。
S2-4中国智慧水务产业链
来源:
头豹研究院编辑整理
2.4.1产业链H
智慧水务产业链上游主要涉及智慧水务应用方案中的硬件设备,包括水表、阀门、水泵等。
(1)水表供应商
水表是用于测量水流量的仪表,市场中的主流水表产品包括机械水表、超声波水表、电磁水表等,其中,电磁水表精确度较高,价格较高,市场单价达1.5万元以上,超声波水表精确度低于电磁水表,平均市场单价约为6,000元,相比电磁水表、超声波水表,机械水表精确度更低,市场价格更低。
中国水表供应商数量众多,行业集中度低,市场竞争激烈,中国典型代表厂商包括宁波水表、三川智慧、华旭科技、东海集团、新天科技等,海外典型代表厂商包括代傲水表、科隆水表等。
(2)阀门供应商
阀门是水务系统中的重要控制部件,具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。
阀门可按驱动方式、温度范围、压力范围等不同分类标准进行分类。
除水务领域外,阀门还可运用于化工、油气、造纸等多个领域。
市场中的阀门产品种类繁多,不同性能产品之间的价格差异明显,市场价格区间约为600-10,000元。
中国阀门供应商数量众多,市场集中度低,代表厂商包括纽威阀门、中核阀门、江一阀门、冠龙阀门、三花阀门等。
a2-5倜门不同分类方式
(3)水泵供应商
水泵指利用机械能为液体增压以保证液体流通的装置,其性能主要通过流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等指标进行衡量。
离心泵是中国市场中的主流水泵产品,其平均市场单价约为2,000元。
相比水表、阀门,水泵的生产技术更高,行业集中度更高,中国市场中的典型水泵供应商有格兰富、威乐、凯泉、南方泵业、凯士比、新界泵业等。
2.4.2产业链中游
(1)自动化方案服务商
自动化方案服务商为下游需求方提供针对供水系统、排水系统、污水处理系统等水务管理系统的自动化解决方案,其中,PLC 为自动化解决方案中的核心应用设备。
PLC
(ProgrammableLogicController,可编程逻辑控制器)是一种以微处理器为基础,集合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术的数字运算操作电子系统,主要由CPU结构、存储器、电源模块、夕卜部设备接口等部分组成,能够实现工业自动化控制中的逻辑控制、过程控制、顺序控制、数据处理、通信联网等功能,具有适用范围广、可靠性高、编程简单、使用方便等特点。
PLC在工业自动化发展进程中发挥着关键作用,除水务建设外,PLC还广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输等行业领域。
中
国PLC销售额从2014年的74.3亿元增长至2018年的88.4亿元,年复合增长率为4.4%。
在中国市场中,自动化方案服务商以海外厂商为主,典型代表包括施耐德、欧姆龙、西门子、罗克韦尔、三菱等,此类厂商发展起步早,在PLC技术研究、行业应用等方面投入大,其PLC产品在稳定性、可靠性、通用性等方面表现出色。
中国自动化方案服务商以信捷电气、浙江中控、和利时、汇川技术等厂商为代表,其产品以小型PLC居多。
(2)智能技术服务商
智能技术服务商为下游的系统集成服务商提供物联网、智能传感、云计算、大数据、地理信息系统(GIS)、建筑信息管理(BIM)、人工智能等技术服务,下游的系统集成服务商亦设有各类核心技术团队,但因智慧水务涉及智能技术类型繁多,系统集成服务商常遇到内部技术团队无法满足智慧水务项目的技术应用需求,系统集成服务商可通过与智能技术服务商合作来填补技术短板,从而为最终用户提供更到位的服务,切实满足客户的应用需求。
GIS技术及相关数据服务为下游系统服务商最常引进的智能技术服务类型,GIS系统的地理信息数据量庞大,系统集成商直接从GIS技术服务商引进GIS系统及相关数据库能显著提高平台系统构建效率。
典型的GIS技术服务商有超图软件、ESRL中地数码、中海达等。
2.4.3产业链下游
下游的系统集成服务商通过集成物联网、智能传感、云计算、大数据、地理信息系统(GIS)、建筑信息管理(BIM)、人工智能等智能技术以及水表、水泵、阀门等设备为最终用户提供智慧水务应用服务。
在系统集成服务商提供的智慧水务应用服务方案中,智慧水务管理平台发挥着关键作用,其可对水务系统的各个环节进行设备监控、实时检测,为水务工作人员提供应用决策方案,提升水务管理效率。
智慧水务管理平台提供的服务涵盖水务的生产管理、运维管理、经营管理、客户服务、综合管理等多个方面。
除智慧水务管理平台外,集成服务商还能为用户提供与智慧水务管理平台配套的水务设备产品。
■2-6智慧水务管理平台服务构成
来源:
头豹研究院编辑整理在中国市场中,智慧水务系统集成服务商典型代表包括威派格、上海熊猫、青岛三利、
中韩杜科、舜禹水务、新界泵业、三川智慧、华旭科技、上海三高等,其中,中韩杜科、新界泵业、华旭科技、三川智慧等厂商在水表、水泵等设备监控系统方面具有技术发展优势,威派格、青岛三利等厂商在二次供水设备方面处于领先地位,上海三高由水务管理软件服务商逐步发展成智慧水务系统集成服务商。
智慧水务处于快速发展阶段,智慧水务管理平台产品研发是系统集成商的重点发展关注点之一,2018年上半年,新三板上市企业舜禹水务的智慧水务相关软件及系统研发支出达85.5万元,2018年,A股上市企业威派格的“基于工业互联网的二次供水智慧管理平台“项目获得上海市服务业引导发展资金75.0万元,“分质供水设备及其智慧管理系统开发与产业化"项目获得上海张江国家自主创新示范区专项发展资金252.7万元,智慧水务管理平台产品的研发支出和相关资金支持力度持续加大,有利于提高智慧水务管理平台产品性能。
2.5中国智慧水务行业规模
智慧水务发展情况与城镇发展情况紧密相连,中国城镇人口数量从2014年的7.5亿增
长至2018年的8.3亿,在中国城镇人口日益增长的发展背景下,城镇水务建设需求不断提高,智慧水务可显著提升水务管理效率,其应用规模逐步扩大。
按照中国水务建设规模、智能技术在中国水务市场的渗透率以及智慧水务项目平均市场价格进行计算,中国智慧水务市场规模从2014年的65.6亿元增长至2018年的86.0亿元,年复合增长率达7.0%。
伴随着中国城镇化速度逐渐加快以及物联网、智能传感、云计算等技术在智慧水务领域的应用层次逐步深化,中国智慧水务市场规模将进一步扩大,预计至2023年,中国智慧水务市场规模将达116.5亿元,2018至2023年年复合增长率将达6.3%。
图2-7中国智慧水务市场规模,2014-2023年预测
来源:
头豹研究院编辑整理
3中国智慧水务行业驱动因素
3.1窄带物联网NB-loT快速渗透至智慧水务领域
窄带物联网NB-loT是专用于物联网的通信网络技术,具有低功耗、强覆盖、大连接量、低成本等突出特点,可显著提升物物相连效率,打造高效物联网。
自2017年窄带物联网NB-loT进入商业应用阶段,基于窄带物联网NB-loT的应用方案不断增多,窄带物联网NB-loT快速渗透至多个公共服务应用领域,其中,智慧水务是窄带物联网NB-loT重点发展的应用领域之一,窄带物联网NB-loT在智慧水务领域快速渗透助力行业进一步发展。
智慧水表是窄带物联网NB-loT在智慧水务领域的重要应用体现。
NB-loT智慧水表可实现智能抄表、管网监控、水泵站监控、水质监测、节水管理等多项功能,相比传统水表,NB-loT智慧水表在数据传输安全性、网络覆盖面、传输功耗、人工成本等方面表现更出色。
在数据传输安全性方面,窄带物联网NB-loT为广域网授权频谱技术,频谱资源由国家统一分配,不易受到其他频段干扰,工作频段被清频风险低,数据安全性、稳定性高。
倒络理盖面方面,窄带物联网NB-loT具有强覆盖特点,相比LTE,NB-loT提升20dB增益,覆盖能力提升百倍,NB-loT智慧水表在楼道或地下等隐蔽地方仍能保持良好传输效果。
在传输功耗方面,NB-loT波形简单,5w/h电池可续航约10年,而传统智慧水表仅能续航2至3年。
在人工fig本方面,NB-loT智慧水表可通过高频次数据传输完成抄表工作,大幅降低人工成本,显著提升管理效率。
2017年以来,在华为、中国电信、中国联通、中国移动等NB-loT产业代表企业带动下,NB-loT智慧水表项目陆续在广东省深圳市、江西省鹰潭市、福建省福州市等地方开展,NB-loT智慧水表应用推广步伐日益加快,助力智慧水务进一步升级发展。
图3-1NB-loT智慧水表应用服务
来源:
头豹研究院编辑整理
3.2供水、打冰管网建设需求日益增长
供水、排水管网建设是水务管理中的重要环节,对城市生活和生产用水流通网络有重要影响,在城镇化步伐逐渐加快的发展背景下,中国供水、排水管网建设需求不断提高,管网规模愈发扩大,城市水网建设、维护难度亦随之加大,智慧水务可通过物联网、大数据、云计算等技术有效提高城市用水管网管理效率,市场对智慧水务的需求将愈发提高,供水、排水管网建设需求日益提高是智慧水务行业发展的重要驱动因素。
中国供水、排水管道建设需求增长明显。
根据统计局数据,中国供水管道长度从2013
年的64.6万公里增长至2017年的79.7万公里,年复合增长率达5.4%。
中国排水管道长度从2014年的46.5万公里增长至2017年的63.0万公里,年复合增长率达7.9%。
随着中国供水、排水管道建设需求的逐步提升,管网规模愈发扩大,管网建设、维护难度亦显著加大。
图3-2中国供水、月冰管道长度,2013-2017年
■中国供水管道长度 .中国排水管道长度
来源:
国家统计局,头豹研究院编辑整理
智慧水务可有效提高城市水网管理效率,降低供水、排水管网建设、维护难度。
管网压
力监测和管网损漏监测是智慧水务的重要任务,在智慧水务应用方案中,智慧水务系统通过
压力变送器、液位变送器、温度变送器等传感设备实时监测管网多个关键节点的压力、流量、
温度等状况,并通过NB-loT、LoRa等通信网络将监测数据及时传送至数据监测中心进行
分析,当管网出现压力值异常或损漏情况时,管网维护人员可通过数据监测中心获得管网信
息并及时对管网进行维护,城市供水、排水服务稳定性得到有效保障,城市管网管理效率进—步提高。
来源:
头豹研究院编辑整理
智慧水务可显著提升城市水务网络管理效率,大幅降低城市水网建设、维护难度,在供水、排水管网建设需求日益增长的发展背景下,智慧水务的市场需求将不断提高。
3.3水务值息化醐厩加快
水务信息化是实现智慧水务的重要途径,近年来,中国水务信息化应用设备数量日益增多,水务信息化逐步加快,有力推动智慧水务行业进一步发展。
中国水务信息化设备数量呈逐年上升的趋势。
中国省级以上水利部门配置各类服务器数量从2013年的3,273套上升至2017年的7,213套,年复合增长率达21.8%,水务信息化设备数量不断增多,水务信息化步伐日益加快,助力智慧水务升级发展。
图3-4中国省级以上水利部门配置各类服务器散量,2013-2017年
来源:
中国水利部,头豹研究院编辑整理
2017年,中国水务信息化成绩斐然,信息化设备数量进一步提高,各类水利信息采集
点数增长明显,无人机、应急通信车等新型设备加入水务信息化服务行列。
中国水利部数据
显示,截至2017年年底,中国省级以上水利部门配置各类服务器7,213套,同比增长
31.8%,中国省级以上水利部门各类信息采集点达42万个,同比增长133.3%,县级以上
水利部门配置各类卫星设备2,731套,具备北斗卫星短报文传输能力的报汛站达7,900个,新配置应急通信车68辆、无人机409架、集群通信终端5,767个。
4中国智慧水务行业制约因素
4.1水^£问酿出
水务数据在智慧水务应用项目中起着关键作用,现阶段,水务数据不完善、不精准、不及时、兼容性差等问题日渐突出,对智慧水务的升级发展产生明显负面影响,水务数据问题突出是制约智慧水务行业发展的重要因素。
水务数据不完善、不精确、不及时等问题仍有待改善。
水务公司是智慧水务应用服务的主要用户,部分水务公司信息化程度仍不高,其水务信息化建设仍处于初步发展阶段,水务信息化系统仍有待进一步优化。
以GIS地理信息系统为例,水务公司在未建立GIS地理信息系统的情况下,无法及时、精准地获取管网、水表、水泵等设备的状态信息数据、地理信息数据,无法建立以GIS数据为基础的设备资产管理系统、移动化巡查系统等应用系统、管网优化调度系统、力学模型系统等,水务信息化步伐将趋于滞
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